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安防技术与弱电技术(四)

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经过前三期的连续刊载,本篇文章终于到了终结版,本期将主要介绍一卡通系统与现场总线与您进行详细分析,定能让您获益不浅。

一卡通系统
一卡通系统是在以计算机网络管理为核心,非接触式IC卡为信息载体的基础上实现,它包括停车场管理、门禁管理、智能收费管理、考勤管理等组成的一个“一卡通”系统。设计的目标是用户只需使用一张经过授权的卡片,通过一卡通系统,就能实现停车、进门、消费、考勤等功能。

显然,具有有丰富的扩展功能的门禁系统和一卡通系统早已逾越扩展传统的安防领域。

停车场出入口自动化管理系统
在建筑群中建立停车场出入口自动化管理系统(Parking Automation System 简称 PAS),以适应建筑智能化的需要,实现停车场自动化管理,方便车辆的停放、降低运营成本、提高停车安全,已成为急需要解决的问题。

停车场出入口自动管理系统,也就是在停车场的入口和出口处分别设置相应的自动化设备,控制和管理车辆的进入和开出。

一般来说停车场入口处的设备是全自动的,可完全实现无人值守的方式;出口则需要配备人工收费站,对临时停车客户进行收费,这种方式称为出口收费系统;也可以将收费站安排在停车场内甚至是建筑物内的任一地方,这个收费站可以是全自动的,也可以是人工的,客户在付费后,只要在规定的时间内驾车到出口处并经过自动检验和确认后即可离场,这种方式称为中央收费系统。中央收费系统适用于具有五个以上出口车道的大型停车场使用,但其系统造价昂贵。

停车场出入口自动管理系统一般由三部分组成:入口处设备;出口处设备:管理中心。

在此以一进一出停车场管理系统为例,说明系统的设备组成和工作过程,并结合目前最先进的自动出感应卡(临时客户使用)和不停车遥感设备(长期客户使用)进行介绍。

停车场入口处工作流程
当车辆接近停车场入口处时,首先看到的是位于醒目位置上的满位灯或大屏幕显示屏等。当车库内临时车位满时,满位灯不会亮,显示屏显示当前剩余的空车为数或其他信息,临时客户驾车驶入。若车库内临时车位已满,则满位等亮,“满位”两个字将非常显眼,显示屏也将显示满位字样,提醒用户不要再进入停车场。即使用户没有注意到满位现象,而驾车到自动出卡机前,出卡机上的显示屏也会显示“车库满位”同时出卡机自锁,用户无法取卡。

当车库没有满位,车辆靠近入口处自动出卡机和遥感系统时,埋在此处地下的备车地感线圈和车辆检测器触发自动出卡机和遥感系统开始工作。

长期停车客户可以将遥感盘贴在挡风玻璃的内面左上角,当车辆以一定的速度驶过遥感天线时,遥感盘进入遥感天线的磁场范围,从磁场内获得能量同时将盘号,区号等相关信息传递给遥感天线直至管理电脑,经确认遥感盘无误后,天线控制器发出信号控制闸门机打开,允许车辆进入。

临时停车者根据自动出卡机上大屏幕显示和按钮指示,按钮取卡,出卡机自动将卡送至出卡口。此时读卡过程已经完成,用户将卡从出卡口拿出,入口闸门机门臂自动升起,允许车辆驶入停车场。车辆驶过闸门机和位于闸门机后的地下复位地感线圈后,闸门机门臂自动放下。

停车场出口工作流程
车辆驶入出口车道时,埋在此处地下的备车地感线圈和车辆检测器触发遥感系统和人工收费站内的感应读卡机开始工作。

长期停车场客户可以将遥感盘贴在挡风玻璃的内面左上角,当车辆以一定的速度驶过遥感天线时,遥感盘进入遥感天线的磁场范围,从磁场内获得能量同时将盘号、区号等相关信息传递给遥感天线直至管理电脑,经确认遥感盘无误后,天线控制器发出信号控制闸门机打开,允许车辆驶出。

临时停车客户将在入口处取得的感应卡交给收费站内收银员,收银员将卡在读卡机前晃过,读卡机自动读取卡片号码,收费电脑根据卡号从管理电脑上将该卡进入的时间和收费电脑内设定的费率自动计算停车费用,并在费用显示屏上显示出来,同时自动打开钱箱,收银员收费完毕后,按下确认键,收费电脑发出信号控制闸门机打开,允许车辆驶出停车场。车辆驶过闸门机和位于闸门机后的地下复位地感线圈后,闸门机门臂自动放下。

