小区智能一卡通系统.doc

智能小区“一卡通”系统 博思凯电子非接触式IC卡小区一卡通管理系统设计方案书深圳市博思凯电子有限公司Bosk小区智能一卡通系统项目概述1.1前言Bosk小区智能一卡通系统随着社会经济的发展，城市面貌日新月异，各种高尚住宅小区如雨后春笋。人们逐步跨入了信息时代，大厦、楼宇的智能化建设方兴未艾，传统的钢筋水泥建筑被赋予聪慧之神经，借助各种智能系统，人们稳居帐中便可驰骋在信息高速公路上，决胜于千万里之外。而怎样满足住户对居住环境日益提高的要求，怎样对小区或大厦进行合理、；有效、安全的管理，在现今科技迅速发展的的条件下，必须有一套适合现今发展格局的新的管理方式。IC卡一卡通技术正广泛应用于社会的各个领域，在智能化建筑领域也不例外。我公司近几年来通过对一卡通技术的开发应用以及智能建筑工程的实践，深感一卡通技术的应用对于大厦、楼宇的智能化有着强烈的推动作用。首先，该技术扩展了智能化系统集成的应用范围，不但可以实现一卡通系统内部各分系统之间的信息交换、共享和统一管理，而且可以实现一卡通系统与建筑物各子系统之间的信息交换，统一管理和联动控制。其次，一卡通技术增强了整个建筑物的总体功能。在智能建筑工程中应用一卡通系统，目前已经覆盖了人员身份识别、管理人员考勤、电子门禁、出入口控制、电梯控制、车辆进出管理、会所消费、人事档案、图书资料卡和保健卡管理、电话收费管理、会议电子签到与表决和保安巡更管理等等。由此可见，一张小小卡片，已经渗透到了企业管理和物业管理的各个环节，使得各项管理工作更加高效、科学，为人们日常的工作和生活带来便捷和安全。IC卡分为接触式和非接触式（Contactless Card）,接触式卡片存在着操作慢、环境适应性差、可靠性欠佳等问题，这此先天不足限制了它们在一些重要领域应用。九十年代中期出现的非接触式IC卡，以其独有的无接触过卡方式、独有的恶劣环境适应能力、优良的电气和机械特性、极高的安全性，受各界用户的青睐，而且将逐渐取代现有的接触式IC卡，成为应用最为广泛的主流卡。非接触式IC卡分为以下三种： 射频加密卡（RF IC）射频卡的信息存取是通过无线电波来完成的，主机与射频之间没有机械触点。其内嵌芯片除了存储单元、控制逻辑外，增设了射频收发电路。如HICIndalaTiEM等。 射频存贮卡（RF IC）射频存贮卡也是通过无线电波来存取信息。它是在存储卡基础上增加了射频收发电路。如MifareMIFARE等。 射频CPU卡（RF CPU）射频CPU卡同样是通过无线电波来存取信息。它是在CPU卡的基础上增加了射频收发电路。非接触式IC卡由于采用射频技术，没有较统一的标准，市场上存在不同品牌、不同频率的卡片。这些卡片主要分为只读卡（只有一个IC编号，称IC卡）如： SST、HIC、TI、EM等，读写卡（具有存储空间，称存储式IC卡）如：MIFARE、MIFARE、TEMIC等。随着网络的飞速发展和日趋成熟稳定，在智能大厦、智能小区、校园管理等这种局部“一卡通”系统中采用哪种类型的卡已变得不再重要，因为所有数据信息都在系统数据库中得到可靠保存。由此，采用何种卡来实现“一卡通”可由用户根据各卡特点并结合自己需求自由选择，这些特点包括：读卡距离远近、卡片厚薄、价位高低、是否具有存储空间等。 鉴于本系统的特点，系统中将采用非接触式IC卡.1.2项目概述XXX小区是一座现代化的智能型高档生活社区，（请自行描述）现代化的生活社区离不开现代化的管理手段。本着网络集成化、通用性、可靠性、可扩展性、先进性的设计原则，我们设计了非接触式智能卡一卡通管理系统来实现该XXX安全防范和物业管理的要求。非接触式智能卡一卡通管理系统（简称一卡通）是信息技术、电子通讯技术发展的产物，是实现物业管理、安全防范管理的有效措施，该系统在使用时，卡片不与设备直接接触，只需在设备前晃动，系统即可采集到所需信息，实现门禁、考勤、停车场管理、POS餐饮消费管理等诸多功能。