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故宫博物院出入口智能门禁系统浅析

日期:2019-09-19

故宫博物院具有百年历史,它是经历了明、清两代帝王的宫殿,拥有宫殿堂阁等近万间,墙连房,院套院,建筑规模宏大、结构独特、气势雄伟,是全国最大的文物古建筑群。作为不可再生资源的文化古迹,故宫建筑、园林及其馆藏的安全防范工作尤为重要。自"平安故宫"工程项目立项,门禁系统升级成为故宫的安全防范系统重要组成部分。

故宫博物院属于文物重点保护单位,具有特殊性,传统的出入口门禁在故宫博物院并不适用。在机械挂锁基础上研发改进而成的电子挂锁,具备安装简便、无线传输、实时报警、智能管理等特点,作为一种新型智能门禁系统在故宫博物院得到较好的应用,有效提升了出入口管理能力。

故宫博物院出入口智能门禁系统


故宫博物院智能门禁系统设计理念

结合故宫的实际情况,电子门锁的设计原则和需要的功能包括:

锁具安装不能破坏原有门的结构,安装方式与原有机械挂锁的安装方式要保持一致,做到完全兼容替换。

防火工作是故宫安全保卫工作的重中之重,考虑到防火要求,锁具应采用直流供电,如电池供电,但要通过低功耗的设计尽量延长电池使用寿命。

管线安装对古建筑同样会造成一定程度的破坏,因此锁具的信号传输应采用无线网络。

锁具的开启、闭合能够与中控室进行联动,系统可发出报警信息、在地图上显示报警位置、联动周围摄像机进行图像复核。

可与“钥匙管理系统”对接,实现领用人+电子钥匙+领用时间+开锁时间+闭锁时间+归还钥匙时间的闭环管理,如领用人在规定时间内未正常锁闭或未归还电子钥匙,系统将发出告警信息。

可对钥匙进行分级授权管理,可限定哪些人在哪些时段可以使用哪些钥匙。

一把钥匙可以设定开启多把门锁,便于日常领用与应急处置,在要害部门如中控室、钥匙房可留存应急处置专用电子钥匙,可开启全院门锁。

电子钥匙和锁具均具有开启、闭合记录查询功能。

电子钥匙丢失可进行挂失处理,远程关闭对钥匙的授权,无法再进行开启。


故宫博物院智能门禁系统技术分析

系统由电子挂锁、电子钥匙、智能手持机、无线转发器、无线接收主机、电子钥匙读写器、报警系统服务软件等七部分组成。

电子挂锁:具备电子钥匙ID合法性识别、电子钥匙有效时间识别、电子钥匙时间窗识别等功能。并通过无线报警系统,实现与中控室的无线连接,实时掌握挂锁的启闭状态,并具备自动记录和事后查询功能。电子挂锁使用的射频传输部分采用电量需求极低的设计,大幅延长了电池供电时间。在系统工作过程中,电子挂锁大部分时间处于低功耗休眠状态,其中无线通信部分的休眠功耗低于5微安,在每天每个电子挂锁至少4次启闭操作并且支持临时开关的条件下,电池至少可以使用2年时间。

电子钥匙:预留接口与电子挂锁通讯。高保密性无法复制和非法读取,经过系统授权后可以匹配无限制数量的电子挂锁,并同时具备电子钥匙分级授权管理、电子钥匙挂失管理、电子钥匙有效时间管理、电子钥匙时间窗管理等分级管理功能。内置存储芯片,能够存储1000条开锁记录。外置标准MiniUSB接口,能够对电子钥匙进行充电、授权管理。

智能指纹手持机:具备注册电子挂锁、电子钥匙ID授权、电子挂锁时间校对、采集提取开锁记录、电子钥匙挂失等功能。升级后可采用静脉识别技术。

无线转发器:无线转发器和其相连的多个电子挂锁组成一个星型通信网络,负责电子挂锁启闭及异常报警等信息的采集与传输。接挂锁发出的无线报警信号和数据,并经智能判断处理,自动发送诸如挂锁开启时间、挂锁闭合时间、非法开启、电池低电压等报警信号到中控室的报警接收主机上。电子挂锁具备无线数据传输功能,配合远程无线监控报警系统,实时监控挂锁的状态并实时上传开锁、锁闭、非法开启等数据,实现与中控室的无线连接,通过LORA传输技术和扩频通信技术,提高传输距离和抗干扰性,通过数据加密技术提高数据传输安全性和可靠性。

报警接收主机:在系统结构中位于无线转发器和服务器之间,通过无线通讯链路与无线转发器双向通讯,通过TCP/IP与服务器双向通讯。接收天线具备工业级防雷设计,保证抗雷击干扰能力强,适应故宫博物院多发雷区现状。

电子钥匙读写器:用于系统管理软件设置电子钥匙ID及时间数据等。

系统管理软件:具备电子钥匙注册、电子挂锁设备注册、电子钥匙时间授权管理、操作人员登记注册、电子钥匙授权及挂失、开锁记录查询等功能。系统将电子挂锁非法开启信息以UDP协议的传输方式输送给入侵报警系统和视频监控系统,通过电子挂锁的位置与视频监控摄像机建立一一对应关系,实现非法开锁自动联动切换摄像机画面,供中控室值班员迅速判断现场情况。