前言
近幾年來，隨著國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異，人民對于居住的高品質(zhì)需求進(jìn)一步得到釋放，迫切希望得到一個安全、舒適的居住環(huán)境，小區(qū)的智能化建設(shè)正在神州大地上如火如荼的進(jìn)行著。
智能小區(qū)是信息時代的產(chǎn)物，所謂智能化小區(qū)是指通過綜合配置住宅區(qū)內(nèi)的各功能子系統(tǒng)，以綜合布線為基礎(chǔ)，以計逄機網(wǎng)絡(luò)為區(qū)內(nèi)各種設(shè)備管理自動化的新型住宅小區(qū)。至少需要具備“3A”系統(tǒng)。
1、安全自動化（SAS-safe Automation sys-tem),包括室內(nèi)防盜報警系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)，緊急求助系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、防盜對講系統(tǒng)、煤氣泄露報警系統(tǒng)、室外閉路電視掇象臨界控系統(tǒng)、室外的巡更簽到系統(tǒng)。
2、通訊自動化（CAS-Communicaton Automation System),包括數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)、語言與傳真功能、有線電視、公用天線系統(tǒng)。
3、管理自動化（MAS-Management Automation System),包括水、電、煤氣的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、供水、供電設(shè)備管理系統(tǒng)、公共信息顯示系統(tǒng)。
其中的部分系統(tǒng)是小區(qū)實現(xiàn)智能化的硬件設(shè)備和保障，但從實際的使用和對用戶的便函利來講，其核心應(yīng)該是智能小區(qū)的“一卡通”系統(tǒng)，即利用一張IC卡片作為數(shù)據(jù)和身份的載體來實現(xiàn)小區(qū)的操作控制和資金結(jié)算，它涉及到小區(qū)的安全、管理等多方面，包括：門禁管理、電梯管理、停車場綜合管理、訪客管理、室外巡更管理、小區(qū)內(nèi)小額支付等多個應(yīng)用子系統(tǒng)。它的設(shè)計成功與否，將會直接關(guān)系到智能小區(qū)的管理水平、住戶的居住安全與使用便捷，以下將針對智能小區(qū)這個應(yīng)用場合的實際情況，對其“一卡通”的設(shè)計做出詳細(xì)的分析。
設(shè)計分析
整個一卡通系統(tǒng)可在小區(qū)信息中心機房設(shè)置一臺通訊服務(wù)器，一個集中的管理中心，多個分權(quán)管理端和各個系統(tǒng)的信息點。由通訊中心來負(fù)責(zé)對卡片進(jìn)行格式化、加密、授權(quán)等操作及卡片不慎丟失后的掛失、解掛等。分權(quán)管理端主要工作是分配相應(yīng)工作通過授權(quán)操作。整個系統(tǒng)需通過ＴＣＰ/ＩＰ或RS485方式進(jìn)行聯(lián)接，同時每個終端也需具備一定的脫機運行能力和數(shù)據(jù)存儲能力，以應(yīng)付網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)的暫時故障。（參見網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D）
門禁系統(tǒng)設(shè)計
“一卡通”門禁系統(tǒng)主要用于小區(qū)住宅單元門，住戶在讀卡器感應(yīng)區(qū)內(nèi)刷卡，讀卡器讀到卡號后系統(tǒng)將進(jìn)行權(quán)限認(rèn)證，如認(rèn)證通過則開啟門禁，反之則不開啟門禁。同時將開啟門禁的時間、地點、持卡人等信息發(fā)送到管理中心，計算機屏幕上將可以通過電子地圖和文字等形式實時掌握開門人的信息，并生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報表，出門時可采用出門按鈕開門或同樣讀卡開門。
