电厂智能一卡通系统的设计研究

康云志

摘要：本文主要对智能一卡通系统在电厂中的应用的设计总体目标，整体设计原则、功能设计及各功能模块的实现目标进行了简要探讨，以满足电力企业生产、办公场地高安全保障要求，同时为电厂内的安保、人事、后勤等部门的管理提供先进、科学化的技术手段，提高管理质量和服务水平。

关键词：一卡通系统设计；功能设计；建设目标

中图分类号：C35文献标识码： A

一、引言

“智能一卡通”是以IC卡技术为核心，以计算机和通信技术为手段，将智能建筑内部的各项设施连接成为一个有机的整体，用户通过一张IC卡便可完成通常的钥匙、资金结算、考勤和某些控制操作，整个系统可根据需要对各部门进行监控管理和决策，各局部系统和终端可自动将收集到的信息整理归纳，供系统查询、汇总、统计、管理和决策。通过IC卡可互相沟通，既满足各个职能管理的独立性，又保证整体管理的一致性。

大唐鸡西第二热电有限公司2×300MW煤矸石热电联产机组工程是国内高寒地区首次采用大容量循环流化床机组,该工程是集煤矸石、供热、发电、建材综合开发利用一体化的国家“环保节能示范项目”，是黑龙江省“十一五”发展规划重点项目之一。该项目于2009年5月开工建设，于2011年末全部投产。作为新型的绿色环保项目，鸡西二热要将公司建设成为一个绿色、环保、智能化、科技化的现代化数字企业，提高综合管理水平和管理效率，为员工提供一个安全、便捷的工作环境，特实施智能一卡通系统，即采用非接触式IC卡在公司内实现门禁管理、考勤管理、消费管理、车辆进出管理、会议签到、离散巡更、通道管理、临时访客管理等功能。下面就大唐鸡西第二热电有限公司的已经实施完成的智能一卡通系统为例，进行电厂智能一卡通系统的设计研究。

二、一卡通系统总体建设目标

一卡通系统应遵循“集中管理，分散控制”的原则，要求可靠、安全、实用，做到技术先进、经济合理。系统应具有开放性、兼容性、可扩充性和灵活性，使系统即能满足当前工作需要，又能适应未来发展。

一卡通管理系统是建立在结构化综合布线系统之上，运用先进的计算机网络技术、通信技术及非接触式IC卡技术，一卡通的各项管理功能提供现代化手段，以提高管理质量和水平。

整个系统采用同一张IC卡、统一的数据库及同一个发卡中心，以达到真正的智能一卡通的要求。除了考虑当前子系统外，还应考虑今后系统的扩展。各子系统人员卡必须是同一张卡片实现各子系统功能。各子系统采用统一数据库管理，同一发卡中心，并支持集成。数据库要求支持多数据库SQL Server及ORACLE。门禁系统能够按照OPC标准提供接口来实现与IBMS系统集成。系统应具备检查用户合法身份和使用权限的能力；数据进行加密处理，防止数据被盗；系统性能稳定高，软硬件精心设计、精心调试，并有冗余容错性能，并具备数据备份、数据恢复能力。

三、一卡通系统设计原则

（一）实用性

一卡通系统应充分体现内部管理的模式和特点，各应用系统的开发，做到功能完善、使用方便、切合实际、运作高效。

（二）稳定性

大唐鸡西第二热电有限公司属于一个大型火力发电企业，一卡通系统的稳定性显得尤其重要。

如：管理工作站故障或网络通讯中断的情况下，控制器能维持门禁正常稳定运行；当通信恢复时可保证门禁系统高速实时传输。还有生产现场门禁断电或故障后，门不应该自动打开，应可以使用备用机械钥匙将门打开

（三）先进性

火电厂智能一卡通系统的建设立足于当今世界先进且有发展前途的技术，由此实现的系统能随着未来信息技术的发展而不断平滑升级。

如：一卡通系统主控器及网络通讯采用了国际流行的TCP/IP协议，达到实时性强的要求。服务器采用了微软公司的WIN2003操作系统，数据库采用的是微软公司的SQL Server7.0/2000，前端应用程序使用Delphi ，Visual C++开发而成。

（四）安全性

系统采取服务器上安装防火墙软件、网络数据库备份、管理人员分级按权限操作、实时更新黑名单等多种有效措施，确保整个系统的安全性。如：该系统采用多级加密方式及IC卡采用目前加密性能最好的Philips生产的Mifare 1卡；控制设备安装于机房，机箱采用防撬设计，开箱报警。设备接口外置，避免安装等出现误操作可能导致的设备损坏。

（五）联动及集成性

一卡通系统能实现与其它智能化系统（如闭路监控、周界防护、照明、消防等）集成及软、硬联动。

并能按照OPC及ODBC标准提供接口与IBMS系统集成。

（六）扩展性和兼容性

系统在容量和功能上不仅能满足目前用户的需求，而且也易于扩展以保障用户今后的扩容和升级，如通过同一发卡授权管理中心，增加身份识别、门禁、停车场出入、消费、巡更、人行通道、电梯控制、考勤、图书借阅、医疗保健等多项功能。

