无线联网门锁系统

物联网智能门锁方案

一、系统概述
1.1.适用场景
无线联网智能门锁主要使用在高校学生公寓、教师公寓、教师办公室、学校实验室等场所;在企业内和政府办公场所可以安装在办公室门、内部职工公寓门;公共租赁公寓、公租房的场所使用。
以上场所的门主要是木质门,也可以防盗门,不同门采用不同的锁体,看现场具体情况而定,可以满足用户不同使用场所。
1.2.管理问题
现在公寓和办公室普遍采用机械钥匙,存在问题如下
1)钥匙管理和配置
对于高校、中学、企业公寓、企业办公室、机关办公室等门上钥匙管理是一个庞大工作,平时办公室内人员配置钥匙自行开门,遇到忘记带钥匙、留在办公室内、丢失钥匙的情况出现,就会给管理人员带来比较大的工作量找钥匙、配钥匙、甚至破坏门才能拿到新钥匙。采用智能门锁只需要每人带一张卡即可,如果忘记带张卡,可以使用管理人员卡、远程开门、手机开门等锁种方式解决。
2)入住授权控制
采用无线联网智能门锁,可以做到在软件一次办理入住即可授权的模式,无需分发钥匙等工作。
软件实现人员授权管理;对房间进入权限做统一授权管理、各单位分级授权。
现有房间门锁采用机械钥匙作为主要开门方式,存在钥匙发放难、防复制难、回收难的三难问题,学校无法针对大量的宿舍、公共房间进行统一管理权限控制,进而将分配房间的管理权限给到各个院系、单位、物业负责人实现分级授权管理,从而实现校园出入权限精细化管理。
3)管理效率比较低
学校每年大量新生入学、老生离校以及期末换寝时,学校都需要花费大量的人力物力进行钥匙的的回收、分配、辨别真伪、锁芯更换等,若有钥匙缺失还需额外进行重配钥匙工作,耗费校方大量人力物力。
教室、实验室、机房等属于公共区域,授权人员多、变更频繁,必须找专人管理,管理成本较高且无法保证授权实时性。管理老师查宿或保安巡查,都会随身带着一大串钥匙进行翻找,耗费大量时间
4)记录开锁数据
传统的机械门锁无法配合校方的管理制度对学生的行为进行有效管理,如:判断学生是否按时归寝,是否存在多天不在校、是否存在旷课、学生内部是否存在私自换寝等行为情况,更无法配合学校的管理需求对师生行为进行大数据分析。
5)校园归寝查询
在学校可以设置归寝时间,在规定时间没有记录说明没有回到宿舍,需要管理员、辅导员落实没有归寝人员的去向,实现管理更加智能化。
1.3.安全性能
智能门锁密码可有10的13次方以上的组合,故在今后几十年中可放心使用,能谈的上实用一些或者大众化一些的还是按键式电子密码锁。
如果密码与内部已约定的密码相同,则输出一个电信号,以驱动电磁铁或者小马达将门闩打开,完成一个开锁过程。是提高锁具的安全性,因为电子锁的密钥量(密码量)极大,可以和机械锁配合,避免因钥匙被仿制而出现的问题。在安全性极高的前题下,它的另一个特点——无需钥匙却被越来越多的人所欣赏。因为人们携带的钥匙很多已成累赘,而电子锁只需记住一组密码、刷卡、指纹、指静脉,无需携带金属钥匙,免除了人们的烦恼。而智能电子锁的使用还局限在一定范围,没有明显进展,更难以大众化。
1.4.系统特点
1)安全性高
因为锁具本身是一种机械卡阻机构,最终还要靠机械动作来完成。而电子锁必须完成机械动作(操作)—电子转换和电子控制—机械执行这一系列过程,显然是复杂一些。
2)故障概率低
本公司智能门锁已经经过多年的市场检验,设备稳定性和适用性得到验证,在各大机关、企业、高校等场所使用,成为出入门管理的首选产品。
3)电池寿命
集成电路采用低功耗芯片,4节5号电池就可以维持控制部分的工作,但驱动电磁铁或马达却需要大一些的电池或者用市电,根据使用情况,电池寿命在1.5年至2.5年。
4)联网使用更加方便
本项目全部采用联网方式,实现无线联网下传人员信息和上传开锁记录。
1.5.安装意义
为了解决以上校园管理中存在的问题,专业研发了物联网智能门锁系统。系统的意义在于:
1)提高安全管理
通过智能网关将门锁设备上传开锁记录,管理员随时可查每个人、每把锁的开锁记录,电脑永久保存,标语查询。
2)提升信息化建设水平
通过房间的物联网改造,可以极大的提升校园房间的信息化建设及安全性,符合信息化建设趋势,摆脱较为传统的教育管理理念。