“一卡通”門禁系統(tǒng)由門禁控制器、讀卡器、出門按鈕、鎖具等設(shè)備組成，也可以采用一體機讀卡控制模塊嵌入到可視對講等其他安防綜合系統(tǒng)中。
一卡通門禁系統(tǒng)示意圖
傳統(tǒng)小區(qū)的“一卡通”門禁系統(tǒng)大多采用非聯(lián)網(wǎng)的工作方式，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控，功能非常單一。因此，真正的智能小區(qū)中的門禁系統(tǒng)應(yīng)采用聯(lián)網(wǎng)工作模式。
如果小區(qū)面積較大，傳統(tǒng)的RS485通訊方式受到通訊距離限制不宜采用。因此較大的智能小區(qū) “一卡通”系統(tǒng)可采用TCP/IP協(xié)議的通訊方式，利用小區(qū)內(nèi)寬帶設(shè)施實現(xiàn)通訊；或者采用RS845集線器，既可將一條總線變?yōu)樗臈l總線，又可作為中繼器使用，從而延長通訊距離。
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門禁系統(tǒng)除常規(guī)的刷卡開門的基本功能外，還可在通行安全上、與物業(yè)管理結(jié)合上、與預(yù)警系統(tǒng)聯(lián)動等方面進(jìn)行專門設(shè)計，如：
多種開門方式：其他開門方式還可采用刷卡開門、密碼開門、刷卡+密碼開門、刷多卡開門等等，可根據(jù)不同的安全需要進(jìn)行設(shè)置和自動調(diào)整，如在一般情況下采用刷卡方式開門，一旦預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出危險警報時，門禁系統(tǒng)將自動提升認(rèn)證等級，可為刷卡+密碼或刷卡+指紋觸發(fā)等方式。
脅迫報警：當(dāng)發(fā)生住戶被挾持被迫開啟單元門禁時，可在讀卡器上反輸密碼，同樣可以開啟門禁，但同時自動發(fā)送脅迫警報至管理中心或者社會110報警服務(wù)臺。
物業(yè)提示：門禁讀卡器上裝有液晶顯示屏，住戶刷卡時可顯示物業(yè)提示短消息，如停水停電通告、交納物業(yè)費通知等等，還可以與消費系統(tǒng)結(jié)合，直接通過門禁系統(tǒng)完成物業(yè)費的扣除。
應(yīng)急響應(yīng)：除了前面提到的系統(tǒng)可自動提升安全等級外，對一些突發(fā)事件門禁系統(tǒng)也應(yīng)具有快速的響應(yīng)。如當(dāng)發(fā)生火警警報時，門禁系統(tǒng)將自動開啟所有通道疏散人流；當(dāng)產(chǎn)生匪警警報產(chǎn)生時，門禁系統(tǒng)將強制關(guān)閉等等。
停車管理系統(tǒng)設(shè)計
小區(qū)停車場管理系統(tǒng)是利用IC卡作為識別載體，對小區(qū)內(nèi)車輛進(jìn)行識別管理的設(shè)備，同時它也可以和停車引導(dǎo)系統(tǒng)等社會資源相結(jié)合，利用小區(qū)車位緩解社會停車的壓力，這樣也增加了物業(yè)管理的收入；還可以安裝車位鎖實現(xiàn)車位與車主的對應(yīng)規(guī)范管理和防盜。
系統(tǒng)由余位信息屏、入口票箱（內(nèi)置吐卡機、中/英文LCD顯示屏、地磁檢測器等、讀頭、語音模塊等）、自動道閘、車輛檢測線圈、攝像機（及配件支架）、票據(jù)打印機、語音模塊和車位鎖組成。
停車管理系統(tǒng)設(shè)備擺放圖
兼顧對外營業(yè)的小區(qū)停車場系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可以對小區(qū)內(nèi)的車位按照不同的收費方式進(jìn)行不同的管理，車位收費方式可以分為買斷型、月（年）租型、臨時型等等。