因其高度安全、适用面广、极为方便的使用和管理方式，被广泛应用于银行、宾馆、高档写字楼、智能化小区、工厂等重要场所。该系统已成为楼宇弱电系统的重要组成部分，也是楼宇实现现代化管理的重要标志。在本系统中，一张智能卡，即可代替出入小区大门的钥匙、停车卡、电梯乘用及保安巡更等，XXX通过该系统，可实现对重要办公、住宅、会所等场所的出入管理，对小区内部员工的考勤管理，停车场的车辆保安和缴费管理，XXX内部重要部位的巡更管理、等功能，使用极为方便，真正实现XXX内部的“智能一卡通”。一、 一卡通系统需求分析信息技术的迅猛发展,对智能小区的通信自动化、办公自动化和管理现代化都提出了更高的要求。结合其它智能系统，在小区内采用非接触式IC卡一卡通技术，将大大提高企业的综合管理水平和管理效率，为住户提供一个安全、便捷的工作环境。小区内一卡通系统具体需求为： 二、 系统总体建设目标和设计原则3.1系统总体建设目标小区一卡通管理系统是建立在小区智能化综合系统之上，运用先进的计算机网络技术、通信技术及非接触式IC卡技术，为小区的各项管理功能提供现代化手段，以提高管理质量和水平。具体目标为：（1） IC卡各子系统的工作站和上位机居于系统的高速管理信息域，采用以太网，通过路由器可连接企业局域网和广域网，包括Intranet和Internet。（2） 通讯工作站与现场控制点之间采用传统的控制网RS-485作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接。（3） 一卡通系统数据库采用同一数据库管理，数据库平台用SERVER2000，支持ODBC访问，自控系统集成可通过局域网与其建立通讯连接，并对其数据库进行读、写访问。（4） 基于TCP/IP协议及SOCKET通讯方式，使得所有IC卡在管理中心授权（发卡或挂失）后无须再到各子系统进行任何授权操作，便可实现身份识别、电子门禁、考勤、巡更、消费、停车场出入、电梯控制等多种功能，真正做到“一卡通行”。3.2 系统设计原则（1） 先进性一卡通系统的建设要立足于当今世界先进且有发展前途的技术，由此实现的系统能随着未来信息技术的发展而不断平滑升级，如：一卡通系统中网络通讯采用了国际流行的工业485或TCP/IP协议，服务器采用了微软公司的NT操作系统，数据库采用的是微软公司的SQL Server2000，前端应用程序使用Delphi ，Builder C+开发而成。（2） 实用性小区一卡通系统应充分体现内部物业管理的模式和特点，各应用系统的开发，应做到功能完善、使用方便、切合实际、运作高效。（3） 安全性系统采取服务器上安装防火墙软件、网络数据库备份、管理人员分级按权限操作、实时更新黑名单等多种有效措施，确保整个系统的安全性。（4） 扩展性系统在容量和功能上不仅能满足目前用户的需求，而且也易于扩展以保障用户今后的扩容和升级，如：系统可以灵活增设信息点，利用Web查询支持模块和Internet网，实现远程快速查询。3.3 系统设计结构经过对该XXX现场实际情况分析，仔细研究该工程图纸，我们做出如下一卡通系统设计：本方案设计采用非接触式IC卡一卡通方案，系统由一卡通服务主机、门禁子系统、考勤子系统、POS消费子系统、电梯管理、停车场管理子系统、巡更子系统、发卡子系统组成。系统结构如图所示：XXX一卡通系统结构图各子系统功能和具体实施见下面分项描述。该一卡通系统网络拓扑结构清晰、功能明确，一张卡片可通用于所有子系统，所有子系统共享一个数据库服务器，且可扩展其他子系统，实现真正意义上的一卡通，完全能够满足本X需要。三、 一卡通解决方案及技术描述4.1网络结构说明一卡通系统网络结构图所示：一卡通系统实际上由两部分组成：实时控制域和管理信息域。