门禁系统的设计及维护.docx

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门禁系统的设计及维护

目录

第1章门禁系统的概述1

1.1门禁系统的概念1

1.2门禁系统的设计原则1

1.3门禁系统的两大相互作用模块组成划分1

第2章软件模块中电路部分的结构组成2

2.1电路部分的组成及结构2

2.2电路部分中各负载的相互联系3

第3章软件模块中通讯部分的选择及应用4

3.1通讯部分的基本组成及网络运用4

3.2通讯部分中转化器的运行原理5

3.3通信部分中串口RS232的选择标准4

第4章软件模块中软件部分的介绍及操作流程6

4.1软件中操作软件的简介及基本操作6

4.2STAR505R的简介及接线方式8

第5章硬件模块中机械部分的组成及使用原理9

5.1机械部分的基本组成9

5.2非接触式ID卡的发展现况7

5.3选用非接触式ID卡的使用优点8

5.4机械零件的使用及分析10

第6章门禁系统中维护部分的基本事项11

6.1门禁系统基本问题点分析及维修11

6.2门禁系统的日常维护工作9

结论16

摘要

随着现在技术的发展，门禁系统渐渐出现在各行各业里面，也逐渐在人们的视野中开始广泛的都能见到，门禁系统在一些大的公司企业里随处可见，甚至在企业领导的眼光中可以代替“门锁”来使用。

门禁系统是现在最新的出入门管理系统，它的使用涉及了单片机技术、机械原理、计算机技术、和IC以及ID卡使用技术，以设计者的眼光将门禁系统彻底进行剖析，而且设计出来后门禁系统存在众多优点可以进行其他延伸，还可以根据设计思路进行以后门禁系统的维护工作。

在三星高新电机（天津）有限公司中，由于手机摄像头生产出来后防止员工偷

盗进行贩卖，特增加门禁系统，主要用于仓库、备品室等重要部位。

三星高新电机门禁管理系统统一使用非接触式ID卡（员工佩戴的胸卡）和STAR505R门禁考勤系统一体机，这种505R主板是根据RS232连接方式进行连接，属于联网型门禁系统，可以查询打卡考勤，并且可以定时段来进行控制门禁电磁锁的开通和闭合。

门禁系统的出现在大型企业中得到了重用，而且还可以在门禁管理系统上可以

进行延伸，例如在门禁系统上延伸门禁报警系统、门禁监控系统等。

门禁系统日后的维护工作不可或缺，一定要定期进行点检维护工作，对门禁系统进行保护工作。

门禁系统在公司的各个工作环境中已经起到了不可替代的作用。

关键词：

门禁系统RS232505R主板非接触式ID卡系统维护

Abstract

Alongwiththedevelopmentofthetechnologynow,entranceguardsystemgraduallyappearinallwalksoflife,andalsoinpeople'sfieldofvisiongraduallybegantocanmeetawiderangeof,entranceguardsysteminsomebigcompaniescanbeseeneverywhere,evenintheeyesofthecorporateleadershipincanbeusedinplaceof“door”.Entranceguardsystemisnowthelatestentrymanagementsystem,itinvolvestheuseofsingle-chipmicrocomputertechnology,mechanicalprinciple,computertechnology,andtheuseofICandIDcard,withtheeyeofthedesignerwillthoroughlyanalyzetheentranceguardsystem,anddesignedtheentranceguardsystemtherearemanyadvantagestootherextensions,canalsoaccordingtothedesignofentranceguardsystemmaintenance.

Thecompanyofsamsunghighmotor（tianjin）,duetothemobilephonecamerasproducedpreventemployeesfromtheftafterselling,increasetheentranceguardsystem,mainlyusedfortheimportantpartsofthewarehouse,spareroom,etc.Samsunghighmotorentranceguardmanagementsystemusingnon-contactIDcard（employeesweartags）andSTAR505rall-in-oneaccesscontrolattendancesystems,the505rmotherboardisbasedonRS232connectionmodetoconnect,belongtothenetworkingentranceguardsystem,canquerytheclockinattendance,andtimeperiodtocontroldooropeningandclosingofelectromagneticlock.

Theemergenceofentranceguardsysteminthelargeenterprisereuse,butalsoontheentranceguardmanagementsystemcanbeextended,forexampleintheentranceguardsystemextensionsonthedooralarmsystem,entranceguardcontrolsystem,etc.Entranceguardsystemmaintenanceworkisnecessaryinthefuture,mustbeonaregularbasistocheckthemaintenancework,entranceguardsystemfortheprotectionwork.Entranceguardsysteminthecompany'svariousbusinessenvironmenthasplayedanirreplaceablerole.

