基于RFID技術(shù)智能門禁系統(tǒng)的選型分析

基于非接觸式RFID技術(shù)的智能門禁管理系統(tǒng)，采用非接觸式讀寫系統(tǒng)識別電子標(biāo)簽，以判斷用戶是否具有通行權(quán)限，實(shí)現(xiàn)智能化的人員進(jìn)出管理，RFID智能門禁是安防系統(tǒng)的重要組成部分，在各種場所的應(yīng)用已經(jīng)非常普及。本文試從門禁系統(tǒng)主要設(shè)備的功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、工作方式等方面分析RFID門禁系統(tǒng)的選型要點(diǎn)，希望能給安防系統(tǒng)工程商或用戶在選購門禁系統(tǒng)時(shí)起到一些幫助作用。

選擇分體式門禁還是一體機(jī)

早期的智能門禁系統(tǒng)以一體機(jī)為主，即讀卡器與主控制板集成為一體的門禁機(jī)。隨著電子集成技術(shù)的發(fā)展及門禁市場需求的變化，控制器與讀卡器分離的分體式門禁，逐漸取代一體式門禁，成為市場主導(dǎo)。特別是近年來高性能ARM架構(gòu)處理器在嵌入式門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來越廣泛的運(yùn)用，使得大型分控式網(wǎng)絡(luò)化的門禁系統(tǒng)得以快速發(fā)展?？梢灶A(yù)見，未來門禁系統(tǒng)的應(yīng)用將超出門開關(guān)控制的范疇，可以與更多的安全防范系統(tǒng)集成擴(kuò)展出更強(qiáng)大的功能，這樣分體式門禁系統(tǒng)將不再局限于讀卡器與控制器，功能擴(kuò)展模塊、接口模塊、聯(lián)動(dòng)設(shè)備等等，都有可能成為門禁系統(tǒng)的組成部分。

一體式門禁價(jià)格相對低廉，施工和使用簡單，并且一體機(jī)經(jīng)過多年市場應(yīng)用，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。一體機(jī)適合預(yù)算少、不方便復(fù)雜布線且門控功能簡單的門禁項(xiàng)目，比如一般的住宅小區(qū)，門點(diǎn)相對分散，門禁管理方式也比較簡單。為盡量避免施工帶來的不便和減少系統(tǒng)的復(fù)雜程度，管理者往往更青睞無需聯(lián)網(wǎng)的門禁一體機(jī)。

然而，一體式門禁的弊端是門禁安全性存在隱患，主控單元直接安裝于門外，一旦遭到技術(shù)性破壞，電控門鎖將可能被非法打開，失去門禁功能。此外由于一體機(jī)在使用上存在體積的限制，就不能保證具備全面的輸入輸出接口和功能擴(kuò)展模塊，使系統(tǒng)的功能和擴(kuò)展能力受到限制，不利于項(xiàng)目對門禁系統(tǒng)的升級。

分體式門禁相對于一體機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先是安全性高，讀卡器安裝在門外，控制器安裝于室內(nèi)，讀卡器只負(fù)責(zé)將卡片的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息傳遞給控制器，由控制器對卡片的合法性進(jìn)行判斷然后輸出開鎖信號，即使門外讀卡器遭到破壞也不會(huì)使門鎖打開;另一方面是兼容性和擴(kuò)展能力強(qiáng)，只要控制器與讀卡器兼容國際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，不同廠商生產(chǎn)的控制器與讀卡器也能配合使用，使用戶對門禁系統(tǒng)擁有更多的選擇。并且分體式門禁將控制主板獨(dú)立出來，一般不存在體積限制，大主板可以擴(kuò)展更多的輸入輸出接口，使門禁系統(tǒng)功能更強(qiáng)大，擴(kuò)展更方便，具備一體式門禁難以實(shí)現(xiàn)的聯(lián)動(dòng)及特殊門禁功能。

雖然分體式網(wǎng)絡(luò)化門禁系統(tǒng)具備種種優(yōu)勢，但相對于一體機(jī)安裝布線復(fù)雜、成本偏高，對門禁功能及安全性能要求不高的項(xiàng)目不建議選用。在一些大、中型門禁項(xiàng)目中，除基本的門控功能外，還需要門禁系統(tǒng)具備更多的附加功能和更好的擴(kuò)展能力。此時(shí)，功能全面、安全性高、具備聯(lián)動(dòng)等輔助功能，可以擴(kuò)展考勤、巡更等應(yīng)用的分體式網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)將是此類用戶的最佳選擇。

分體式多門控制器的選擇

目前市場上的分體式門禁控制器所管理門數(shù)以單門、雙門、四門為主，部分廠家甚至推出了八門、三十二門控制器，面對眾多的類型，實(shí)際工程應(yīng)用中，究竟該怎樣選擇?

