由淺入深：綜觀門禁對講系統(tǒng)布線技術(shù)

門禁系統(tǒng)是進(jìn)出管理系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，通常它採用刷卡、密碼或人體生物特徵識別等技術(shù)，在管理軟件的控制下，對人員或車輛出入口進(jìn)行管理，讓取得認(rèn)可進(jìn)出的人車自由通行，而對那些不該出入的人則加以禁止及干涉。

門禁系統(tǒng)通訊工程原理

門禁系統(tǒng)的通訊塬裡與其它自動(dòng)控制系統(tǒng)或智能樓宇系統(tǒng)的原理基本類似，它的運(yùn)行可以分為傳感、管理和執(zhí)行叁個(gè)環(huán)節(jié)，只是它比較緊湊，比較簡單而已。

傳感：

讀卡器、密碼鍵盤、各種生物識別器、出門按鈕、鎖狀態(tài)傳感器都屬于傳感器件，它們的任務(wù)是接受命令，將信號上傳或在核對后上傳(生物識別器)。

管理：

控制器和管理軟件承擔(dān)著門禁系統(tǒng)的管理功能，它們在收到傳感器發(fā)來的信息后，根據(jù)時(shí)間、卡號及其它信息對是否開門做出判斷，如果開門，則發(fā)出開門命令給電鎖。而在收到鎖狀態(tài)傳感器時(shí)，則開始計(jì)時(shí)，超時(shí)則報(bào)警。

執(zhí)行：

電鎖在收到開門或關(guān)門的命令(供電或斷電)時(shí)，它“執(zhí)行”命令將工作狀態(tài)調(diào)整到與命令一致。而電鎖內(nèi)的鎖狀態(tài)傳感器則起到了反饋和監(jiān)督的作用。

有些控制器可以使用繼電器(或其他觸點(diǎn)開關(guān)，俗稱硬觸點(diǎn))將控制信號輸出，以控制聯(lián)動(dòng)的攝像機(jī)及照明燈。

門禁系統(tǒng)的傳輸線路

由上述工作塬理可知，在門禁系統(tǒng)中有以下幾種傳輸線路：

電源線

門禁系統(tǒng)的電源大多來自機(jī)房的UPS，以免在現(xiàn)場突發(fā)性斷電時(shí)造成開門的誤動(dòng)作。電源線通常會(huì)處于220V交流傳遞的方式，目的是減少電源線上的壓降。在控制器旁，配備有穩(wěn)壓電源，將交流220V電源變換成直流12V電源，分別供給控制器和電鎖。門禁系統(tǒng)用的電鎖絕大多數(shù)屬于12V直流供電方式。在電鎖開斷的瞬間，由于電鎖中線包(電磁鐵線圈)的作用，會(huì)在電源線上產(chǎn)生很強(qiáng)的電流，它容易引起電源波動(dòng)，而這一電源波動(dòng)對控制器的穩(wěn)定工作極其不利，所以在可靠性要求比較高的門禁系統(tǒng)中，控制器與電鎖分別使用不同的電源模塊，即220V交流供電到控制器時(shí)，使用兩個(gè)12V直流的電源模塊各自整流/穩(wěn)壓后，分別供給電鎖和控制器。各種電源線的選用基本上都是基于電工手冊，選用標(biāo)準(zhǔn)的電源線。

控制器訊號線

控制器中有叁組信號線，分別連接到讀卡器、電鎖中的鎖狀態(tài)傳感器和出門按鈕。這叁路信號線可以使用綜合佈線中的雙絞線替代。為了避免空間的電磁干擾，讀卡器信號線應(yīng)採用屏蔽線，另兩種信號線則可以採用屏蔽線，也可以採用非屏蔽線。