低速、实时控制域采用了传统的控制网RS-485作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接；一卡通各子系统的工作站和服务器则位于系统100M带宽的管理域，通过路由器与广域网相连。4.2 一卡通系统数据流特点如一卡通系统网络数据流示意图所示，一卡通系统的数据交换方式可分为两类：（1） 业务数据流：它是指一卡通子系统内从服务器到工作站，工作站到服务器及各工作站之间的数据流，通过小区局域网进行传输。一卡通系统的业务数据流都触发对数据库的某种操作。由于一卡通系统的各个模块功能可能分布于不同的部门，为使这些模块之间的数据同步和实现快速高效的查询，中央数据库是必须的。同时，为了减轻服务器的负担，又要尽量做到数据的分布式处理。这使一卡通系统的数据库分为两部分：1中央数据库：位于服务器上。2本地库：运行在各管理子系统工作站上。本地库与中央数据库之间的同步数据流有三个方向： a) 中央数据库-本地库； b) 本地库-中央数据库； c) 本地库-本地库；而发生中央数据库向本地库的数据流动有一个必要的条件：某一个功能模块操作了影响其它模块运行的数据，比如发行了一张新卡、挂失了一张卡等等。这样，一卡通的业务数据流可以总结如下：某一个功能模块对公用数据项的操作触发了并行的业务数据流。（2） 控制数据流：工作站与其所带设备之间的控制数据称为一卡通的控制数据流，通过RS485总线进行传输。由于一卡通系统可能控制到数以千计的门禁、消费机、停车场控制器等等设备，控制方式包括以下几种：a) 控制本机设备；b) 控制本局域网其它机器的设备;c) 控制异地异网设备; 这样，控制数据流有以下几个方向：a) 本机-本机设备；b) 本机-本局域网其它主机-设备;c) 本机-本地网络-异地网络-异地主机-设备;第一个控制流是纯粹的控制数据，它在某一主机本身的485总线网络上流动。其它两种都存在中间过程：事实上，控制数据首先变成网络业务流数据，然后在目的主机被解析还原成控制数据，再通过目的主机的485总线网络流到设备。同时，对相关设备的操作也会导致对此设备相关数据库表项的操作。这样，控制数据流与业务数据流被同时触发。这要求网络系统必须保证数据的可靠传输外，还要提供相应的技术手段，可以实现业务数据流和控制数据流的解析。同时，还要保证开放性、先进性和与其他系统的兼容性。4.3 软件体系架构从内部组成上看，一卡通软件由以下几大模块组成：（1) 设备通讯模块：用于各控制主机与其所控制设备之间的通讯；（2) 网络通讯模块：用于各模块之间在网络上的数据通讯，基于TCP/IP协议。（3) 中心数据库：储存一卡通系统所有的数据表；（4) 本地数据库：储存本工作站所需的数据表；（5) 数据库操作模块：对数据库操作的存储过程和触发器（位于后面）；从功能上看，一卡通软件由以下几部分组成：（1) 设备管理子系统：用于管理一卡通的所有设备，包括主机、控制设备等等，负责设置其各种通讯参数，包括主机号、串号口、波特率等；（2) 门禁管理子系统：实现电子门锁控制，出入时间记录；（3) 人行通道管理子系统：实现行人刷卡通道控制，出入时间记录；（4) 停车场管理子系统：对进出小区停车场的所有车辆实现集中控制和管理；（5) 卡片发行及人事管理子系统：在一卡通实施的范围内进行各类授权操作；用于一卡通系统所需小区、人员、车辆资料的录入、修改、管理和查询；（6) 电梯管理子系统：用IC卡实现电梯门、楼层自动管理。从内部组成看软件结构示意图单向控制数据流本地数据被控设备设备控制模块中心数据库双向业务数据流四、 各子系统功能描述5.1发卡管理子系统发卡本着一人一卡的原则。卡片发行后，可以在一卡通实施的范围内进行各类授权操作，如门禁、通道、停车、电梯控制等。