對于一次性交納一定費用的買斷用戶，將分配給其一個固定的停車位，并在上面安裝車位鎖，以防止被其他車輛占用。車主在入口票箱上刷卡，系統(tǒng)判斷無誤后開啟擋車器車輛進(jìn)入，通過車輛檢測線圈后自動放下欄桿完成入場。司機遙控打開其車位的車位鎖即可泊車；離開小區(qū)時重新將車位鎖升起，然后在出口讀卡器上刷卡，開啟擋車器后離開。
車位鎖圖
對于月（年）租形式的車位管理與買斷型類似，只是在臨近租期結(jié)束時，系統(tǒng)將會給司機以提示，語音模塊將在司機刷卡時提示“您的租期即將結(jié)束，請于XX年X月X日前充值”。
小區(qū)車位除了劃分為買斷車位和長期租賃的車位外，其他剩余車位劃分為臨時車位進(jìn)行單次收費管理。臨時停車的司機入場時，入口處的票箱顯示屏則中英文顯示提示司機按鍵取卡，司機按鍵票箱內(nèi)發(fā)卡器即發(fā)送一張感應(yīng)卡，經(jīng)輸卡機芯傳送至入口票箱出卡口并同時讀卡，司機取卡后，自動擋車器升起欄桿放行車輛，車輛通過車輛檢測線圈后自動放下欄桿。如司機在10秒中內(nèi)未將卡取走，則卡片將被自動回收并注銷當(dāng)前卡片的入場信息。臨時停車的車輛駛出停車場時，在出口處司機將感應(yīng)卡交給收費員，收費電腦根據(jù)感應(yīng)卡記錄信息自動計算出應(yīng)交費，并通過收費顯示牌顯示，提示司機交費；收費管理員確認(rèn)無誤后，按確認(rèn)鍵，電動欄桿升起。車輛通過埋在車道下的車輛檢測線圈后，電動欄桿自動落下，同時收費電腦將該車信息記錄到交費數(shù)據(jù)庫內(nèi)。
小區(qū)停車場還可針對小區(qū)的停車安全和易用方面做出其他功能設(shè)計，如：
通道實時視頻監(jiān)控：對指定通道進(jìn)行視頻實時監(jiān)控，一臺主機需支持多路視頻輸入。
圖像對比：系統(tǒng)支持車輛在出場時，會抓拍一張即時的車輛出場照片，并用入場時抓拍的圖像進(jìn)行對比，以確定入場與出場是同一車輛。
防跟車進(jìn)入：防止前一輛合法車刷卡而后一輛車不刷卡進(jìn)入的情況。通過讀到的有效卡數(shù)和復(fù)位地感輸入次數(shù)之差來確定是否發(fā)生跟車現(xiàn)象，系統(tǒng)可以多種方式報警。
防逃卡功能：車輛在讀到卡并放行后，防止車輛倒車逃卡。當(dāng)?shù)管嚞F(xiàn)象產(chǎn)生時，系統(tǒng)以多種方式報警并注銷卡片資格。
余位顯示：在小區(qū)入口處的余位顯示屏將實時顯示小區(qū)內(nèi)剩余的臨時停車位數(shù)。
流量記數(shù)控制：當(dāng)多輛合法車輛都進(jìn)入后方下落道閘，以提高車流效率和減少無謂的機械損傷。
系統(tǒng)聯(lián)動：小區(qū)停車管理系統(tǒng)應(yīng)能與智能小區(qū)其他系統(tǒng)及社會預(yù)警、指揮中心等進(jìn)行聯(lián)動，對突發(fā)事件快速響應(yīng)。如當(dāng)停車場發(fā)生火警或其他社會事件時，系統(tǒng)可以自動打開所有擋車器疏散車輛。
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梯控系統(tǒng)設(shè)計
梯控系統(tǒng)是在原有的電梯上經(jīng)過局部的改造，將智能卡技術(shù)嵌入其中，對乘坐電梯的人員嚴(yán)格的權(quán)限認(rèn)證，使得只有經(jīng)過授權(quán)的住戶或訪客才能使用電梯，減少閑雜人等（如惡意上門推銷人員）對小區(qū)內(nèi)用戶的騷擾。電梯控制器不論是脫機運行還是聯(lián)機控制，都可記錄數(shù)據(jù)，使得電梯的所有進(jìn)出記錄都有據(jù)可尋 ，保證了住戶的安全，提高了物業(yè)管理的檔次。
電梯系統(tǒng)示意圖
梯控系統(tǒng)由電梯控制器、讀卡器、按鍵控制器、樓層控制器（可選）、召喚按鈕（可選）組成。電梯控制器是核心部件，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、通訊、核對與保存，可安裝在電梯轎箱頂部或電梯管理機房；讀卡器可以安裝在電梯的按鍵面板中，也可以獨立安裝在面板外，刷卡后才能使用按鍵；按鍵控制器安裝在電梯轎箱頂部，用于控制電梯的按鍵面板；樓層控制器安裝在電梯外每個樓層的上下呼梯鍵旁，用于控制呼梯鍵；召喚按扭安裝在住戶家中，可以足不出戶的釋放電梯該層的按鍵權(quán)限或召喚電梯至住戶樓層。