现场总线
现场总线是现代控制技术、计算机技术和通信技术相结合的产物。现场总线技术是近十年中蓬勃发展起来的新生事物,在实际工程应用中体现出其强大的生命力,控制网必将沿着现场总线方向发展,现场总线技术也必将是控制网技术的核心。

目前世界上现场总线的标准有200多个,有很多应用于建筑物的总线技术,它们中大多数是某个具体应用的解决方案。

当前国际上具有代表性的现场总线技术与产品有FF总线、PROFI 总线、LON总线、BAC net、CAN 总线、INTER 总线和CC Link总线等。

我国智能建筑界对其中的LONWORKS技术的开发与应用起步于二十世纪九十年代中期,与国外大公司对该技术的开发与应用基本上是同步的,现已初步形成适合我国国情的产品系列;CAN总线技术的开发与应用也结出丰硕的成果,国内已有基于CAN总线的分布式火灾报警控制系统、可视对讲系统、住宅小区智能化系统和楼宇自控系统产品。

CAN总线
在目前已有的几种现场总线方式中,CAN总线(Controller Area Network)具有较高的性能价格比,它是一种支持分布式控制和实时控制的对等式现场总线网络。
1、基于双绞线和光纤的CAN总线停车场管理系统
目前绝大多数的停车场出入口管理设备采用的是RS422,RS485的通信方式,其传输距离和传输速度有较大的局限性。当前,在智能化建筑物中采用由现场总线构成的网络系统使楼宇自动控制设备向着开放式、可互操作的方向迅速发展。在目前已有的几种现场总线方式中,CAN总线具有较高的性能价格比,它是一种支持分布式控制和实时控制的对等式现场总线网络。它的传输速率范围是5kbps至1Mbps,传输介质可以是双绞线和光纤等,任意两个节点之间的传输距离可达10km。CAN现场总线所能允许的最大节点数足够满足大型停车场的需求。

如上海朗通科技有限公司设计的基于双绞线和光纤的CAN总线停车场的出入口管理设备包括自动出卡机、自动出票机、入口控制器、出口控制器和闸门机,这些设备的控制部分均由电源、I/O模块以及CPU模块组成。每个控制部分都具有8对输入口和8对输出口(可以扩展),并且可以连接5个具有RS232通信的不同或是相同的设备,这些设备包括LCD液晶显示屏、LED全点阵显示屏、读卡机、发卡机、条码打印机、语言发声器等等。基于CAN总线设计的设备都可以挂在总线上,而不必考虑这个设备类型是否与其他的设备相符。因此,由这些产品组成的系统是所有设备的集成,这个优点是原先采用普通RS485或者是RS422通信方式的设备所不具备的。

2、基于CAN总线干线网络的可视对讲产品
GST—DJ6000系统是在海湾公司全新开发的新一代可视对讲产品。在小区范围内的干线网络采用CAN总线,使任意规模的小区工程都能够有满意的解决方案。

LCN总线
另一种现场总线——局部控制网络LCN(Local Control Network),作为自动化控制通用技术,本身已具有更强的包容性和扩展性。高智能和高灵活性,为安防用户提供丰富的个性化解决方案。

LCN模块标准配置2个执行器,其他扩展执行器和感应器均通过3个多用途接口T、I、P扩展连接而成。为了节省安装空间,所有系统的功能被集成在几个总线模块之中,安装者可按实际需要,使用其部分功能。

LCN具备布线简便和参数设置简单的优点,它提供了种类不多,但功能全面的总线模块和多级的报文反馈系统,所以它被欧洲很多人认为是目前最先进的总线技术。

1、LCN应用于安防领域的优势
目前大多数的安防系统,灵活性不足,误报现象更是一项难题。因为这其中缺乏智能分析的逻辑循环。个别具备简单逻辑分析的安防系统产品,也无法完全适应各种客户的要求,使有的人觉得使用方便,另外一些人觉得反而增添很多麻烦。 例如:以色列EL红外方向幕帘探测器,可以避免方向性穿过红外线幕帘而产生的误报的现象,方便用户临时进出红外幕墙。但对延时时间的设置,需要在探测器内进行跳线插接来实现,不便临时性的操作。对于LCN来而言,上述的功能和进一步的优化轻而易举。