3)节省低端人力支出
减少单位较为低端的人力成本支出,减少为了管理学生住宿、换锁芯、收发钥匙等所花费的人工成本,用于加强学生德育培养、丰富公寓服务内容、更新服务方式等有价值的工作中。
4)提高整体综合实力
在教育行业信息化的大背景下,物联网智慧出入管理的建设水平不仅体现了高校教育信息化的程度,也反映了决策者对现代教育发展趋势高瞻远瞩的水平;更是衡量学校办学能力和教学科研水平的重要标准之一,提高学校的知名度,吸引更好的生源。
二、架构和组成
2.1.网络结构
描述:
后台系统:配置1台(至少)存储服务器,安装操作系统和数据库,用于一卡通或门锁,配置1台前置机实现业务处理,如果门锁数量比较少(200台以下),可以不用配置前置机,数量较多的情况配置1台前置机,实现联网门锁数据处理;
通讯网关:通选网关联网方式主要TCP/IP有线网络连接,可以扩展无线4G/5G连接的方式,通讯网关一般放在室内走廊吊顶内(天线外漏),采集无线门锁信号,实现门锁数据上传和主机信息下发;
无线门锁:无线门锁安装在公寓楼门上、单位办公室、学校机关实验室等场所,实现身份识别的场所使用,通过刷卡打开门锁,无线门锁实现数据采用联网方式实现权限下载更加方便。
布线:智能门锁系统布线整体比较简单,主要是通讯网关和网络和连接和供电,如果网关采用有限联网和无线(4G联网)。网线和电源线(非PoE交换机)从弱电机房或机柜走线到安装“通讯网关”设备位置,“通讯网关”设备一般吊顶安装;
智能门锁安装:主要是根据门的情况确定,一般有2种情况:新装门和改造门,如果新装门由生产门的厂家完成门锁的开孔,我方完成门锁的安装和调试,如果属于旧门改造,木工需要对门的开孔等修正,完成后在安装门锁。
系统调试:系统调试主要是软件系统、通讯网关、无线门锁,将软件系统安装调试完成后,对门锁相关参数设置,配置门锁和通讯网关连接的频率,将通讯网关和门锁添加到系统内,实现设备的增加和配置;
卡片:卡片有二种情况,一种是没有卡片,我方提供,在系统调试完成后添加人员信息发行卡片,同时给卡片授权,如果用户已经有卡片,如要做接口同步人员和卡片或重新读取发行卡片。
2.2.系统组成
 
序号 产品名称 配置说明 数量 位置 负载
1 数据服务器 根据设备数量配置参数,基本配置CPU3104/ 内存16G*2/硬盘2T*3/H330/DVD/750W/导轨,设备数量增加适当提高设备性能,主要是CPU和内存 1台 中心机房 1000台门锁
2 应用前置机 基本配置CPU3104/ 内存16G*2/硬盘2T*2/H330 /DVD/750W/导轨, 1台 中心机房
3 网络设备 机柜、KVM、显示器、键盘鼠标、交换机,安装服务器和通讯网关联网使用 1套 用户建设 代购建设
4 数据库及系统 服务器安装数据库SQL Server2012以上和操作系统,要求采用正版系统 1套 用户建设 代购建设
5 一卡通平台 包括关平平台和智能门锁系统软件 1套
6 信息同步接口 从第三方一卡通平台同步人员信息和信息 1套
7 发卡机 可以选择Mifare设备和CPU卡设备 2台
8 感应卡 可以选择Mifare、CPU卡,也可以使用用户卡 A张
9 通讯网关 按照现场环境配置,单台最多负载100台,根据联网门锁配置, B台
10 无线联网门锁 根据用户们的数量配置,每个门配置1把 C台
11 综合布线 主要是网关电源线、信号线、管道
12 施工费 公司自营项目按照8%收取,合作伙伴自付
2.3.联网技术
 LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术,其实也是是诸多LPWAN通信技术中的一种,最早由美国Semtech公司采用和推广。这一方案为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗无线通信手段。目前,LoRa 主要在ISM频段运行,主要包括433、868、915 MHz等。
