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故宮博物院出入口智能門禁系統淺析

日期:2019-09-19

故宮博物院具有百年歷史,它是經歷了明、清兩代帝王的宮殿,擁有宮殿堂閣等近萬間,墻連房,院套院,建筑規模宏大、結構獨特、氣勢雄偉,是全國最大的文物古建筑群。作為不可再生資源的文化古跡,故宮建筑、園林及其館藏的安全防范工作尤為重要。自"平安故宮"工程項目立項,門禁系統升級成為故宮的安全防范系統重要組成部分。

故宮博物院屬于文物重點保護單位,具有特殊性,傳統的出入口門禁在故宮博物院并不適用。在機械掛鎖基礎上研發改進而成的電子掛鎖,具備安裝簡便、無線傳輸、實時報警、智能管理等特點,作為一種新型智能門禁系統在故宮博物院得到較好的應用,有效提升了出入口管理能力。

故宮博物院出入口智能門禁系統


故宮博物院智能門禁系統設計理念

結合故宮的實際情況,電子門鎖的設計原則和需要的功能包括:

鎖具安裝不能破壞原有門的結構,安裝方式與原有機械掛鎖的安裝方式要保持一致,做到完全兼容替換。

防火工作是故宮安全保衛工作的重中之重,考慮到防火要求,鎖具應采用直流供電,如電池供電,但要通過低功耗的設計盡量延長電池使用壽命。

管線安裝對古建筑同樣會造成一定程度的破壞,因此鎖具的信號傳輸應采用無線網絡。

鎖具的開啟、閉合能夠與中控室進行聯動,系統可發出報警信息、在地圖上顯示報警位置、聯動周圍攝像機進行圖像復核。

可與“鑰匙管理系統”對接,實現領用人+電子鑰匙+領用時間+開鎖時間+閉鎖時間+歸還鑰匙時間的閉環管理,如領用人在規定時間內未正常鎖閉或未歸還電子鑰匙,系統將發出告警信息。

可對鑰匙進行分級授權管理,可限定哪些人在哪些時段可以使用哪些鑰匙。

一把鑰匙可以設定開啟多把門鎖,便于日常領用與應急處置,在要害部門如中控室、鑰匙房可留存應急處置專用電子鑰匙,可開啟全院門鎖。

電子鑰匙和鎖具均具有開啟、閉合記錄查詢功能。

電子鑰匙丟失可進行掛失處理,遠程關閉對鑰匙的授權,無法再進行開啟。


故宮博物院智能門禁系統技術分析

系統由電子掛鎖、電子鑰匙、智能手持機、無線轉發器、無線接收主機、電子鑰匙讀寫器、報警系統服務軟件等七部分組成。

電子掛鎖:具備電子鑰匙ID合法性識別、電子鑰匙有效時間識別、電子鑰匙時間窗識別等功能。并通過無線報警系統,實現與中控室的無線連接,實時掌握掛鎖的啟閉狀態,并具備自動記錄和事后查詢功能。電子掛鎖使用的射頻傳輸部分采用電量需求極低的設計,大幅延長了電池供電時間。在系統工作過程中,電子掛鎖大部分時間處于低功耗休眠狀態,其中無線通信部分的休眠功耗低于5微安,在每天每個電子掛鎖至少4次啟閉操作并且支持臨時開關的條件下,電池至少可以使用2年時間。

電子鑰匙:預留接口與電子掛鎖通訊。高保密性無法復制和非法讀取,經過系統授權后可以匹配無限制數量的電子掛鎖,并同時具備電子鑰匙分級授權管理、電子鑰匙掛失管理、電子鑰匙有效時間管理、電子鑰匙時間窗管理等分級管理功能。內置存儲芯片,能夠存儲1000條開鎖記錄。外置標準MiniUSB接口,能夠對電子鑰匙進行充電、授權管理。

智能指紋手持機:具備注冊電子掛鎖、電子鑰匙ID授權、電子掛鎖時間校對、采集提取開鎖記錄、電子鑰匙掛失等功能。升級后可采用靜脈識別技術。

無線轉發器:無線轉發器和其相連的多個電子掛鎖組成一個星型通信網絡,負責電子掛鎖啟閉及異常報警等信息的采集與傳輸。接掛鎖發出的無線報警信號和數據,并經智能判斷處理,自動發送諸如掛鎖開啟時間、掛鎖閉合時間、非法開啟、電池低電壓等報警信號到中控室的報警接收主機上。電子掛鎖具備無線數據傳輸功能,配合遠程無線監控報警系統,實時監控掛鎖的狀態并實時上傳開鎖、鎖閉、非法開啟等數據,實現與中控室的無線連接,通過LORA傳輸技術和擴頻通信技術,提高傳輸距離和抗干擾性,通過數據加密技術提高數據傳輸安全性和可靠性。

報警接收主機:在系統結構中位于無線轉發器和服務器之間,通過無線通訊鏈路與無線轉發器雙向通訊,通過TCP/IP與服務器雙向通訊。接收天線具備工業級防雷設計,保證抗雷擊干擾能力強,適應故宮博物院多發雷區現狀。

電子鑰匙讀寫器:用于系統管理軟件設置電子鑰匙ID及時間數據等。

系統管理軟件:具備電子鑰匙注冊、電子掛鎖設備注冊、電子鑰匙時間授權管理、操作人員登記注冊、電子鑰匙授權及掛失、開鎖記錄查詢等功能。系統將電子掛鎖非法開啟信息以UDP協議的傳輸方式輸送給入侵報警系統和視頻監控系統,通過電子掛鎖的位置與視頻監控攝像機建立一一對應關系,實現非法開鎖自動聯動切換攝像機畫面,供中控室值班員迅速判斷現場情況。


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