電梯系統(tǒng)使用流程圖
小區(qū)電梯系統(tǒng)設(shè)計的核心是，應(yīng)可針對不同用戶的權(quán)限設(shè)置豐富的管理功能。小區(qū)內(nèi)需使用電梯的人員，主要有住戶、物業(yè)管理人員、臨時訪客等，其中物業(yè)管理人員按照工作性質(zhì)又可分為定時使用電梯（如清潔工、鐘點工等）和不定時使用電梯（如保安、各種維修人員等），對他們的乘梯權(quán)限的設(shè)置都各不相同。
小區(qū)住戶的卡片權(quán)限設(shè)置為僅可達(dá)所居住的單元樓層，如果擁有多個樓層的物產(chǎn)或其他原因（如有親戚在樓上樓下需要經(jīng)常拜訪）也可申請寫入多個樓層權(quán)限。
清潔工、鐘點工等定時使用電梯的人員的卡片權(quán)限設(shè)置，可達(dá)樓層應(yīng)僅為工作所需樓層，并且在卡內(nèi)寫入時間限制，使持卡人只能在規(guī)定的時間內(nèi)到達(dá)對應(yīng)樓層。
對于保安人員的卡片權(quán)限設(shè)置可較為靈活，應(yīng)設(shè)置為可以到達(dá)小區(qū)內(nèi)管轄區(qū)域的任意樓層以備不時之需。
對維修人員、送貨人員等的權(quán)限設(shè)置，應(yīng)在卡內(nèi)寫入兩次乘梯之間的時間間隔要求，即當(dāng)刷卡使用電梯上樓后必須在規(guī)定時間內(nèi)乘梯下樓，不然系統(tǒng)會在警衛(wèi)室給予報警提示，說明有人在小區(qū)單元內(nèi)超時未出。
梯控系統(tǒng)另一個設(shè)計的重點是對臨時訪客的管理。一直以來，小區(qū)對訪客的管理都存在身份難以確認(rèn)、訪客真實行動無法控制等問題，現(xiàn)在可通過在梯控系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)中的設(shè)計給予多種解決方案。
一種是訪客在小區(qū)物業(yè)或單元門衛(wèi)處登記，由管理人員給予發(fā)放臨時乘梯卡，卡內(nèi)可明確的限制所乘坐的電梯樓層、使用次數(shù)、使用時間等權(quán)限。這樣就保證了訪客只能去所拜訪的樓層，并且系統(tǒng)記錄訪客刷卡行動。
另外也可通過被訪住戶釋放電梯權(quán)限的方式來實現(xiàn)。具體流程為，訪客通過小區(qū)程控電話或其他終端與住戶聯(lián)系，由住戶確認(rèn)訪客身份后，按下安裝在住戶家中的電梯召喚按鈕。電梯將自動釋放被訪住戶所在樓層的按鍵權(quán)限，訪客即可在召喚電梯后乘坐至該樓層；或在小區(qū)門口直接設(shè)立自動發(fā)卡終端，被訪住戶確認(rèn)訪客身份后，通過控制程控電話按鍵向設(shè)在小區(qū)門口的自動發(fā)卡機授權(quán)放放臨時卡，被訪住戶的電話按鍵信號經(jīng)程控電話交換網(wǎng)絡(luò)與以太數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的信號轉(zhuǎn)換，將被訪住戶的電話按鍵信號傳輸給自動發(fā)卡終端，然后由自動發(fā)卡終端向訪客發(fā)放具有該樓層權(quán)限的臨時卡，訪客憑卡在智能小區(qū)內(nèi)通行。這種由被訪住戶直接確認(rèn)訪客身份并授權(quán)的方式，具有更高的身份識別率，而且減少了物業(yè)管理的難度，理清了物業(yè)與住戶之間的責(zé)任。
住戶釋放電梯權(quán)限示意圖
住戶控制發(fā)放臨時卡片示意圖
梯控系統(tǒng)還應(yīng)對各種突發(fā)事件可做出相應(yīng)動作，如當(dāng)該單元發(fā)生火警警報或發(fā)生其他社會事件需要快速疏散時，梯控系統(tǒng)將自動釋放對電梯的控制。
消費管理系統(tǒng)設(shè)計
一卡通消費系統(tǒng)，用于小區(qū)內(nèi)商務(wù)、娛樂中心、餐廳、游泳池、各種會所等處的收費管理和小區(qū)物業(yè)費用管理，實現(xiàn)利用公交/市政卡內(nèi)金額在智能小區(qū)內(nèi)的各種消費活動，減少不必要的現(xiàn)金流動，方便使用。
