التعرّف إلى أنظمة التحكم بالمداخل

وصف الموقف التعليمي التعلمي: طلب مدير مصنع من فنّي المباني الذكية تحديد القطع واللوازم لتركيب نظام تحكم بالمداخل والمخارج، بحيث يشمل نظام للبصمة، وكروت تحكم بالأبواب.

1. أناقش أهمية وجود نظام للتحكم بالمداخل.
2. أُوضّح المكونات الرئيسة للوحة نظام التحكم بالمدخل.
3. أُوضّح مكوّنات الكروت الفعالة، وأهم ميزات هذه الكروت.

أذكر أربعاً من مكوّنات نظام التحكم بالمداخل الموجودة في الصورة، وأناقش المهام التي تقوم بها. أصبحت عملية تنظيم الدخول والخروج من المباني، أو الحركة داخلها، أولوية مهمة، خاصة لأصحاب الشركات، والمؤسسات، والمصانع، حيث وفّرت هذه العملية عامل أمان، وخصوصية لهذه المنشآت بمرافقها وغرفها كافّة، كما وفّرت فرصة جيدة لمراقبة التحركات داخل المباني، ملحقة بتواريخ، وأزمنة دقيقة لكل عملية دخول وخروج، وفي بعض الأحيان مرفقة بصورة للمكان والشخص في أثناء الدخول والخروج.

1. تنظيم عملية الدخول والخروج إلى المباني، وداخلها.
2. توفير كشوفات لعمليات الدخول والخروج.
3. تحديد الأشخاص المسموح لهم الدخول أو الخروج، كل في منطقة عمله، مرتبطة بجدول زمني، ومواعيد محددة مسبقاً.

1. لوحة التحكم الرئيسة ⁦(Control Panel)⁩.
2. قارئ كروت عن بُعد ⁦(Proximity Card Reader)⁩.
3. كروت ⁦(Proximity Card)⁩.
4. أقفال مغناطيسية، وكهربائية ⁦(Magnetic and Electrical Lock)⁩.
5. نقاط نداء للخروج ⁦(Egress Button)⁩.
6. برنامج النظام.

ويبيّن الشكل (1) الآتي مكوّنات نظام التحكم بالأبواب والمداخل:

تُعرّف لوحة التحكم بأنّها وحدة ربط مكوّنات النظام بكامل مكوّناته، حيث تكون هذه المكونات على اتصال دائم، ويبيّن الشكل (2) الآتي لوحة التحكم بالنظام:

تستقبل الإشارات من القارئات الإلكترونية بكل أنواعها، ثمّ تحوّل هذه الإشارات إلى جهاز الحاسوب الذي يقرّر السماح لهذا الشخص بالدخول أم لا، وفق قاعدة البيانات المدخلة مسبقاً، وبالتالي تمرّر الأمر من الحاسوب إلى المفاتيح المغناطيسية، أو الكهربائية؛ للفتح، أو البقاء مقفلة.

1. لوحة تحكم غير قابلة للتوسعة، حيث تتكوّن من لوحة واحدة محدّدة عدد المداخل والمخارج، كما يبيّن الشكل (3) الآتي:

2. لوحة تحكم قابلة للتوسعة بوساطة إضافة كروت، حيث يتّسع كل كرت لقارئَي كرت اثنين، كما يبيّن الشكل (4) الآتي:

1. محوّل كهربائي خافض للجهد، يوصل بمصدر كهرباء مناسب، وفق تعليمات الشركة الصانعة، ويُنصح بتوصيله بنظام كهرباء ⁦SPU⁩؛ لضمان استمرارية عمله في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
2. بطارية داخلية ذات جهد 21 فولت؛ لضمان عمل الجهاز بعد انقطاع الكهرباء، كما يبيّن الشكل (5) الآتي:

3. مداخل ربط القوارئ الإلكترونية، ويختلف عدد المداخل، وفق نوع اللوحة، ومواصفات الشركة الصانعة، مع توفّر إمكانية التوسعة في بعض الأحيان.
4. مداخل توصيل نقاط نداء الخروج.
5. مداخل ربط بحساس حالة الأبواب.
6. مخارج تحكم في المفاتيح المغناطيسية، والكهربائية.
7. مدخل اتصال، وربط مع جهاز الحاسوب بصورة مباشرة.
8. مدخل اتصال، وربط مع شبكة الإنترنت.
9. مخارج اتصال مع لوحات تحكم أخرى.