发卡管理系统包括操作员权限管理、人事管理、卡片管理、通讯管理及数据备份与恢复等功能模块。1) 操作员管理操作员管理主要是对系统操作员的使用权限进行管理，指定一卡通系统各功能选项分别由相关人员进行操作管理。 2) 人事管理人事信息管理主要是对系统人员资料录入、更改、删除，包括单位、部门、人员、职务、类别等信息。3) 卡片管理卡片管理主要对卡片的发行、挂失、退卡及类型管理 卡片发行卡片发行包括长期卡、临时卡，由发卡、挂失、退卡、换卡、卡片激活、密码修改、权限等功能模块组成。a. 发卡发卡模块包含内部卡发行及临时卡发行两种操作：在内部卡发行时应选中某一持卡人，通过读写器读入卡号，并输入持卡人设定的密码，即完成发卡操作，该持卡人的所有权限自动被赋于该卡，发行卡片时，如该持卡人已有正常持卡纪录，将不再发卡。临时卡发行时针对数据库某一特定纪录，可无限制发行，发卡完毕，由推广使用部门管理，如停车场进口处。以上IC卡含有抵押金，在发卡时自动将抵押金在执卡人充值纪录中扣除。 b. 挂失当卡片不慎丢失时，可申请挂失，挂失时须同时输入持卡人密码。临时卡不做挂失处理。当卡片挂失，持卡人可选择是否补发新卡，新卡发行，原挂失卡中所有余款自动转入新卡账户，同时扣除被挂失卡押金。c. 卡片激活当IC卡寻回后，应在发卡中心办理激活手续，即通过读入卡号来取消挂失。也可电话通知发卡中心，输入个人信息，来进行激活操作。卡片激活需要个人密码。当持卡人已领取新卡，挂失卡进行退卡处理，持卡人的储蓄账户上补回挂失卡押金。d. 退卡(换卡)在持卡人不被授权于一卡通网络内活动时，应通知该持卡人办理退卡手续。当持卡人必须退卡但手中无卡的情况下，其个人账户将被扣除卡片押金（持卡人的卡片挂失情况除外）。退卡后持卡人可到财务部门进行结算。IC卡因非人为损坏造成失效（不读卡），应为执卡人免费办理换卡手续，即旧卡收回，输入新卡信息。凡是人为损坏，进行退卡操作，再补发新卡。e. 密码修改持卡人不慎忘记密码，可凭个人证件在发卡中心更改密码。f. 授权授权是一卡通系统的一个发卡中心的具体体现，在发卡中心可直接对一卡通系统中各个子系统的任何设备分别授权。 类型管理类型管理包括卡片押金、卡片充值、批量充值、充值报表a. 卡片押金实际应用中，要对不同类型的卡片收取不同的押金，如长期卡、临时卡、管理卡等。b. 卡片充值用于一次对一个人员的充值。c. 批量充值用于一次对多个人员的充值d. 充值报表用于查询和打印充值数据信息5.2门禁子系统1概述门禁管理系统是非接触式IC卡一卡通系统的系统之一，它实现人员出入权限控制及出入信息记录。当人员进门时只需持卡靠近读卡器进行读卡，读卡器接触到IC卡信息后，门禁控制器首先判断该卡号是否合法，如合法则发出“滴”一声，绿灯点亮，同时开锁，并将该卡号、日期、时间等信息保存以供查询。否则门不打开，红灯亮，蜂鸣器发出“滴滴”两声。根据小区的特点，门禁一般安在单元门口，门禁控制器之间采用工业现场总线RS-485进行通讯，同时保证在管理主机故障或通讯中断的情况下门禁控制器能维持门禁正常运行。小区门禁有两种主要方式：1) 一体门禁：读卡器和控制器为一体化设计，体积小巧，适合安装于可视对讲设备内。2) 分体门禁：读卡器和控制器分开设计，可用在小区通道门消防门高级会所物业管理等场合，也可将读卡器安装于可视对讲设备内，控制器另外安装。本小区单元门有23个，实现刷卡进出权限控制，要求数据记录时时上传，为了提高门禁系统的安全性和实用性，本方案采用分体式门禁控制。