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门禁系统在地铁工程中的设计和实现
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【摘 要】随着网络技术的发展和广泛的应用，门禁系统的发展也由传统的主从式智能门禁系统模式转换为基于Internet的远程、网络控制模式。
【关键词】门禁系统 地铁 远程控制
1 地铁门禁系统的构成
地铁门禁系统构成由四大部分构成：第一，系统通讯网络；第二，中央级门禁管理系统；第三，车站级门禁管理系统；第四，现场级门禁设备。在运营中形成了两级管理三级控制的管理模式。
1.1系统通讯网络
系统通讯网络由两部分构成，第一，全线骨干网络。即各站点门禁系统工作站由光纤网络连接进行全线通讯；第二，车站级网络。车站级网络采用现场总线方式将车站内各现场门禁设备连接。
⑴全线骨干网
地铁门禁系统是通过基于工业以太网进行数据通信，车站门禁系统管理工作站通过工业级千兆光纤交换机可以直接上全线光纤以太网，通信速率达10M或100M，系统任何一台车站门禁系统工作站可以直接以TCP/IP或IPX协议与客户内部服务器进行数据交换，实时共享全系统所有资源。其特点是：数据传输、交换、共享以及远程访问容易、方便，数据处理速度快，动作响应速度快。
⑵车站级门禁系统网络车站门禁系统网络采用的是现场总线方式，将多台门禁网络控制器分别挂在RS485现场总线上，通过ATM方式进行数据通讯，所有设备的信息通过RS485转RS232的转换器与车站的工作站连接。特点是通讯距离远，RS485现场总线在不加中继的情况下有效通讯距离是1200米；门禁网络控制器的每个RS485口，可带多台门禁控制器设备。车站级门禁系统包括各车站级的门禁系统和控制中心站级的门禁系统。
1.2中央级门禁管理系统中央级门禁系统是集中处理下级门禁系统的数据信息，即通过中央级门禁系统对控制中心大楼、各车站级门禁系统的下一级进行操作管理。主要的设备有中央门禁管理服务器、管理工作站、数据服务器、数据库软件、门禁系统管理操作软件以及交换机。
1.3车站级门禁系统
车站级门禁系统是由车站门禁系统管理工作站对本站门禁进行数据管理、处理。监视现场设备状态、故障等。车站级门禁系统由车站系统管理工作站、门禁网络控制器、车站门禁系统管理软件构成。
⑴车站级门禁系统管理工作站
车站级门禁系统管理工作站是车站门禁系统实现对本车站系统内的所有门禁终端的监控，满足系统运作、授权、设备监测与控制、网络管理、数据库管理、维修管理、及系统数据的集中采集、统计、保存、查询等功能。
⑵门禁网络控制器
门禁网络控制器将电源、控制、驱动、通讯集成为一体的设备，通过提供RS232转RS485的通讯接口与车站级的门禁控制器连接。门禁网络控制器提供了多个RS485通讯接口，一般有2至8个通讯接口，每条RS485总线可以驱动多个门禁控制器。理论上，每条RS485总线可以携带256台门禁控制器，但是考虑到工程实施的实际情况，一般只携带不大于32台门禁控制器。 ⑶车站门禁系统管理软件
通讯管理功能：能接收中央级管理工作站系统下达的系统参数，同时将参数下达到相关门禁终端；车站管理工作站与中央级系统管理工作站之间网络中断时，车站门禁系统也能正常工作，在通讯网络连通时，将网络中断时间内的数据上传至中央级系统管理工作站。
1.4现场级门禁系统
现场级门禁系统由门禁控制器、读卡器、门锁、紧急开门按钮等设备构成。
⑴门禁控制器
门禁控制器通常可分为一体式和分体式，一体式即控制器与读卡器连成一体的门禁设备。它具有体积小、功能简洁、安装简易等特点。在民用建筑上使用较多。分体式即控制器与读卡器分散独立安装。特点是接线较多、复杂，体积较一体式大。
⑵读卡器
读卡器是将读取到的卡片信息进行鉴证、识别，并将数据处理上传至门禁控制器由门禁控制器发出相关工作指令，门锁执行动作。
⑶卡片通过读卡或读卡加密方式来识别进出权限，按卡片的种类可以分为磁卡和射频卡两种卡片。
磁卡：采用接触式读取卡片的信息。其特点成本低，读卡设备易磨损，使用寿命短，卡片易复制，卡片信息容易在外界磁场下丢失，导致卡片无效。
射频卡：射频卡采用非接触方式与读卡设备进行数据交换，一般采用13.56MHz的频率进行数据交换。具有方便安全，使用寿命长，卡片很难被复制，卡片信息保存10年。射频卡可以分为Mifare1卡、Motorola卡、EM卡、HID卡、Legic卡等。
⑷门锁
门锁是门禁系统的执行部件，根据门的材料、出门要求等不同的需求选取不同的锁具.