ويبيّن الشكل (6) الآتي مخطط التوصيلات لوحة التحكم:

1. تُعلّق على الجدار في مكان سهل الوصول إليه؛ لعمل الصيانة الوقائية لها، كما يبيّن الشكل (7) الآتي:

2. إمكانية ربط النظام مع أنظمة أخرى، مثل: نظام إنذار الحريق، ونظام الكاميرات، ونظام إنذار السرقة.
3. توضع داخل صندوق حديدي ذي أبعاد مناسبة، مقاوم لتسرب الماء والحريق، ويوجد بداخله مخطّط للمكان مع ترقيم كامل لمداخل اللوحة، ومخارجها كافّة.
4. يمكن أن يتوفّر فيها مخرج شبكة إنترنت؛ لكي يتم التحكم بالنظام، ومراقبته عن بُعد، كما يبيّن الشكل (8) الآتي:

5. إمكانية ربط النظام مع نظام المصاعد داخل المباني، كما يبيّن الشكل (9) الآتي:

يُعرّف قارئ الكروت، كما يبيّن الشكل (10) الآتي، بأنه وسيلة الاتصال بين لوحة التحكم، والكروت الموجودة مع مستخدم النظام، حيث يسمح قارئ الكروت بنقل البيانات من الكرت إلى لوحة التحكم، وبالتالي تتّخذ لوحة التحكم القرار بفتح الباب، أو عدمه:

يعمل قارئ الكروت من نوع ⁦Proximity⁩، كما يبيّن الشكل (11) الآتي، على بث عدد من إشارات الراديو على شكل مجال مغناطيسي في محيطه، بوساطة احتوائه على دارة متكاملة ⁦IC⁩، ووجود انتين داخلي، وتغذية داخلية، إمّا بوساطة بطارية، أو من خلال لوحة التحكم، وتعمل هذه الإشارات الصادرة عنه على تحفيز الكروت، كما سنشرح ذلك لاحقاً:

وتتوفّر قارئات الكروت من نوع ⁦Proximity⁩ بعدة أنواع، من أهمها:

• أ. النوع العادي ⁦(Stander card Reader)⁩: حيث تظهر عليه لمبة إشارة تضيء باللون الأخضر في حالة قبول العملية، وفتح الباب، وباللون الأحمر في حالة الرفض. ويُعدّ هذا النوع ذا موثوقية منخفضة، حيث إنّ عامل الحماية والأمان يعتمد فقط على تمرير الكرت بالقرب من القارئ، بغض النظر عن هويّة حامله، كما يبيّن الشكل (12) الآتي:

• ب. قارئ الكروت مع لوحة مفاتيح ⁦(Card Reader with Keypad)⁩: هذا النوع مشابه للنوع الأول، لكن مع إضافة لوحة مفاتيح، كما يبيّن الشكل (13) الآتي، حيث يُطلب من المستخدم تمرير البطاقة، وإدخال رقم سري خاص لكل مستخدم، ومحدد مسبقاً، وبالتالي فإنّ موثوقية هذا النوع أعلى من النوع الأول:

• ج. قارئ الكروت مع بصمة اليد ⁦(Biometric Card Reader)⁩: يُطلب هذا النوع، بالإضافة إلى تمرير الكرت، بصمة الشخص المعتمدة، والمحفوظة سابقاً في النظام؛ لفتح الأبواب، كما يبيّن الشكل (14) الآتي، ويُعدّ هذا النوع من أكثر الأنواع موثوقية؛ لاحتوائه على البصمة التي لا يمكن إعارتها، أو سرقتها، مثل ما هو حاصل مع الكرت، والرقم السري:

وبالإمكان دمج كل هذه الأنواع في قارئ واحد؛ للحصول على أعلى موثوقية ممكنة، خاصة لفتح الأبواب المصنّفة بالمهمة جداً، أو ذات الطابع الأمني، كما يبيّن الشكل (15) الآتي هذا النوع من القارئ:

يُعرّف الكرت بأنّه مفتاح إلكتروني للأبواب، يستطيع حامله فتح الأبواب، وفق برمجة مسبقة للنظام، بمجرد تمرير الكرت بالقرب من القارئ الإلكتروني، لاتصال بعضهما مع بعض، بوساطة إشارات الراديو، ويبيّن الشكل (16) الآتي أحد الكروت من الداخل:

ويمتلك كل كرت رقم التعريف الخاص ⁦(ID)⁩ المميّز له؛ لعدم تكراره أبداً، كما يبيّن الشكل (17) الآتي، ويكون مطبوعاً على الكرت، ويتم إدخاله إلى البرنامج مقترناً بالمعلومات الشخصية لحامله:

1. غير فعال ⁦(Passive Card)⁩: يتكوّن من دارة رنين مكوّنة من ملف ومواسع، تنشئ تردداً مقداره 125 كيلو هيرتز، موصلة بدارة متكاملة ⁦(IC)⁩، تحتوي على معلومات البطاقة، ورقم التعريف ⁦(ID)⁩، كما يبيّن الشكل (18) الآتي، ويجب وضع الكرت غير الفعال داخل القارئ؛ لتبادل المعلومات:

2. فعال ⁦(Active Card)⁩: يتكوّن من بطارية ليثيوم ذات عمر طويل المدى، بالإضافة إلى دارة الرنين المكوّنة من ملف ومواسع، تنشئ تردداً مقداره 13.56 ميجا هيرتز، موصلة أيضاً بدارة متكاملة ⁦(IC)⁩، تحتوي على معلومات البطاقة، ورقم التعريف ⁦(ID)⁩، كما يبيّن الشكل (19) الآتي، ويمكن تبادل المعلومات بين الكرت الفعال، وقارئ الكروت من مسافة معينة؛ لاحتواء الكرت على بطارية ليثيوم، تعمل على تضخيم الإشارة:

عند اقتراب الكرت من المجال المغناطيسي للقارئ الإلكتروني، تعمل دارة الرنين داخل الكرت على امتصاص الطاقة من هذا المجال؛ ما يؤدي إلى مرور تيار مباشر داخل الدارة المتكاملة، وبالتالي تفعيل الدارة المتكاملة، التي بدورها ترسل رقم التفعيل الخاص ⁦(ID)⁩ إلى القارئ الإلكتروني الذي يرسل البيانات إلى لوحة التحكم؛ للتأكّد من صلاحيات حامل البطاقة بالدخول، كما في الشكل (20) الآتي:

وبالإمكان استخدام طابعات خاصة؛ لطباعة الصور، والبيانات الشخصية، وصورة صاحب الكرت، كما يبيّن الشكل (21) الآتي:

تُعرّف بأنّها أجهزة تعمل على إغلاق الأبواب، وقفلها بصورة كهربائية، أو ميكانيكية، وهي تعمل تحت سيطرة لوحة التحكم بصورة مباشرة. ويمكن تقسيم هذه الأقفال إلى نوعين، هما:

1. أقفال مغناطيسية ⁦(Magnetic Lock)⁩:

تتكوّن الأقفال المغناطيسية من جزأين رئيسين، هما:

1. مغناطيس يُثبّت على إطار الباب.
2. لوح معدني يُثبّت على الباب.

ويبيّن الشكل (23) الآتي الأقفال المغناطيسية مثبّتة على الباب:

يتم توصيل المغناطيس مع لوحة التحكم على التوالي مع مصدر جهد مستمر، تُحدّد قيمته وفق تعليمات الشركة الصانعة، حيث يتم اختيار المخرج المغلق دائماً ⁦(Normally closed)⁩ في لوحة التحكم؛ لضمان استمرارية مرور التيار الكهربائي بالمغناطيس، وبالتالي استمرارية غلق الباب. وعندما يتم إعطاء أمر من لوحة التحكم لفتح الباب، يتحوّل المخرج المغلق دائماً إلى مفتوح، وبالتالي لا يسري تيار داخل المغناطيس، فيفتح الباب، ويبيّن الشكل (24) الآتي كيفية توصيل القفل مع لوحة التحكم:

1. متوفّرة بعدة أحجام، وأشكال، وهي مناسبة للأبواب ذات الدفّة الواحدة، أو الدفتين، كما أنّها مناسبة للأبواب الخشبية، والمعدنية، والزجاجية.
2. قوة المغناطيس تختلف من نوع لآخر، وتُقاس قوة المغناطيس بوحدة الرطل ⁦(lbs)⁩، ويبين الشكل (25) الآتي مقاسات بقوة مختلفة للقفل:

3. ذات استجابة عالية لأوامر لوحة التحكم؛ ما يجعلها مناسبة للاستخدامات كافّة.
4. سهلة التركيب.
5. فيها مجسّ ينقل حالة الباب؛ مفتوحاً، أو مغلقاً، إلى لوحة التحكم.

1. تحتاج إلى مصدر تغذية مستمر؛ لضمان غلق الباب؛ لأنّه بمجرد انقطاع التيار، يفقد المغناطيس فعاليته، فتفتح الباب.
2. يلزم تركيب رداد للباب؛ لضمان إغلاق الباب بعد فتحه، كما يبين الشكل (26) الآتي:

2. الأقفال الكهربائية:

هي مشابهة إلى حد كبير لسكاكر الباب العادية، لكنّها موصولة مع لوحة التحكم، ومصدر تغذية كهربائي على التوالي، حيث يتم اختيار المخرج المفتوح دائماً ⁦(Normally open)⁩ في لوحة التحكم، وفي حال عدم إعطاء أمر للفتح، لن يسير أي تيار كهربائي داخل القفل الكهربائي، فيبقى الباب مغلقاً، أمّا في حال إعطاء أمر الفتح من لوحة التحكم، يتغيّر طرف التوصيل إلى المغلق دائماً، فيسري تيار كهربائي داخل القفل، فينكمش اللسان فيه، فيفتح الباب، كما يبيّن الشكل (27) الآتي:

تُركّب من جهة الباب من ناحية الخروج، وتسمح لمستخدم المكان بالخروج منه، وفتح الباب، وفي الغرف ذات الطابع الأمني العالي، تُستبدل بقارئ كروت إلكتروني، حيث يصبح للباب الواحد قارئان من ناحية الدخول والخروج، كما يبيّن الشكل (28) الآتي نقاط نداء الخروج:

1. أُعدّد الأجزاء الأساسية لنظام التحكم بالمداخل.
2. أُوضّح مبدأ عمل الكروت، وأنواعها.
3. أُعدّد أنواع قارئ الكروت، وميزات كل منها.
4. أُوضّح المزايا، والعيوب للأقفال المغناطيسية.