 LoRa是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控FSK调制作为物理层,因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。LoRa是基于线性调频扩频调制,它保持了像FSK调制相同的低功耗特性,但明显地增加了通信距离。
LoRa特点:
传输距离:室内1Km,室外开阔地可达2~5 Km;
工作频率:ISM 频段 包括433、868、915 MH等;标准IEEE 802.15.4g;
调制方式:基于扩频技术,线性调制扩频(CSS)的一个变种,具有前向纠错(FEC)能力;
系统容量: LoRa网关可以连接100台重点节点,正是使用情况长达10年以上;
安全:传输采用AES128加密,传输速率几百到几十Kbps,速率越低传输距离越长。
三、软件功能介绍
3.1.软件概述
宇捷通联网智能门锁软件由一卡通平台+智能门锁软件组成,一卡通平台主要完成基于全局一体机化的设计,由管理配置中心和综合业务中心组成。管理配置中心功能主要是:操作员设置、包括操作员权限设置、区域设置、部门设置、身份设置、卡类型设置等基本参数,综合业务中心包括:人事管理、卡务管理、账户管理、补助管理、报表打印、数据查询等功能。
将平台内容管理与应用系统分离,是实现基于平台下多应用系统使用,用户只需要关心与业务相关的内容配置管理,而与下层应用系统设备的通信及操控完全由平台自动完成。企业通过配置和部署,就能够开发出适合本用户流程和业务特点的系统应用,大大提高了用户部署应用解决方案的速度并简化了开发难度。
平台架构为三层,最上层为B/S架构的业务交互内容管理层;中间层为核心数据交互层;最下层为接入的第三方应用系统。
3.2.平台软件
综合业务中心软件主要完成一卡通的日常管理和操作,在配置管理中心配置完成后,综合业务中心启动可以使用。软件采用B/S架构模式,硬件设备主要包括读写器、报表打印机、证卡打印机(在卡片上打印个性化照片使用)、卡片、自助服务等设备。综合业务中心软件:参数设置、人事管理、卡务管理、账户管理、补助管理、系统报表、明细查询等模块。
1)人事管理
人事管理模块主要功能有:手动录入信息、批量导入信息、人员信息编辑功能。
手动录入信息
手动信息录入主要针对人员比较少的情况使用,每个信息手动加入,系统序号自动增加,按照人员姓名、有效期等信息。
批量导入
按照系统设计的导入模板录入信息,放在指定的文件夹后可以导入,导入过程可以看到导入信息的状态,可以提示正常、错误,导入完成可以查询导入信息数量,导入成功人员数量、未成功数量统计。
人员信息编辑
在信息录入、导入、同步数据,可以变更人员信息,重新编辑以后保存即为新的信息,在卡片发行以最新的信息为准。
2)卡片管理
卡片管理包括:卡片发行、卡片挂失、卡片解挂、换卡、信息修改等功能。
卡片发行
卡片发行是在已经编辑好的信息中按照顺序发行,人员信息按照编号排序,已经发行完成的卡片,在人员信息列表中清除,同时显示应该发行卡片数量,已经发行卡片数量,未发行信息数量。
卡片管理
可以拿卡片在读卡器上读取卡片的信息和库里信息,也可以根据卡号查询卡片信息,在库里数据和卡片数据不一致时,系统会提示不一致的信息内容。
卡片挂失
卡片挂失是输入卡片查询信息,如:卡号、账号、姓名等信息,查询到挂失人员信息后,点击挂失即可,信息栏显示挂失人员信息,挂失信息中金额重点显示。挂失信息在部分场合需要输入密码。
卡片解挂
卡片解挂的前提是卡片找到持卡解挂,将卡片放置读卡器,读取卡片、账户信息,信息正确的情况下,可以解除挂失。
补卡换卡
挂失卡片的补办,补办卡片规则在参数设置中已经设置,保持卡片账户一致。将旧卡账户资金转移到新卡内。需要输入卡号(卡片印刷号)。
3)账户管理
账户管理主要是对账户常规操作,主要是在账户有资金的情况下使用。
账户充值
账户充值需要持卡人出示卡片,将卡片放在读卡器上首先读卡,将卡片的基本信息显示出来和本人一致,显示卡片余额,输入充值金额,显示账户最终余额。
账户取款
从账户提取现金,在系统中支出现金管理。
账户销户
账户销户分为有卡销户和无卡销户,系统存在许多卡片不在不再使用,对于超过1年内没有消费的卡片可以将卡片无卡销户,无卡销户的账户在挂失列表。