LCN兼容各式报警和感应探头,能够对采集来个各种数据进行进一步的分析和整理。例如:LCN系统本事具备的温度感应探头,被动式人体感应探头,风雨光探测器,还具备模拟量和数字量的输入接口,与市场上绝大多数的探头感应器兼容。

LCN不但是一套感应系统,更是一套执行器的系统,不但可以感应各种探头发送来的信息,而且可以进行分析和判断;不但控制报警器,还可以控制几乎所有的电器产品,如电动门窗的联动工作,灯光系统的联动工作等等,适合各种应急系统的设计。

LCN控制面积之广,控制点和感应点的数量之高,为世界一流水平。

LCN性能稳定,无论从产品质量,还是报文的通讯质量,均有强大的技术保证。

LCN是一套成熟有效的监控系统,经历欧洲市场10多年的考验。

由于LCN应用于安防的突出优势,其性价比高于传统的安全自动化技术,具有较高的经济性和广阔的应用前景。

2、LCN技术在门禁系统中的应用
LCN在安防领域应用十分广泛,本文仅以LCN技术在门禁系统中的应用为例。
门禁系统必须灵活有效的区分主人和陌生人的区别,为主人自动开门,将陌生人拒之门外,并与电动门锁系统联动。

通过LCN总线技术,可以轻松的实现上述的要求,因为,所有的LCN总线模块均具备上述的功能,例如,可以使用LCN的红外遥控器,轻松实现遥控开关门锁的功能。借助LCN系统中非接触式射频卡(ID卡)套件LCN-UT实现了门禁系统的进一步扩展:以ID卡替代红外遥控器,通过在总线模块中存储的ID卡编码数据,控制电子锁的开启。

由电动门销和电磁锁组成的智能电子锁控制系统,提供了高度的双保险的安全保证,而通过红外遥控器实现对电动门销系统的远程控制,在便利性和舒适性上,自然又是技术的进步,但它必须有效的识别,哪些遥控器具备门禁开锁功能,哪些不行。

通过LCN技术可以轻松的实现多级别的门禁系统的设计,并具备随时修改和调整的能力,以符合用户各种变化和需要,所有的LCN模块均迷你化,与电子门锁系统一起,直接安装在门板的夹层中,成为智控电子锁的一个组成部分,并通过LCN数据线与门禁系统保持通讯。

CC-Link总线
《控制与通信总线CC-Link规范》(Control & Communication Link)于2005年9月取得中国国家标准,进入中国市场。这是由日本三菱电机推出的,中国市场又多了一种总线技术的选择。值得关注这一总线技术已成功地应用于在中国智能建筑工程项目。

此外,EPA(Ethernet for Plant Automation)总线也值得注意。EPA成为第一个由中国人制定的工业自动化国际标准,实时以太网就是基于ISO/IEC8802-3协议并能实现实时通信的网络。通俗地讲,所谓实时以太网,就是根据工业数据通信的要求和特点,在ISO/IEC8802-3协议基础上,通过增加一些必要的措施,使之具有实时通信能力建立在IEEE802.3标准的基础上,通过对其和相关标准的实时扩展,提高实时性,并且做到与标准以太网的无缝连接,称作实时以太网(简称RTE)。与CC-Link总线同样可应用于在智能建筑工程项目。

结语
长期以来,国内安防界由于按照学科专业、产品属性和应用领域的不同进行分类,会存在差异。笔者个人拙见:专业技术分类不宜过细,分类角度不宜单一,细化往往与科学性、合理性有悖。

安防技术与弱电技术以及测量控制技术似乎不是同类专业技术,其实它们都有内在关联和联系,并且已经潜移默化地互相延伸、拓展、渗透和融合,甚至于难分彼此。
“合久必分”和“分久必合”是人类历史潮流,也是科技发展的基本规律,安防技术与弱电技术以及测量控制技术理应遵循这一规律,彼此之间优势互补、取长补短、互相延伸、拓展、渗透和融合乃是提高安防技术与弱电技术整体应用水平的必由之路。

安防技术基于了解和掌握弱电技术以及测量控制技术的知识结构,对于个人和单位而言,“博大精深”永远是方法论和追求目标,笔者愿与同行共勉之。

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