遠(yuǎn)端網(wǎng)路訊號線

從控制器到管理電腦之間，有一根信號線，它的傳輸協(xié)議大多是RS485，在距離近的時(shí)候則可能是RS232(以減少一個(gè)RS232/RS485轉(zhuǎn)換器)，在要求傳輸速率快的時(shí)候，則採用TCP/IP協(xié)議，使用以太網(wǎng)傳輸。這叁種協(xié)議都可以使用雙絞線，只是在RS485或RS232傳輸時(shí)，基本上在門禁控制器的產(chǎn)品手冊中都要求採用屏蔽線。為了避免電磁干擾，這根信號線應(yīng)採用屏蔽雙絞線。當(dāng)控制器需要使用輸出硬接點(diǎn)直接控制硬盤錄像機(jī)(在刷卡開門時(shí)同步錄像)時(shí)，這根控制線(2芯)宜採用屏蔽線，以免因硬盤錄像機(jī)輸入信號幅值小的時(shí)候因電磁干擾而引起誤觸發(fā)。但如果是用硬接點(diǎn)直接傳輸照明燈的電源時(shí)，則應(yīng)該採用電源線。根據(jù)上述分析可知，在傳輸電源(為電鎖、控制器和照明燈供電)時(shí)，應(yīng)採用電源線，其截面積可以根據(jù)電流所產(chǎn)生的壓降和發(fā)熱計(jì)算，也可以查電工手冊獲得。在傳輸傳感器信號和控制信號時(shí)，應(yīng)該根據(jù)讀卡器和控制器的安裝手冊，選擇屏蔽線或非屏蔽線。隨著門禁系統(tǒng)鎖控制的門數(shù)越來越多，對系統(tǒng)網(wǎng)路傳輸速度與佈線安全的要求也就越來越高，而且從事門禁系統(tǒng)的施工也比須同時(shí)進(jìn)行綜合佈線系統(tǒng)的施工，因此使用網(wǎng)路雙絞線作為門禁系統(tǒng)的傳輸線，已經(jīng)成為門禁系統(tǒng)的線纜主要選擇。根據(jù)對各種門禁線纜的分析，讀卡器、控制器、管理電腦之間的信號線和控制線都可以使用網(wǎng)路雙絞線。

在同時(shí)進(jìn)行門禁系統(tǒng)與綜合佈線的案例中，距離如果短于20米的網(wǎng)路雙絞線往往不符合綜合佈線工程中的利用價(jià)值，成為工程廢線。但這些短拒離的線材，對于分佈式安裝的控制器而言，出門按鈕信號線、讀卡器信號線和鎖狀態(tài)信號線都卻往往都是利用這些廢線來做為佈線的。對于使用TCP/IP協(xié)議的遠(yuǎn)端網(wǎng)路信號線，必然是使用雙絞線傳輸，它完全可以使用綜合佈線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)星型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號遠(yuǎn)傳。RS485線和RS232線也可以使用網(wǎng)路雙絞線，根據(jù)門禁控制器的安裝塬則，這些設(shè)備應(yīng)該採用屏蔽雙絞線，以免電磁干擾造成誤動(dòng)作。

門禁系統(tǒng)中網(wǎng)路應(yīng)用綜合佈線注意事項(xiàng)

在使用綜合佈線系統(tǒng)作為門禁的傳輸線路時(shí)，應(yīng)該注意以下因素：接線方法應(yīng)完全按照各種門禁設(shè)備上的接線規(guī)則，并保留詳細(xì)的接線圖，以免維護(hù)時(shí)判斷線路時(shí)的痛苦。屏蔽雙絞線的屏蔽層應(yīng)根據(jù)讀卡器、控制器的安裝手冊完成接地。

如果使用網(wǎng)路屏蔽雙絞線傳輸TCP/IP，則可完全採用屏蔽綜合佈線系統(tǒng)的屏蔽層端接規(guī)則。當(dāng)使用TCP/IP協(xié)議時(shí)，最好不要與其他智能係統(tǒng)(包括辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等軟件系統(tǒng))共用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，即為門禁系統(tǒng)單獨(dú)配備網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，以免因協(xié)議衝突發(fā)生傳輸上的意外。當(dāng)使用網(wǎng)路TCP/IP協(xié)議時(shí)，可以將門禁系統(tǒng)的管理電腦認(rèn)為是門禁網(wǎng)絡(luò)中的一臺服務(wù)器，使用雙絞線或光纜連接到配線架上。綜合佈線系統(tǒng)可以用于門禁系統(tǒng)，這一點(diǎn)已經(jīng)為門禁系統(tǒng)的供應(yīng)商和安裝商所證實(shí)，只是在工程中應(yīng)全面評估造價(jià)、施工和性能，以求達(dá)到最佳的效果。