⑸紧急开门按钮
紧急开门按钮直接接在电琐的供电回路里，安装方式与门锁的安装有关，在打碎玻璃后保证电锁处于打开状态，在紧急情况下保证疏散通道畅通。
2 系统运行模式
地铁门禁系统现场设备运作模式有三种：第一，在线模式；第二，离线模式；第三，灾害模式。
在线模式：即全线各车站处于正常的运行状态，门禁系统的所有设备都处于正常的工作状态。门禁控制器将信息上传到车站级设备，收到车站级设备的指令。
离线模式：根据所保存的安全参数进行分析判断，使门的正常开启不受影响。在与车站级设备的通信中断的情况下，自动的转为离线模式工作，且离线后重新在线时，离线的信息可以重新上传到车站级设备。
灾害模式：当发生火灾时，自动的转为灾害模式。将所有设备房电锁均处于开门状态，与此同时，自动售检票系统的闸机门也处于打开状态。
3 结束语
随着技术的不断发展更新，相信在不久的将来门禁系统为地铁带来更加的安全、有效、方便、快捷。
参考文献：
[1]柯资颖.嵌入式门禁系统软件的设计与实现[D].西安电子科技大学，2008.
[2]庞伟.门禁数字化的新体验[J].中国公共安全(市场版)，2007.
[3]雷玉堂.各类门禁系统的比较及其发展[J].中国公共安全(市场版)，2007.
[4]孙威.嵌入式门禁控制器平台软件设计与实现[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库，2008. 来源: 《建筑中文网》.
【关键词】门禁系统 地铁 远程控制
1 地铁门禁系统的构成
地铁门禁系统构成由四大部分构成：第一，系统通讯网络；第二，中央级门禁管理系统；第三，车站级门禁管理系统；第四，现场级门禁设备。在运营中形成了两级管理三级控制的管理模式。
1.1系统通讯网络
系统通讯网络由两部分构成，第一，全线骨干网络。即各站点门禁系统工作站由光纤网络连接进行全线通讯；第二，车站级网络。车站级网络采用现场总线方式将车站内各现场门禁设备连接。
⑴全线骨干网
地铁门禁系统是通过基于工业以太网进行数据通信，车站门禁系统管理工作站通过工业级千兆光纤交换机可以直接上全线光纤以太网，通信速率达10M或100M，系统任何一台车站门禁系统工作站可以直接以TCP/IP或IPX协议与客户内部服务器进行数据交换，实时共享全系统所有资源。其特点是：数据传输、交换、共享以及远程访问容易、方便，数据处理速度快，动作响应速度快。
⑵车站级门禁系统网络车站门禁系统网络采用的是现场总线方式，将多台门禁网络控制器分别挂在RS485现场总线上，通过ATM方式进行数据通讯，所有设备的信息通过RS485转RS232的转换器与车站的工作站连接。特点是通讯距离远，RS485现场总线在不加中继的情况下有效通讯距离是1200米；门禁网络控制器的每个RS485口，可带多台门禁控制器设备。车站级门禁系统包括各车站级的门禁系统和控制中心站级的门禁系统。
1.2中央级门禁管理系统中央级门禁系统是集中处理下级门禁系统的数据信息，即通过中央级门禁系统对控制中心大楼、各车站级门禁系统的下一级进行操作管理。主要的设备有中央门禁管理服务器、管理工作站、数据服务器、数据库软件、门禁系统管理操作软件以及交换机。
1.3车站级门禁系统
车站级门禁系统是由车站门禁系统管理工作站对本站门禁进行数据管理、处理。监视现场设备状态、故障等。车站级门禁系统由车站系统管理工作站、门禁网络控制器、车站门禁系统管理软件构成。
⑴车站级门禁系统管理工作站
车站级门禁系统管理工作站是车站门禁系统实现对本车站系统内的所有门禁终端的监控，满足系统运作、授权、设备监测与控制、网络管理、数据库管理、维修管理、及系统数据的集中采集、统计、保存、查询等功能。