交易冲正
交易冲正主要在本次交易错误时,可以直接把本次交易取消,恢复到原始状态,交易冲正需要将卡片收回操作。
4)系统报表
系统报表主要是财务使用,根据每天的运行新情况查询汇总报表(收支表)、现金报表(现金收入汇总表、现金支出汇总表)。
收入汇总表(出纳汇总表)
统计收入的现金、支出的现金、开户信息等。
操作员汇总表
可以按照不同操作员查询数据。
3.3.门锁软件
软件由七个模块:首页、监控报警、设备管理、下发权限、参数设置、报表查询、系统手册。
3.3.1.门锁首页
首页主要完成门锁运行的最基本状态,多核心通讯服务、通讯网关、无线门锁践行运行状态监控,出现问题第一时间可以处理和解决,系统人员主要是总计有效人员。活动人员(1个月内)、碗柜人员等进行统计。同时对系统运行基本状态最图形统计,可以监控到电量不足设备,及时更换电池。
3.3.2.监控报警
1)门锁状态
本界面主要完成添加到系统内的所有门锁状态监控,看到设备联网是否正常。
2)开锁记录
通过本界面将每次人员刷卡记录实时上传并查看,在门锁对的情况下可以查看某一个防区的监控记录、某一个网关下面的设备监控、某一台设备的记录监控,看到刷卡是否正常。
在设备安装完成,一层楼管可以打开本界面实现权限监控。
3)异常报警
异常记录主要是实现不正常刷卡的记录实时查看,对于没有打开房门的刷卡,如:卡片有效期已经过期,无法打开房间门锁;输入密码开门,密码错误或没有配置密码;门锁状态不正常无法刷卡的情况都会显示处理,提示管理人员及时处理报警情况。
4)任务监控
 
任务监控主要是软件在操作过程,每一步操作都会在系统内生成一个任务号,每个任务执行是否成功的提示,正在执行的任务提示“正在执行”,任务执行完后成功的提示“执行成功”,失败的提示“执行失败”,失败的通过手动可以操作重新执行本任务。
3.3.3.设备管理
设备管理包括通讯服务设置、通讯网关设置、门锁设置、门锁管理功能。
1)通讯服务
添加、编辑、删除通讯服务,每个通讯服务负载门锁数量在1000台,需要多服务处理,服务状态通讯程序定时更新,连接状态正是准确。
2)通讯网关
通讯网关设置在通讯服务下面,每个通讯服务可以负载多台通讯网关。
3)添加门锁
添加门锁:在添加过程授权判断是新增、替换设备,走不通的流程管理。添加门锁:设置编号、门锁名称,选择门锁型号、防区、网关、频率、选择人数、归寝时间等编辑完成门锁添加。
4)门锁操作
对门锁的相关操作,远程开门时选择门锁后发送开门指令,计算机打开;定时开门时设置一个循环固定时间常开模式,时间段结束后自动恢复到刷卡开门。在线升级设备只给门锁下发更新固件;其他功能为门锁常规操作。排序可以按照:锁ID、编号、时间(创建时间)。
3.3.4.下发权限
下发权限是将人员库卡片信息下发到门锁设备。
1)密码设置
查找人员给每个人配置密码,密码初始值可以使固定数据,也可以是学工号、证件号后6位,使用连接的小键盘修改密码。
2)按门授权
选择人员、选择打开的门(选选择防区将范围缩小)、选择通行时区(默认时区,全天通行)、假期是否限制通行,标记假期权限。
3)按组授权
按组授权先建立通行组,在界面右边显示所有通行组,查找人员后可以选择通行组授权,授权人员主要是宿管人员、辅导员等。
4)修改权限
修改权限包括权限变更(不同门)、通行时间段等信息,删除权限。
5)定时开门
设置定时开门的开门规则,选择门锁对应。
6)权限查询
查询软件权限:根据门查询通行人员信息
查询回读权限:回读操作后,查询权限。
3.3.5.参数设置
基本参数:门锁系统运行需要的基本参数配置;
防区设置:按照建筑物、楼层建立防区,将门锁放设置到时区内,便于查询和管理;
时区设置:设置不同的通行时区;
假期设置:设置不同的国家法定假期,驱动通行规则;
3.3.6.报表查询
1)开锁明细
2)开锁汇总:统计每把锁每天开锁数量汇总,便于分析比较;
3)归寝查询:主要针对学校学生使用,在桂东时间没有刷卡,默认为没有回来,归寝时间自动统计表。

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