2系统结构图门禁系统安装构成图：3方案实施：1、 门禁系统管理主机放置在监控中心，在管理主机上安装门禁一卡通管理软件，负责对整个门禁系统的维护管理；控制器为系统的核心部件，负责整个系统输入、输出信息的处理和储存、控制等，为方便现场施工和日常维护，控制器就近安装在门点附近，所有控制器通过485方式联接，9600波特率通讯，并联接到监控中心门禁管理主机；2、 在小区大门、住户单元门等防范区域设置读卡门禁点，安装读卡器或嵌入到对讲主机内；每一住户发放一张智能卡，住户通过读卡方式进入小区和自己所住单元楼区域，对于来访客人和外来联系业务的人员，采取发放临时卡的方式管理，外来人员来访需要在管理部门指定的地点登记，由登记人员询问来访客人要去的楼层，经对讲联系确认后，发给相应权限的卡，访客凭手中的授权卡进出指定的楼层，不能进出其它的楼层，既保障了安全管理，又不妨碍正常的访客；通过对智能卡的分级权限管理，实现对整个小区安全的有效管理；3、 在门上安装磁力锁或电控锁做为门禁系统的执行部件，系统通过对智能卡权限的判断，决定是否打开门锁；4、 各单元门内设置出门按钮，通过按出门按钮出门；5、 通过门点上安装门磁，实现对门状态的实时监视；6、 系统可以通过联动输出点与闭路监控，防盗及消防报警等其他系统协调联动。4小区门禁系统主要功能：1、 可以提高小区或大厦物业管理的档次,便于房地产开发商增大宣传力度，开发新热点，扩大升值潜力。系统功能强大,通过选用不同的模块可以具备 单元门出入管理卡 停车场月卡或者收费卡 小区游泳 商店购物卡 小区会所会员卡等多种功效.2、 便于加强物业保安管理，真正让用户住得安心放心。一张感应卡可以代替大厦的大门钥匙，并且具有不同的通过权限，只能在被许可的时间里进出大厦。外来人员无法自行进入IC卡管理的辖区或大厦，即使保安不在，也不会给不法分子以可乘之机进入大厦作案，也可以有效地将诸如传销等闲杂的业务员拒之门外，以免干扰正常的生活秩序。3、 所有的进出情况在电脑里都有记录，便于针对具体事情的发生时间进行查询，落实责任。可以为公安机关调查事件提供有效可靠的证据。4、 住户无法自行配置有效的IC卡，便于物业管理部门或房屋出租者有效地管理住户的人数和成分，避免闲杂人员在未经许可的情况下居住在本大厦，为大厦的居住安全性提供进一步的保障。5、 如果住户的感应卡遗失可以在电脑系统内即时挂失，这样即使其他人捡到了该感应卡也无法进入大厦，这样相对与普通机械锁要方便得多，您不必为了安全起见重新换锁，为大厦的每位住户重新配钥匙。对于搬离住户未回收感应卡采用禁用的方式，以后该住户在未经许可的前提下都无法进入该大厦，如果您不采用感应卡门禁管理方式，您恐怕为了以防万一必须多次更换公司大门的锁。回收的感应卡可以重新授权再次使用。6、 采用先进的国际内部加密协议，外人无法通过机械或其他高科技方法打开您的电锁进入您的居所。而其他诸如密码门禁，机械锁都无相应安全机制，可以通过电路短路或万能钥匙轻易进入您的居所。7、 可以进行软件远程强制性操作，远程控制关闭或打开大门。如果您的大厦出现被盗窃等情况，控制室的保安接到报告后，可以在远程关闭大门，将盗窃分子锁在大厦内将其擒拿。8、 基于Windows的全中文操作系统，界面友好，操作方便简单。经过培训的普通保安就可以胜任相应管理软件操作。能够有效地和楼宇对讲系统有机地结合起来，安装快捷方便，节约成本。9、 感应卡开门时无需将卡从钱包或提包里取出。使用起来方便卫生。10、 采用原装全天候感应器，防水防静电，确保系统的稳定运行。系统对设备的故障进行自检和跟踪监测,并有灯光提示,以便维护人员及时维修。系统运行时无需连接专用电脑，停电时系统信息不遗失，并可以配备UPS后备电源，维持系统的正常运作。优质的产品和完善的售后服务体系免除您的后顾之忧。5.3人行通道子系统智能挡闸的外表面均为高级不锈钢材料。 外型尺寸：圆角挡闸1200X280X9501、组成智能挡闸它主要由骨架、旋转机头、闸机挡翼片、不锈钢蒙皮及电气部分组成。如果在其上配上智能IC卡读写器，则可实现门禁、考勤、收费等功能。