用JF4000实现门禁、动力监控及节能功能的总体解决方案

一 引言
动力环境集中监控系统是对分布的通信局（站）的开关电源、空调、油机、蓄电池、高低压配电等多种设备和环境的各种参数、图像、声音等进行遥测、遥信和遥控，实时监测其运行参数，诊断和处理故障，记录和分析相关数据，从而实现通信局（站）少人或无人值守的目的，并对设备进行集中监控、集中维护和集中管理。

二 现有监控系统的状况
本地网监控系统主要的传输方式为ＤＤＮ、Ｍｏｄｅｍ、ＩＳＤＮ和２ Ｍｂｉｔ／ｓ专线等，都为点对点传输。考虑到接入网中ＤＤＮ和２ Ｍｂｉｔ／ｓ专线资源有限，Ｍｏｄｅｍ和ＩＳＤＮ传输方式的实时监控性能不稳定，若使用点对点传输，中心设备太多，运行维护成本过高，因此现今大多数系统都采用２ Ｍｂｉｔ／ｓ抽取时隙方式。现有的监
控系统网络状况如图所示：


三 基于TCP/IP网络传输的监控系统
随着宽带网络的发展，在各个接入网点，获得宽带网络资源越来越容易。利用这些宽带网络资源，采用TCP/IP方式，接入网点可以很容易地与监控管理中心及数据库建立起联系，用较低的成本，对接入网点的动力设备、机房环境、安全保卫消防、视频图像等信息实施统一平台下的监控。
基于TCP/IP网络传输方式的系统如图：


　　在电信接入网点机房现场，搭建基于TCP/IP的现场通过串口联网服务器统一监控平台，分批逐次对动力设备、机房环境、安全保卫消防、等各系统进行集中监控。可以整合各系统的各种设备、串口和协议，就可以通过串口软件直接进入各接入网点机房实施监控。由于搭建了统一平台，在一次投资之后，只需逐步添加外接串口设备，就可渐进完成动力设备、机房环境、安全保卫消防、各系统的基于TCP/IP网络结构的集中监控。


四 用JF4000实现的门禁、动力监控及节能功能的总体解决方案
电信接入网点机房是相当分散的，用JF4000实现的门禁功能是非常适合电信的，JF4000集成了强大的TCP/IP协议栈，可以轻松连接各种TCP/IP网络，同时JF4000控制器集成成熟可靠的PPP协议，可以接入GPRS/CDMA无线网络。同时JF4000有4个智能串口，可以接动力监控设备。JF4000还支持多路的开关量输入、开关量输出以及模拟量输入，可以检测并控制空调和风扇等设备的运作，可以合理利用空气的湿度和温度的高低降低空调的使用量。

JF4000的设计目标就是，提供高速稳定的网络传输、复杂的业务处理能力、大容量存储空间、兼容原有网络设备的廉价解决方案，使用户在JF4000平台上能迅速开发出基于TCP/IP网络的各种产品，快速实现产品升级。

JF4000采用Atmel公司ARM9处理器AT91RM9200,工业级，具有功能强大，运行稳定，功耗极低等特点。
JF4000硬件功能框图如下：



JF4000硬件参数
CPU AT91RM9200(ARM9)
SDRAM 32MB
DATAFLASH 4M（可扩充到32M）
Ethernet 10M/100M 自适应，网络数据包收发采用DMA方式
串口 提供4个可以支持RS232/485/422模式的串口，数据收发采用DMA方式
SPI接口 可以接Dataflash等设备，数据收发采用DMA方式
TWI接口 兼容I2C
USB接口 USB device & USB host
MCI接口 可以接MMC卡、SD卡等
DI 8路开关量输入
DO 6路继电器输出的DO（250V / 8A）
AI 8路12位精度的AI（可配置成4路差分输入，支持13位精度）
读卡器接口 韦根和ABA接口，韦根接口支持常用26bit 、34bit、70bit及自定义位数，ABA接口支持ABA Trace II标准

JF4000 Core其它参数
尺寸 76.25mm × 50.85mm ， 3000mil × 2000mil
湿度 5% ~ 95%
温度 - 40 ℃ ~ 100 ℃
电压 3.3 + (±5%) V 或者 1.8 + (±10 %) V
功耗 ＜1W



JF4000 功能模块结构及分析
作为二次开发平台，JF4000完成对底层封装：提供了大多数设备驱动，基于这些底层驱动，JF4000为用户封装了TCP/IP、RBS100和FAMS，尽可能的提高了上层应用程序的开发速度。系统结构如下：

