世博园区一卡通应用系统的研究

2010-09-17巢津

微型电脑应用 2010年12期

巢津

0 引言

世博园区一卡通系统是集门禁、消费、巡更等功能为一体的，以感应式IC卡为载体的园区工作人员身份识别和管理系统。以感应式IC卡为载体的世博园区一卡通系统已被广泛应用于机场、地铁、巴士、政府、军队、工厂、港口、商业娱乐、体育场、智能建筑、停车场、监狱等领域，其技术得到了广泛肯定，并给管理方、集成商及用户来了巨大的效益。以此为世博园区一卡通系统的建设提供了充足的技术保障。

1 系统的总体设计

世博园区一卡通系统由门禁、消费、巡更等部分组成。

门禁控制系统是由分散的智能控制器组成的多层次模块化结构，采用现场控制器，接近于控制点，所有分布式控制器在同一分层总线上自主工作。系统采用了分布式管理措施，保障当一台控制器发生故障时，不会殃及整个系统。系统充分体现了集中管理、分布控制的设计思想，降低了受破坏的风险，增强了可靠性。同时，系统基于社区的概念设计，对门禁点及其它控制点的数量设计可完全可以满足需求，单组网络控制支持多达100个控制器。门禁系统还可以根据需要，实现当台电脑管理多个控制网络。门禁系统的通讯采用CAN标准接口，可与其它系统联接，组成一个完整的智能管理系统，此外，系统还开放必要的通讯协议以便进行更高层次的集成。系统具有实时自检功能。系统中的典型故障，中央工作站均以声音信号和文字告警提示。在系统中心和控制器通讯因为故障中断时，各点的控制器可以独立工作，控制器内可以记录一定量的信息，当系统故障排除后，信息将自动上传至系统中心。

消费系统，充分利用用户卡上的电子钱包，做到统一冲值统一消费。最大程度上方便了使用人员的，增加的系统的通用性和可用性。消费系统中可以对用户卡进行统一的充资，系统具备多种充资方式，如每月向确定的卡片中充入餐费补贴和交通补贴，用户可在各个场合灵活的应用卡内钱包余额进行消费。

巡更系统，是基于门禁系统的功能，将安保巡更纳入世博园区一卡通系统安全管理。系统可识别安保人员所持有的管理卡，并对巡更信息进行记录和上传。巡更监控中心随时可查询到安保巡更情况，并对巡更盲点进行提示，防止出现长时间巡更缺失。

系统示意图如下：

图1 系统示意图

2 系统的功能设计

2.1 人员的管理

世博园区一卡通系统采用基于角色的用户管理权限管理方法。

世博园区一卡通系统中，可以对系统用户的身份信息、个人信息、单位信息等进行记录，并有效管理用户的有效期限。

世博园区一卡通系统中，将用户的权限（如门禁的权限，巡更的权限）划归到角色的层面，每个角色可以有多个权限，而每个具有此角色的用户将继承角色的权限。每个用户可以有多个角色，用户所具有的权限是所具有角色的合集。

2.2 区域的管理

世博园区一卡通系统中，可将数个门控组合为一个区域，用户的门禁权限是基于区域的管理。每个区域上可以绑定数个门禁角色，而具有此些角色的用户则可以自然的具有此区域中各个门控的进出权限。

2.3 门禁的控制

世博园区一卡通系统采用了基于ARM处理器的感应式IC卡控制器，能有效地控制、监测、管理门禁出入口的运作，且配置灵活，随时满足用户的需要。

门禁系统是建立在CAN工业分布网络的基础上。这种网络通过一对双绞线,通讯转换器与控制管理微机连接，距离可达2公里，它以最大的可靠性和灵活性提供实时数据传输。

控制器完成采集和处理读卡器读取的数据并下达开关门命令等操作；并且与管理软件通信，把信息上传到管理中心的数据库。

2.4 智能的考勤

世博园区一卡通系统可以智能的管理用户的出勤信息。可以记录用户每日最早进入园区时间、最晚离开园区时间，并有效分析出系统中各个用户的出勤时间特点。提供管理者高效的考勤控制信息。

2.5 园区的消费

世博园区一卡通系统充分利用用户卡中的钱包信息，使用户可以在园区内的消费场合进行持卡消费。用户消费后，世博园区一卡通系统自动对消费记录进行采集并进行清算，清算完成后，能对消费数据进行统计和对帐。通过确认的消费金额将定期支付给服务提供商。

2.6 电子的巡更

世博园区一卡通系统中可以利用各个门禁控制读头，将巡更记录进行信息化处理。并统计记录巡更信息，必要时向管理者提供警示信息。

3 系统设计说明

世博园区一卡通系统设计严格遵循标准化、开放性、先进性、可靠稳定性、可扩展性和经济性的设计原则，并结合工程经验对系统进行设计。

根据世博园区情况，整个世博园区建立一个管理中心。园区中可划分为多个工作地域。如工作区、休息区、公共区等。每个工作地域可组成一个门禁控制网络，由一台独立的门禁控制终端控制。门禁控制终端上连接管理中心，下连接若干个门禁控制器及与之配套的读卡器，从而形成完整的IC卡门禁管理系统。采用感应式IC卡控制出入口，实行出入口刷卡开门，电脑可以实时监控，使出入口管理建成方便，安全，高效的控制体系。

本系统在每个进门处安装1个读卡器，在出门的另一端安装出门按钮或读卡器，在门上安装电锁（电磁锁或者电插锁，根据情况选择），这些设备统一由控制器控制管理，当多个这样的“小系统”组成一个网络时，我们可以通过控制器的网络连接端子，采用总线的方式组成一个CAN网络，再将这个网络通过USB-CAN协议转换器与控制终端相连，形成一个稳定的门禁管理系统。系统中的人员管理，区域管理等均有统一的管理中心完成，并下发到各个控制终端。

本系统不仅对系统外的非法卡进行“拦截”之外，对系统内合法人员进出出入口也进行时间和门禁点的记录管理。

为了防止不法分子撬门进入的情况发生，控制器带门磁报警功能，当门非法打开时，只要控制器在线，管理软件会发出报警声音，报警声音用户可以自行更换。同时系统将所有设备都放置在电子地图上，当系统中的设备在动作时将会在系统中显示，大大提高了管理效率和管理力度。

世博园区一卡通系统提供友好的界面，极其方便灵活的操作方式。当系统部署完毕之后，即切换到运行模式，系统将自动稳定的运行。系统运行过程中，管理人员可以通过控制台程序监控系统运行状态。

4 系统的主要特性

4.1 高效

高速安全的通讯程序，可以持续不停地实时收集各控制器产生的事件，将所有收集的事件进行分类，定时保存至硬盘，对于报警信息则立即发出报警声或语言提示。系统为每个控制器配置一条“Priority Communication Passage”（优先通讯通道）系统程序，能通过使用这条通道获得对所有控制器的优先控制权，并且管理在线和离线控制器的通讯通道，自动重新连接离线控制器。