选定的产品不但做到向上、向下兼容，而且兼容所有支持国际标准设备。

（七）经济性

系统应满足高性能价格比在国内同类系统和条件下为最优，其经济性应包括以下内容：

系统设备本身的造价（包括系统设备、技术服务和培训），如控制器通过扩展可控制8个门，节省了网络资源，在满足实时性的前提下可大大降低网络（如交换机数量、IP资源等）及主控设备成本。

对系统实施现场的特殊要求所需的费用，如分控器可装于机房、弱电井，也可装于门上面，设备的安装灵活性可降低施工（安装、调试）成本。

对系统集成所需的有关软件和硬件等的开发费用，选用国内产品可大大降低开发费用。

（八）抗干扰性

系统应具备高性能抗干扰能力，由于发电企业在生产区域安装的门禁附近有高电压和高频率的磁场干扰，要求所有采用的读卡器和控制卡设备必须采用抗干扰能力，保证设备的可靠运行。所有设备还不能产生干扰造成现场的电子设备干扰故障。

四、一卡通系统功能设计

(一)采用非接触式加密IC卡，各子系统采用同一张卡、同一个数据库、同一个发卡中心。

(二)一卡通系统具备身份识别、门禁、车辆管理出入、消费、巡更、人行通道、考勤等多个子系统，并具有强大扩展性，能实现IBMS系统集成。

(三)门禁系统可分区域按权限管理。车辆出入管理、门禁、消费、考勤等子系统应支持脱机使用。

(四)软件操作平台兼容XP/WIN7，数据库采用MS SQLSERVER，数据库采用同一数据库管理。系统基于TCP/IP及RS485结合传输协议,支持跨网段及广域网连接，100M的传输速度。

(五)具备检查用户合法身份和使用权限的能力；数据进行加密处理，防止数据被盗。

(六)系统性能稳定高，软硬件精心设计、精心调试，并有冗余容错性能，并具备数据备份、数据恢复能力

(七)管理软件可以根据不同时段、人员、功能类别生成个性化报表

(八)所有IC卡在管理中心授权（发卡或挂失）后无须再到各子系统进行任何授权操作，便可实现身份识别、门禁、停车场出入、消费、巡更、考勤、等多种功能，真正做到“一卡通行”。

五、各子系统功能设计

门禁管理系统：是非接触式一卡通系统的系统之一，它实现人员出入权限控制及出入信息记录。门禁网络结构，控制器建议采用TCP/IP方式直接进行联网控制，与传统的RS485方式采用半双工、轮询方式相比，TCP/IP方式采用全双工模式，数据实时主动上传至管理软件，具备更高的处理性能，提升系统的实时性，对于提供了以太网节点的应用场所，无需额外布线，节省了大量费用。 应具有实时图文监控、脱机运行能力、多种开门方式（刷卡、密码、遥控开门、远程等）、灵活丰富的权限管制、多卡认证、具有通道管制、胁迫报警功能、反潜回与防撬、互锁通道、系统联动等功能。

考勤管理子系统：考勤管理系统是非接触式IC卡一卡通系统的系统之一，实现了员工的上、下班签到记录管理。可实现班次管理、节假日管理等，具有报表输出，综合查询功能。

消费管理子系统：是为了将充值后的IC卡作为单位内部信用卡在消费机上使用，以代替现金流通，实现公司内部消费电子化，制度化。

系统采用一种非实时的联网工作方式。收费机工作时完全与网络无关，非常稳定和可靠，避免了因网络故障而导致不能收费的局面；具有多餐厅模式、完整的人事管理、出纳管理、补贴管理、完善的报表功能等。

车辆出入管理子系统：停车场管理系统是一卡通系统的子系统之一，主要用IC卡来实现对进出公司停车场的所有车辆实现集中控制和管理；

会议签到子系统：该系统实现了实时统计会议的出席、迟到、请假、缺席人数及相应比率等功能。利用会议室的门禁系统的读卡器进行会议签到，可节省签到设备的投入。

离散巡更系统：巡更管理系统是一卡通系统的了系统之一，其目的是为实现巡逻人员的签到管理，增强保安防范措施。该系统采用手持式非接触读卡器作为巡更机、IC卡式巡更钮作为巡更点，巡更员携巡更机，按预先排好的巡更班次、时间间隔、线路走向到各巡更点巡视，读取有关信息。返回管理中心后将巡更机采集到的数据下载至电脑中，进行整理分析、可根据数据类型设定生产报表、打印。

六、结束语

智能一卡通系统应建立在电厂信息化网络上来完成以上功能。还可以与电厂安防平台集成，满足门禁系统与消防报警、监控系统的联动控制要求，实现各系统软硬件设备自动化、智能化管理。

通过一卡通系统整体建设，满足电力企业生产、办公场地高安全保障要求，同时为电厂内的安保、人事、后勤等部门的管理提供先进、科学化的技术手段，提高管理质量和服务水平。