Keywords:

EntranceguardsystemRS232505Rmotherboard

Non-contactIDcardSystemmaintenance

第1章门禁系统的概述

随着技术的快速发展，门禁管理系统逐渐进入了各个企业中，门禁管理系统又称为出入门管理系统。

为了拒绝一些人不能进入一些重要的地点，特安装了这种可以更有礼貌的拒绝门外，禁止进入的出入门控制系统。

该系统操作简单，容易学习，简单易懂，从某些方面上可以替代传统上的门锁，达到了既美观又实用的目的。

在三星高新电机有限公司，为了更好的保护样品仓库和重要办公室，特安装了大量的门禁系统，只需要一张ID卡获取权限后，即可进入相对应的门禁。

1.1门禁系统的概念

门禁管理系统又称“出入门管理控制系统”是一种控制人员进出门的系统。

门禁系统有多种，例如：

密码输入门禁系统、感应式门禁系统以及指纹式门禁系统等。

密码输入门禁系统由于安全性不高，只要有密码就可以进入，因此不宜采用密码输入门禁系统。

而指纹式门禁系统安全性能高，但是在三星高新电机，员工人数过大，如果采用指纹式门禁系统，还需要录入每位员工的指纹，造成信息量太大，而且不容易进行管理。

针对三星高新电机有限公司的情况判定，需要采用感应式门禁系统，其优点众多，例如：

员工胸卡为非接触式ID卡，每个ID卡上都会有一个唯一的ID卡号，感应式门禁系统可以根据这个ID卡号进行识别，如果在505R的主板上存在这个卡号，则可以进行刷卡进入。