2、基本原理智能挡闸由单片机控制，配套、安装智能IC卡阅读器，读写时，读写模块自动识别IC卡的身份、有效日期、储值量等信息，通过双向读写，确认有效，则信号显示准予进出，同时卡上信息与通行记录存入单片机中，该信息可通过通信线直接输入计算机。智能IC卡智能IC卡发行计算机智能IC卡读写器智能挡闸数据与信息采集CPU单片机存储记忆电源保护实时时钟控制模块读写模块3、产品功能整个产品外形采用进口不锈钢板冲压成型， 造型美观大方，防锈、耐用，能抵抗外力破坏。长方形机箱与通道闸杆构成的通道可为出 入人员提供有序文明的 通 行方式，杜绝非法出入，并在紧急情况下快速控制落杆或收杆。功能特点：1. 具有断电自动打开功能，上电自动复位功能；2. 非法进入报警；3. 系统具有防夹功能；4. 红外/机械双重防夹功能，在伸缩臂复位的过程中遇阻时，自动反弹或在规定的时间内电机自动停止工作，且力度很小，同时发出声光报警信号；5. 具有自动复位功能，行人读有效卡后，若在规定的时间内未通行时，系统将自动取消用户的此次通行的权限；6. 具有统一标准的对外电气接口，可与多种读卡器相挂接，并可通过管理计算机实现远程控制与管理；7. 整个系统运行平稳，噪音小；8. 具有双向通行方向指示；9. 标准双向读头安装窗；10. 具有可选双向通行指示，或单向可通行、另一向禁止通行标志。5.3电梯管理子系统电梯管理子系统是整个BOSK智能IC卡一卡通系统的一个组成部分，主要负责对小区住宅楼的电梯进行有效的管理，它可针对不同的用户，设置不同的权限，可做到：仅允许获得授权的持卡人能够访问指定楼层；如该员工没有访问某楼层的权限或不在有效的时间段内，则按电梯对应楼层按钮无效。其主要结构由系统管理主机、电梯控制器、读卡器、转换器等组成。本方案中电梯管理子系统采用如下图所示结构。电梯管理子系统结构原理图1. 具体实施：在方案中每部电梯均设置智能电梯控制器，以确保系统的可靠性与安全性；读感器安装在电梯轿箱内，智能电梯控制器安装在电梯机房内；读感器通过读卡中继器与电梯机房内的智能电梯控制器相连。使用电梯时，不同的人有不同的权限分配，每个进入电梯的人经过授权可以进入指定的区域或楼层，并且可以根据不同的时间表进行授权管理。未经授权，无法进入管理区域的楼层，并对重要楼层进行时间段控制。控制器不管是脱机运行还是联机控制，都可记录大量的交易数据，使得电梯的所有人员进出记录都有据可寻。2工作流程：1、 持卡人进入电梯后，需首先刷卡，然后才能按相应楼层的按键，例如：某一个持卡人具有3、4、5层的进入权限，当他刷卡后，才可以按3、4或者5层的楼层按键；如果没有刷卡，所有楼层按键不起作用；2、 当持卡人刷卡后，电梯控制器对应3、4、5层的输出继电器动作，分别输出三个短接信号给电梯机柜，电梯机柜在接收到这三个短接信号后，激活3、4、5层中的任一楼层按键（其他楼层按键处于“休眠”状态），电梯才能去相应楼层（电梯机柜应留出接线端子，用于接收LCU9905电梯控制器的干触点输出信号）；3、 电梯轿箱内可设一个钥匙开关，设置“自动”和“读卡”位，当钥匙开关处于“自动”位时，不用刷卡也可进入任何楼层；当钥匙开关处于“读卡”位时，必需刷卡才能按楼层按键，才能去指定的楼层。电梯管理子系统使用流程图5.4停车场管理子系统IC卡智能停车场收费管理系统是现代化停车场车辆收费及设备自动化管理的统称，该系统将计算机技术、自控技术及智能IC卡技术有机的结合起来，通过对车辆IC卡的管理，实现对车辆出入、停放和收费的自动化管理。该系统具有图像对比，自动收费、自动存储数据等多种功能，可实现脱机运行，在电脑出现故障的情况下仍可保证车辆的正常进出。与传统的停车场人工管理方式相比，该系统高效、安全、科学，杜绝了工作人员贪污、不法分子进入车场偷车、损车