操作系统，我们选用了国际上公认的两个性能优异的实时内核uCos-II 和 rtems。对操作系统的选型依据，后文有具体说明。
设备驱动包括：UART驱动、SPI驱动、Dataflash驱动、TWI驱动、RTC驱动、看门狗驱动等。提供TCP/IP协议栈，RBS协议。系统在Dataflash驱动之上封装了FAMS，以提高flash使用寿命，以及对用户提供屏蔽具体芯片的统一IO地址。以上模块实现了数据存储和传输，并确保系统的安全性。所有模块都遵循
初始化 → 打开 → 使用 → 关闭
的模式，利用这些模块，用户可以灵活快速地搭建出功能强大的应用系统。另外，用户也可以直接基于硬件编程。




五 用JF4000实现的门禁、动力监控及节能功能的总体解决方案的优点：
5.1用JF4000实现门禁的优点：
实现对指定区域分级、分时段的通行权限管理，限制外来人员随意进入机房，并根据员工的职位或工作性质确定其通行级别和允许通行的时段，有效防止内盗外盗；
实时显示、记录所有事件数据；读卡器读卡数据实时传送给管理系统，可在管理中心电脑中立即显示出来；可显示各种信息如：持卡人（姓名、照片等）、事件时间、门点地址、事件类型（正常上班、加班、非正常时段读卡、无效卡读卡、非正常开门等）并如实记录且记录不可更改，如出现异常事件会立即报警，并能通过人名、卡号、进出时间进行检索、查询；
配合双向读卡门点设计，系统可将某些门点设置为区域防跟随功能，限定能在该区域进、出的工作人员必须按照‘进门→出门→进门→出门’的循环方式进出，且不能跟随其他持卡人进出，否则该持卡人会被锁定在生产区内或生产区外；
支持多卡开门模式；可设定某些重要门点，只有多个人同时读卡才能开门；
支持防胁迫密码输入功能；当用户被歹徒劫持进门时，可读卡后输入约定胁迫码进门，在歹徒不知情的情况下，中心将能及时接收此胁迫信息并启动应急处理机制，确实保障该用户及工作区域的安全（需配合带键盘读卡器）；
系统可采集各种事故信号（火警、匪警等），及时记录并报警；
系统可通过联动输出点与楼宇自动化、闭路监控、防盗及消防报警等其他系统协调联动；当门禁控制系统接到火灾报警信号后，系统能够自动打开控制区域内的所有大门，有利于控制区域内的人员逃生；如果在重要部位安装有摄像机，系统还可自动联动切换摄像机画面，对需要监控的部位进行监控，并进行录像；
控制器可脱机（与管理主机失去联系）工作，并且不影响进出门；当门禁与管理中心重新建立通讯时，控制器能实时上传事件信息；
在控制中心，拥有权限的管理人员，对各门点均可进行直接的开/闭控制；利用系统独特的电子地图功能，可实现直观、形象的多种联动控制，如对门锁、闭路监控摄象机、消防设备等的控制；
JF4000软件采用强大的实时操作系统（RTOS），确保系统的及时响应，JF4000控制器具有32M SDRAM和32M FLASH，具有其他同类产品不能比拟的存储优势。
JF4000集成强大的TCP/IP协议栈，可以轻松连接各种TCP/IP网络，同时JF4000控制器集成成熟可靠的PPP协议，可以接入GPRS/CDMA无线网络。

1、 基本功能特性：
兼容多种前端输入：
支持Wiegand 26Bit、Wiegand 27Bit、Wiegand 32Bit 格式输入。
兼容ABA(第二轨道)、生物识别技术 、指纹识别技术 、感应式IC卡 、密码键盘 、水印磁卡等输入设备，并具有自适应功能，控制器自动检测输入前端。

2、 控制器容量及系统功能设置：
每个控制器支持100000个持卡人
每个控制器可存贮1000000条进出事件或报警事件缓冲
多种可编程进入控制
卡、卡加4 位密码进入、8位超级密码进入、支持多卡同时刷卡开门 、区域防跟踪检测设置。

3、 多种门状态工作方式
门常开、门常闭、首卡读卡开门控制、休眠控制、安全状态。
4、 任意门的远程手动控制
实时时钟，门开超时报警1—255秒，可编程
5、 多种系统板状态监测和自检
数据资料出错、网络异常及系统复位等、控制箱非法打开。
6、 动态电压保护：
所有输入、输出均带电压动态保护
所有继电器输出带有瞬间过压保护

5.2用JF4000实现动力监控的优点：
JF4000有4个智能串口，每个串口都支持RS232、RS485、RS422工作模式。

JF4000的每个智能串口都可以接到RS485总线上充当主机的作用，轮询所用监控的设备，每个RS485总线上可以接多达32个设备。

JF4000的每个智能串口都可以接到不同厂家的波特率不同的设备，例如各种各样的电源、温度传感器等，因此扩展性很好，只要知道所要监控的设备的通信协议，JF4000就可以监控它，并且可以通过TCP/IP的方式与监控平台通信。


5.3用JF4000实现节能系统的优点：
随着中国电信事<