消費系統(tǒng)示意圖
消費系統(tǒng)中POS機需要與一卡通管理主機相連進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，離線POS機也需要用數(shù)據(jù)采集器或無線技術(shù)將數(shù)據(jù)采集到管理計算機，由一卡通管理主機再統(tǒng)一與上層清算系統(tǒng)進(jìn)行資金清算等操作。所有的POS機都應(yīng)具有大量的記錄數(shù)據(jù)保存能力，這樣即使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，也不會造成消費記錄的丟失。同時系統(tǒng)應(yīng)具備豐富的財務(wù)報表，如出納報表、資金流程報表、營業(yè)額記錄報表、個人消費記錄報表等等。
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消費系統(tǒng)可針對不同的消費場合進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計。如商店、餐廳等消費場所是由服務(wù)員在POS機上輸入消費金額后，用戶在POS機感應(yīng)區(qū)內(nèi)刷卡扣費，POS機將記錄消費上傳。在游泳池等固定金額/次的消費場所，可將POS機設(shè)置為固定金額，刷一次卡即完成扣費。對會所等采用會員制的消費場所，可提供會員管理功能，一次性交納一筆費用后，既可擁有一定次數(shù)的消費權(quán)，每次消費時刷一次卡直到用完購買次數(shù)后再次充值。對于后兩種消費方式，可在場所通道上安裝三輪輥閘或快速通道等設(shè)備，刷卡成功后才可以進(jìn)入，實現(xiàn)更加自動化的智能管理，減少管理人員的工作負(fù)擔(dān)。
三輪輥閘
快速通道
消費系統(tǒng)還可應(yīng)用于小區(qū)物業(yè)費的收取，如利用小區(qū)單元門禁，在讀卡開門的同時即完成卡內(nèi)物業(yè)管理費用的收取并提示。
巡更系統(tǒng)設(shè)計
傳統(tǒng)簽名簿的簽到巡邏形式容易出現(xiàn)冒簽、補簽的現(xiàn)象，且缺乏對突發(fā)事件的快速響應(yīng)能力。因此在智能小區(qū)中，采用智能卡在線巡更系統(tǒng)來解決上述問題，既對保安人員的工作進(jìn)行了考核記錄，又可及時發(fā)現(xiàn)小區(qū)中的安全隱患。
在線巡更系統(tǒng)示意圖
巡更系統(tǒng)利用小區(qū)內(nèi)已經(jīng)有的門禁讀卡器等設(shè)施作為巡更點，在點數(shù)不夠的地方再適當(dāng)安裝一些讀卡巡更點，所有設(shè)備通過小區(qū)局域網(wǎng)或RS485網(wǎng)絡(luò)實時聯(lián)網(wǎng)。保安巡邏人員持一張巡更卡在小區(qū)內(nèi)執(zhí)行巡更任務(wù)，每到一個巡更點就將巡更卡在讀卡器上刷卡記錄。讀卡器中的記錄信息將實時上傳顯示到小區(qū)管理中心的計算機，在屏幕上可清晰顯示出巡更員的巡檢地點及到達(dá)時間，根據(jù)事先確定的巡更班次和時間要求，計算機軟件將自動統(tǒng)計出正點、誤點及漏檢報表顯示在計算機屏幕上，并可通過打印機打印，為管理者提供重要管理信息。由于保安人員必須在指定的時間到達(dá)巡檢地點才能獲得記錄，所以巡檢員將不可能偷懶或作弊。管理者可以根據(jù)巡檢報表考核巡檢員，并給與相應(yīng)的表彰或獎懲，這將有助于提高巡檢員工作的主動性，并提高管理的科學(xué)性，達(dá)到及時發(fā)現(xiàn)安全隱患、減少安全事故的目的。同時軟件中可以設(shè)置每個巡更點之間的最大巡更時間間隔，若超過最大設(shè)置時間仍未收到下一巡更點的記錄，則說明此條線路上可能存在突發(fā)時間，軟件自動在安全中心進(jìn)行報警，提醒管理者處理安全隱患。
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