正是根据公司的要求，选择相对应的门禁系统模式，才能最大化的对公司起到保护作用。

1.2门禁系统的设计原则及要求

门禁系统的设计原则

根据公司要求，选择的门禁系统必须符合公司的要求，作为门禁系统的设计者，必须考虑到门禁系统的设计原则，经过分析可以得出以下几个必须考虑的原则：

a.实用性

作为新型人员出入管理控制系统，必须要有实用性，也就是不能华而不实，

公司选用门禁系统的目的就是为了保护一些特别重要的地点部位，因此，必须要有真正的实用性。

b.安全性

在三星高新电机有限公司，共有70多套门禁而组成一个大的门禁系统，

每个门禁都是联网型门禁，因此要24小时处于工作状态，对其安全性一定要做好记录，从而避免不必要的火灾。

c.稳定性

正如上一点所说，三星高新电机有大量的门禁，而且都是被安装在公司特

别重要的地点部位，因为一定要有稳定性，保持整个门禁系统的工作稳定，不能因为一个门禁损坏出现故障就会影响到整个门禁系统，稳定性与我们的日常工作中的维护息息相关

d.易维护性

每套门禁都会处在长期的工作状态中，因此要做好每日的维护工作，但是

门禁系统是一套巨大的体系，每日的维护工作可以维持，但是必须保证门禁系统容易维护，因为我们公司的员工只是使用者，没有专家，当然做到专家级的维护也是不可能的

1.3门禁系统的结构组成部分划分

1.门禁系统的基本构成：

门禁系统大体上由电源、转换器、主板控制器、读卡器、电磁锁、ID卡、计算机（操作软件）组成。

基本构成样式如图1所示：

图1

我在进行门禁设计时将门禁系统分为两大相互作用模块：

软件模块和硬件模块，其中，软件模块内部又包括电路部分、通讯部分和软件部分，硬件模块内部又包括机械部分和维护部分。

其中，

电路部分：

门禁系统中的主要框架，整个门禁系统的电路结构组成。

通讯部分：

门禁系统的各个串口相连和信号传输的组成。

软件部分：

门禁系统中对门禁电磁锁或电插锁进行管控，也是添加门禁权限的软件系统。

硬件部分：

门禁系统中各个硬件装置，例如：

电磁锁、电插锁、ID卡、门禁开关等。

维护部分：

在三星高新电机里，门禁系统庞大，必须进行维护，保证公司的安全。

将门禁系统划分为我理解中的两大相互作用模块，将一一进行细化分为五大部分，将整个门禁系统有规划的进行了分析。

第2章电路部分细化分析

电路部分是整个门禁系统的主要框架，一个门禁系统需要由各个负载电路组成，也是门禁系统中的电力支柱。

2.1　电路模块的组成及图解

门禁系统的电路部分有很多负载电器组成，主要由电源、电源线、信号传输线、505R内部主板、继电器和相关的机械性负载电器，整套门禁的电路图如图2所示：

图2为门禁系统电路图

2.2　电路部分中各负载的相互联系

在门禁系统中，整个电路模块中的各个负载都有相关的联系，如果有一项不符合标准，整个门禁系统都会无法正常使用。

1.电源的选择

作为门禁系统的供电装置，提供给各个元器件、负载电器，只有稳定的电

源才能让门禁系统更加稳定，但是220V的电压经常不稳定，可能会有波动，例如

电压过低或过高的现象会经常发生，但电压不稳定，导致电流过大时，会烧毁主板或整条电路。

因此，电源的选择很重要。

2.继电器的添加

由于上一节提到的电源电压由于各种因素会变得不稳定，导致电流过大烧

毁主板，特在电源盒中添加“继电器”来保护电源，与电源相互作用，防止电源出现不稳定因素。

3．电路部分中，首先要先看好通过门禁505R的最大电流，如果其电流可以通过电源线，还要看电源线是否能承受其电流大小。

要求其通过的电流要符合电源线和门禁505R的承受最大电流的标准，方可接通此电源。

第3章通讯部分的选择及应用

通讯部分在软件模块中起到重要作用，作为门禁系统的连接桥梁，对整个门禁系统起到连接作用，首先通过网络的映射到高新电机进行网络的应用，从门禁系统中的串口RS232连接到转换器，最后连接到门禁505R，整个门禁系统的通讯部分都起到了相互联系，相互作用的效果。

3.1通讯部分的基本组成及网络应用

通讯部分是整个门禁系统相互联系的桥梁，在门禁系统中，各个器件通过网络及串口相连，从而达到门禁开闭的效果及使用。

通讯部分的基本组成：

公司网络端口、门禁接收机、通讯转换器、TCP/IP协议、串口RS232等重要通讯器件

1.公司网络：

由于三星公司分为天津电机和三星高新电机两个厂院，门禁系统的总服务器在天津电机，由于两公司距离较远，不可能全部采用线路端口相连接，由于网络端口容量大，传输距离长，传输速度快，在三星高新电机的门禁系统的所有端口与天津电机的主机都是通过网络端口相连，首先通过外网传输到三星高新电机，然后再三星高新电机通过映射效果传输到三星高新电机内部网络，供给门禁系统网络信号。

2.门禁接收机：

在三星高新电机安装一台门禁接收机，用于接收公司内进行的所有门禁系统权限前台发送的信号，如果此接收机断开，则无法进行门禁权限的添加操作。

3.通讯转换器：

门禁系统中的通讯部分之一，将串口信号转换成网络信号格式，三星公司的门禁系统非常庞大，如果单用串口的话，费用巨大，而且70多套门禁都需要有串口相连，向后如果继续增加门禁，线路非常混乱，不容易管理，所以需要通过通讯转换器，将串口信号转换成网络信号进行传输，通过网络传输，就不会出现线路混乱的问题，而且网络传输速度快，传输容量大。

在公司内部，所有的通讯转换器都是一致的，如图3所示:

图3

4.门禁系统的串口选择

门禁系统的使用串口共有三种串口可以使用，分别是RS232、RS485和RS422串口，其中，RS232是数据终端设备和通讯转换器之间的一个接口，由于串口传输方式具有使用线路少，成本低，目前也是最长用的串口。

RS422是根据RS232串口传输线而改良后的另外一种串口传输线，RS422有很多RS232没有的优点，RS422改进了RS232的传输距离短、传输速率低的缺点，RS422是一种单点发送，多点接收的传输标准，为了扩展串口的使用范围，在RS422的基础上又一次制定出RS485的传输串口，从而又一次增加了数据传输能力，但是最大的优点就是传输距离增大了很多，也是三种串口中传输距离最远的，最大可以传输达几百米，但是在增强了很多优点的同时，又增加很多弊病，RS485的抗干扰能力比较差，在数据传输中如果存在干扰就会影响整条传输电路，而且RS485的加密性能特别差，容易被被人破解，造成公司网络泄露，造成公司重大损失，RS485由于是基于RS422而制定出的串口，其传输线路比较混乱，不易整理。