無線網(wǎng)路安全應(yīng)用原則

無線門禁產(chǎn)品從誕生到現(xiàn)在，經(jīng)過技術(shù)的不斷演化已經(jīng)出現(xiàn)了通過FSK、GPRS、藍(lán)牙、ZigBee等傳輸方式的產(chǎn)品。而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，物聯(lián)網(wǎng)門禁產(chǎn)品受到了安防行業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)註。如同前二段落所述;傳統(tǒng)的門禁解決方案通過布置到每個(gè)門點(diǎn)的線纜進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和控制。但是隨著項(xiàng)目的一個(gè)個(gè)展開，越來越多的業(yè)內(nèi)同行及客戶開始意識到了有線聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自身存在著線纜眾多，安裝施工麻煩。例如，傳統(tǒng)的鎖具(電插鎖，磁力鎖)既不美觀，可靠性也差、斷電后無法使用、維護(hù)麻煩等方面的缺陷。因此許多有實(shí)力的門禁企業(yè)都在探索既能滿足安防系統(tǒng)對門禁的苛刻要求，又能避免目前有線聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)眾多缺陷的新型產(chǎn)品，無線門禁逐漸開始被人們所認(rèn)識并得到一定的應(yīng)用。

人們選擇無線門禁產(chǎn)品，主要目的是希望減輕布線的復(fù)雜度。因?yàn)殚T禁具有集中管理的要求，每個(gè)門點(diǎn)都要和中心進(jìn)行通訊，如果在門禁點(diǎn)和中心之間選擇無線通訊，則可以省掉過多門禁點(diǎn)和中心的通訊線，這在有些布線不便的場合具有很大的吸引力。第一代無線門禁就是在以上的技術(shù)背景下誕生的，這類設(shè)備主要是通過RF315M、RF433M等國家規(guī)定的自由頻段進(jìn)行通信，采用的通訊技術(shù)也相對簡單，一般采用FSK或FMK等基本的無線調(diào)制方法，頻點(diǎn)固定，多設(shè)備一起工作時(shí)會(huì)有互相干擾，通訊速率也較低，一般在300bps到1200bps之間。因?yàn)榧夹g(shù)手段相對單一，在使用中普遍存在通訊穩(wěn)定性和可靠性欠佳的問題，這類產(chǎn)品目前已逐步淡出了市場。手機(jī)無線門禁概念是伴隨著手機(jī)技術(shù)的發(fā)展而提出的，因?yàn)榈谝淮鸁o線門禁在通訊和傳輸距離上無法滿足一些特定場所、行業(yè)的需求，因此，部分門禁廠家將手機(jī)模塊和門控器綁定在一起，控制信號通過聯(lián)通、移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)通過短信或GPRS進(jìn)行無線傳輸，以達(dá)到遠(yuǎn)距離信號傳輸?shù)哪康?。但是手機(jī)無線門禁由于設(shè)備成本、手機(jī)月租費(fèi)等相關(guān)費(fèi)用的收取，使用成本較高，同時(shí)信號通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲較大，性能也不夠理想(通訊速率一般只能達(dá)到20-40kbps，并且速度不穩(wěn)定)，使得手機(jī)無線門禁產(chǎn)品目前僅局限在有一定需求的場合、行業(yè)中使用。