⑵门禁网络控制器
门禁网络控制器将电源、控制、驱动、通讯集成为一体的设备，通过提供RS232转RS485的通讯接口与车站级的门禁控制器连接。门禁网络控制器提供了多个RS485通讯接口，一般有2至8个通讯接口，每条RS485总线可以驱动多个门禁控制器。理论上，每条RS485总线可以携带256台门禁控制器，但是考虑到工程实施的实际情况，一般只携带不大于32台门禁控制器。 ⑶车站门禁系统管理软件
通讯管理功能：能接收中央级管理工作站系统下达的系统参数，同时将参数下达到相关门禁终端；车站管理工作站与中央级系统管理工作站之间网络中断时，车站门禁系统也能正常工作，在通讯网络连通时，将网络中断时间内的数据上传至中央级系统管理工作站。
1.4现场级门禁系统
现场级门禁系统由门禁控制器、读卡器、门锁、紧急开门按钮等设备构成。
⑴门禁控制器
门禁控制器通常可分为一体式和分体式，一体式即控制器与读卡器连成一体的门禁设备。它具有体积小、功能简洁、安装简易等特点。在民用建筑上使用较多。分体式即控制器与读卡器分散独立安装。特点是接线较多、复杂，体积较一体式大。
⑵读卡器
读卡器是将读取到的卡片信息进行鉴证、识别，并将数据处理上传至门禁控制器由门禁控制器发出相关工作指令，门锁执行动作。
⑶卡片通过读卡或读卡加密方式来识别进出权限，按卡片的种类可以分为磁卡和射频卡两种卡片。
磁卡：采用接触式读取卡片的信息。其特点成本低，读卡设备易磨损，使用寿命短，卡片易复制，卡片信息容易在外界磁场下丢失，导致卡片无效。
射频卡：射频卡采用非接触方式与读卡设备进行数据交换，一般采用13.56MHz的频率进行数据交换。具有方便安全，使用寿命长，卡片很难被复制，卡片信息保存10年。射频卡可以分为Mifare1卡、Motorola卡、EM卡、HID卡、Legic卡等。
⑷门锁
门锁是门禁系统的执行部件，根据门的材料、出门要求等不同的需求选取不同的锁具.
⑸紧急开门按钮
紧急开门按钮直接接在电琐的供电回路里，安装方式与门锁的安装有关，在打碎玻璃后保证电锁处于打开状态，在紧急情况下保证疏散通道畅通。
2 系统运行模式
地铁门禁系统现场设备运作模式有三种：第一，在线模式；第二，离线模式；第三，灾害模式。
在线模式：即全线各车站处于正常的运行状态，门禁系统的所有设备都处于正常的工作状态。门禁控制器将信息上传到车站级设备，收到车站级设备的指令。
离线模式：根据所保存的安全参数进行分析判断，使门的正常开启不受影响。在与车站级设备的通信中断的情况下，自动的转为离线模式工作，且离线后重新在线时，离线的信息可以重新上传到车站级设备。
灾害模式：当发生火灾时，自动的转为灾害模式。将所有设备房电锁均处于开门状态，与此同时，自动售检票系统的闸机门也处于打开状态。
3 结束语
随着技术的不断发展更新，相信在不久的将来门禁系统为地铁带来更加的安全、有效、方便、快捷。
参考文献：
[1]柯资颖.嵌入式门禁系统软件的设计与实现[D].西安电子科技大学，2008.
[2]庞伟.门禁数字化的新体验[J].中国公共安全(市场版)，2007.
[3]雷玉堂.各类门禁系统的比较及其发展[J].中国公共安全(市场版)，2007.
[4]孙威.嵌入式门禁控制器平台软件设计与实现[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库，2008. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200909/13313.htm
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