如图为三种接口：

图4RS232接口图5RS422接口图6RS485接口

通过筛选，在三星高新电机全部选用RS232串口，具体分析如下：

a.在传输上，RS232由于是单行传输线路，避免了多条线路内部结构不一样，RS485门禁系统中，统一用到RS232串口连接线，在数据传输时就会相对于RS485和RS422传输稳定，而RS485和RS422在信号传输中抗干扰能力比较差，在公司里，各种线路都是走屋顶，所以几乎所有的线路都是在一起，如果采用RS485和RS422串口线路传输，则门禁系统会有由于电线干扰变得不稳定。

所以在数据传输稳定性上选择RS232串口。

b.由于三星高新电机内部门禁系统特别庞大，所以门禁系统布线需要遍布整个公司，由于RS232串口线路成本低，在三星高新电机中足可以布满整个公司，而且可以省去很多成本。

c.RS232的传输距离最大为15米，RS422传输距离最大距离为1219米，RS485传输距离最大为1800米，而三星高新电机的通讯转换器和门禁505R的距离最大超不过4米，如果采用RS485和RS422也是浪费资源，采用RS232距离还有余量，特采用RS232串口传输为最佳。

综上，在三星高新电机已经全部采用RS232的传输标准，为公司节省了很大一笔费用，而且到目前公司共72套门禁设备均采用RS232的传输标准正常运行。

第4章门禁系统中软件部分的介绍及操作流程

为了实现公司内部门禁权限及时并准确添加，此时需要配合接收机使用的门禁操作软件来实现门禁权限的添加，门禁系统的软件部分几乎都是业体自己通过编程设计出来的东西，保密性很强，在公司使用，如果门禁系统的操作软件存在缺失，会有专业的业体人员继续维修。

就像公司中的文件一样，对外都是保密的。

4.1　门禁系统中操作软件的简介及基本操作

由于门禁系统的操作软件对外是加密的，所以只能通过以往我添加门禁权限或者检测门禁系统网络来对门禁系统的操作软件进行简单介绍，由于门禁系统的权限进过网络，必须通过操作软件进行添加，所以操作软件又是必不可少的一个环节。

首先，这个操作软件叫做“三星门禁考勤管理端”，其中在这个软件中，还拥有食堂、宿舍和了考勤系统，是一套特别完整的一体机系统。

如图7为“三星门禁考勤管理端”的主界面：

图7

由于我只负责门禁权限添加工作，所以以下操作就是我日常添加各种门禁权限的基本操作：

首先，在工具栏中第三个“门禁”中点击“门禁权限设置-门”，然后在“按工号查询添加”中输入员工的工号，回车后会自动弹出该员工的所有信息，因为该门禁系统的网络与公司的数据库是相连的，所有的员工信息都是和门禁系统是同步的，当自动弹出该员工的信息时，点击“选择门”全公司共72套门禁设备，所有的门禁设备都会生成列表，当选取某个门时，进行最后一步：

发送权限，添加权限完成。

具体如图8、9所示：

图8图9

当然，还需要胸卡贴到读卡器上，如果识别成功，才能成功打开门禁。

4.2　STAR505R的简介及接线方式

STAR505R为门禁考勤一体机，可以控制电磁锁、警报设备、以及扩展后的其他设备，支持RS232、RS422传输，下图11为505R门禁考勤一体机样图：

图11

也就是现在公司内部全部门禁使用的设备，前面首先是LCD液晶显示屏，显示设备型号及当前时间，根据需要，也可以设置参数以显示刷卡状态或者显示刷卡后ID卡号。

右侧读卡指示灯：

通电后红灯常亮，读卡后会闪一下

状态指示灯：

红色为电源指示灯（左）、绿色为正常事件指示灯（中）、黄色为非法事件指示灯（右）

16个按键：

0~9数字键、取消键ESC、确认键ENT和四个不同的功能键

在505R的背面也存在按键，如图12所示：

图12

初始化按钮：

按下并确认后执行初始化动作，将会删除设备里面所有的存储数据及设备参数会恢复出厂设置（轻易不使用该按钮）

防拆按钮：

为防止门禁系统遭到破坏，特增加防拆按钮，如果硬拆，则会启动报警

背面状态指示灯：

背面状态指示灯共4个，前面第1个为网络通讯指示灯，红色为通讯冲突指示灯，后面2个位RS232\RS422通讯状态指示灯。

接线口共有6个：

其中，CON2为RS232通讯接口，CON3为RS422通讯接口，CON4输入输出接口，CON5为扩展IO口，CON6为TCP/IP接口）（此接口为扩展接口，在门禁系统中没有用到），CON7为电源接口。