與此同時(shí)，應(yīng)用了無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)也受到了市場上的普遍關(guān)註，據(jù)預(yù)測，物聯(lián)網(wǎng)將來會(huì)成為與互聯(lián)網(wǎng)一樣改變?nèi)藗兩畹募夹g(shù)，而將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到無線門禁中去無疑是搶占了未來無線門禁技術(shù)的高地，市場前景將會(huì)十分巨大。和單純粹采用藍(lán)牙、ZigBee技術(shù)進(jìn)行信號無線傳輸?shù)臒o線門禁不同，物聯(lián)網(wǎng)門禁更側(cè)重于門禁的智能感知和低功耗，藍(lán)牙和ZigBee雖然也是低功耗短距無線傳輸?shù)募夹g(shù)，但應(yīng)用在電池供電的物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)里還是太費(fèi)電。

無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)：無需布線、可靠、節(jié)能

門禁系統(tǒng)從誕生的第一天開始就伴隨著大量的布線，一個(gè)完整的門禁系統(tǒng)由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關(guān)、門磁、電源、管理中心這八個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊都需要聯(lián)線。同時(shí)，門框的正反面和頂部、門的頂部都要打孔安裝設(shè)備，因此，施工繁瑣是很直觀的問題。無線物聯(lián)網(wǎng)門禁將門點(diǎn)的設(shè)備簡化到了極致：一把電池供電的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外，門的四周不需要安裝任何輔助設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)簡潔明了，大幅縮短施工工期，也能大大降低后期維護(hù)的成本。

跳頻、加密是無線門禁的另一個(gè)核心。無線和有線一個(gè)很大的區(qū)別就是無線信號是在空中傳播的，因此很容易受到外界的干擾，同時(shí)也很容易被外界所捕獲。因此安全性與可靠性可以說是無線門禁產(chǎn)品的生命線。無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)的安全與可靠主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：無線數(shù)據(jù)通訊的安全性保證和傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)通過智能跳頻技術(shù)來確保信號能迅速避開干擾，同時(shí)通訊過程中采用動(dòng)態(tài)密鑰和AES加密算法，哪怕是相同的一個(gè)指令，每一次在空中傳輸?shù)耐ㄓ嵃疾灰粯?，讓監(jiān)聽者無法截取。但是，對于無線技術(shù)來講，數(shù)據(jù)包加密技術(shù)大家能理解并接受，而無線的抗干擾能力卻是始終繞不開的話題。針對這一問題，無線物聯(lián)網(wǎng)門禁專門設(shè)計(jì)了脫機(jī)工作模式，這是一種確保在無線受干擾失效或者中心系統(tǒng)宕機(jī)后也能正常開門的工作模式，以無線門鎖為例，在無線通訊失敗時(shí)它等同于一把不聯(lián)網(wǎng)的賓館鎖，仍然可以正常的開關(guān)門(和聯(lián)網(wǎng)時(shí)的開門權(quán)限一致)，用戶感覺不到脫機(jī)和聯(lián)機(jī)的區(qū)別，唯一的區(qū)別是脫機(jī)時(shí)刷卡數(shù)據(jù)不是即時(shí)傳到中心，而是暫存在鎖上，在通訊恢復(fù)正常后再自動(dòng)上傳。

無線物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)超低功耗產(chǎn)品，這樣會(huì)使電池供電的壽命更長;只有電池供電，才有徹底無線的可能。無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)的通訊速度達(dá)到了2Mbps，越快的通訊速度意味著信號在空中傳輸?shù)臅r(shí)間越短，消耗的電量也越少，同時(shí)無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)采用的鎖具是只在執(zhí)行開關(guān)門動(dòng)作時(shí)才消耗電量的。無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)可以直接替換現(xiàn)有的有線聯(lián)網(wǎng)或非聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)。對于辦公樓宇系統(tǒng)，應(yīng)用無線物聯(lián)網(wǎng)門禁能明顯降低施工工作量，降低使用成本;對于賓館系統(tǒng)，能提升門禁的智能化水平。但任何新生事物，市場上難免存在一些質(zhì)疑聲，如何打消用戶對無線系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、安全性的擔(dān)憂是目前市場推廣最大的難題。我們相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣和無線物聯(lián)網(wǎng)門禁案例的一個(gè)個(gè)展開，無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)必將越來越得到用戶的喜歡