STAR505R门禁考勤一体机的连接线方式：

图13

其中：

当业体人员进行线路连接时，会根据固定模式进行连接，首先先进行电磁锁线路连接，然后进行出门按钮开关线路连接。

第5章门禁系统中硬件部分的组成及使用原理

门禁系统中的硬件模块包括机械模部分，也是裸露在外，最容易损坏的部分，机械模块运用固定的工作模式不间断的工作，加上员工上千，硬件设备总是运用频繁，对门禁系统的硬件产生很大的损伤。

5.1硬件模块的组成

硬件部分一般由非接触式ID卡、电磁锁、电吸锁、门禁按钮开关、读卡器组成。

5.2非接触式ID卡的使用现况

目前，公司的胸卡可以使IC卡，也可以是ID卡，IC卡分为接触式IC卡和非接触式IC卡，ID卡非接触式ID卡。

随着科技的迅速发展，IC卡和ID卡已经投入了使用中，应用面越来越大，很多大的公司或企业都将他作为胸卡或者一卡通来使用，但是由于两种卡的内部特性不一样，所以不一样的公司会根据不用的选择来确定选用哪种作为胸卡比较合适。

IC卡和ID卡存在很大的区别，就是根据很大的区别，才会选择不同的磁卡作为胸卡使用。

首先，IC卡是集成电路卡，内部存在整个电路板，又称智能卡，IC卡可以被读取也可以被写入，相对于ID卡来说比较人性化，而且IC卡容量大，存储数据多，加密性能特别好，按实际来说应该会有很多大型企业将IC卡用作一卡通、考勤系统或者消费系统。

但是在使用IC卡的同时，也会使一些大型保密型单位的技术流失，正是运用IC卡可以读取和写入的特点，一些拥有技术的人可以随意控制IC卡的使用，所有很多技术会大量流失，所以一些大型保密性企业不会选用IC卡作为公司内部的胸卡。

正相反，ID卡和磁卡一样，内部结构只有多股铜线圈和一个磁片，卡的内部只有只有自身的号码，除了卡号以外没有任何保密性能，也不像IC卡那样既可以读取又可以写入，ID什么功能都没有，唯一拥有的只有一个卡号，而且卡号是公开露在外面的，但是卡内部的信息如果被写入，则无法被仿制。

正是如图10所示：

ID卡仅有一个下面的卡号，无其他写入或读取的内容。

5.3选用非接触式ID的使用优点

在三星发高新电机有限公司，内部所有的技术都是要求高保密性能，如果选用IC卡用作员工们的胸卡，则技术必会大量流失，因为我们不知道员工们的能力是怎么样的，员工们使用的ID卡，在整个公司只需要一个卡号和一个工号就足够了，因为一个工号对应着一个卡号。

由于公司“三星公司胸卡录入系统”中不兼容性，导致一个工号不能录入两个卡号，也就是一个员工只有一张胸卡，不可能在录入第二张胸卡，正是抓住这个唯一性的特点，选用非接触式ID卡作为公司的胸卡。

非接触式ID卡成本低，内部构造简单，在录入员工信息时不会产生混乱，如果胸卡消磁或者丢失，方便补办，在市场中，ID的成本低，易于制作，如果消磁不影响卡的便面还可以要求业体进行更换，十分方便。

因此，三星高新电机选取ID卡作为员工胸卡。

现三星高新电机员工胸卡如图10所示：

图10

5.2门禁系统中硬件分析

电磁锁：

电锁的设计和电磁铁相似，都是利用电生磁的原理，当电流通过内部钢片时，电磁锁会产生强大的吸力紧紧地吸住吸附铁板达到门禁闭合的效果，只要小小的电流就会产生强大的吸力，控制电磁锁电源的门禁系统识别正确的人员信息后立即断电，电磁锁失去吸力即可开门，而且电磁锁没有负责的内部机械结构，适用在逃生门和消防门的通道控制中。

图14为电磁锁结构

电插锁：

电插锁是一种电子控制锁具，通过电流的通断驱动“锁舌”的伸出或缩回以达到锁门或开门的功能，但是开关门的功能需要与内部“磁片”配合才能实现。

通常电插锁由两个主要部分组成：

锁体和锁孔。

锁体中的关键部件为“锁舌”，与“锁孔”配合可实现实现“关门”和“开门”两个状态。

即锁舌插入锁孔实现关门，锁舌离开锁孔为开门。

正因为锁舌的可伸缩功能，才被成为“电插锁”的名称。

也正是因为这个特点，电插锁经常被用于各种平开门（双向开启）上。

图15为电插锁