多門控制器的選擇應(yīng)依據(jù)項(xiàng)目的具體情況，一般來說，應(yīng)以項(xiàng)目中的控制器安裝位置、門與門之間的距離、門點(diǎn)數(shù)量及項(xiàng)目資金預(yù)算等因素來綜合考慮。

在一些小型門禁系統(tǒng)項(xiàng)目中，建設(shè)單位對設(shè)備的安裝方式?jīng)]有明確要求，一般控制器可直接安裝在門點(diǎn)的天花吊頂內(nèi)，采用這種安裝方式，工程商或用戶在選擇多門控制器時(shí)，就要考慮同一控制器管理的多個(gè)門之間的距離，及各門點(diǎn)至控制器的布線是否方便等因素。目前大多數(shù)門禁系統(tǒng)讀卡器與控制器之間的通訊采用Wiegand協(xié)議，理論上Wiegand信號最大傳輸距離150米，但實(shí)際工程應(yīng)用中傳輸距離受到多種因素影響，建議讀卡器到控制器的距離控制在60米以內(nèi)。因此，如果兩個(gè)門之間的距離超過100米，盡量考慮每個(gè)門使用一臺單門控制器，而不是使用一臺雙門控制器管理兩個(gè)門，同樣，選擇四門控制器時(shí)，也要考慮四個(gè)門點(diǎn)到控制器的距離是否滿足要求。

有些項(xiàng)目要求門禁控制器集中安裝在弱電井或機(jī)房內(nèi)，當(dāng)控制器集中安裝時(shí)，各門點(diǎn)前端設(shè)備線路都接入到弱電井或機(jī)房內(nèi)，統(tǒng)一分配控制器上的輸入輸出接口，這種情況下，項(xiàng)目可選擇更多門的控制器，比如全部選擇4門控制器，可減少控制器的總數(shù)量以節(jié)約安裝所需空間，并且原則上選擇多門控制器的整體成體略低。

當(dāng)然，門禁控制器也不是管理的門數(shù)越多越好，多門控制器在使用方面也存在弊端，一個(gè)控制器壞了，會(huì)影響多個(gè)門的管理。并且目前市場上大多8門以上門禁控制器的普遍做法是：主控制器不直接驅(qū)動(dòng)前端設(shè)備，而是通過前置驅(qū)動(dòng)單元模塊來連接每個(gè)門點(diǎn)的輸入輸出設(shè)備。這種通過分控結(jié)構(gòu)增加控制器管理門數(shù)量的方式，反而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，我們知道，一般情況下系統(tǒng)故障發(fā)生率會(huì)隨著系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高而增加。所以選擇更多門的控制器雖然在項(xiàng)目的一次性投入上有成本優(yōu)勢，但不考慮后續(xù)維護(hù)等問題無異是一種顧此失彼的做法。就成本控制與實(shí)用性的平衡來說，如果項(xiàng)目要求使用多門控制器，2門或4門控制器是比較好的選擇，除非有特殊需求，否則盡量避免選擇超過8門的門禁控制器。

另外需要說明的是，對于進(jìn)出刷卡雙向控制的門點(diǎn)，有些客戶為節(jié)約成本使用兩個(gè)讀卡器并接到一個(gè)單門控制器上，系統(tǒng)投入使用后才發(fā)現(xiàn)不滿足門禁記錄的管理要求。實(shí)際上大多數(shù)項(xiàng)目要求雙向刷卡門的進(jìn)出記錄能分開統(tǒng)計(jì)，這就需要使用雙門控制器管理一個(gè)門，并且系統(tǒng)要能支持雙向門點(diǎn)管理功能，能自動(dòng)區(qū)分門外或門內(nèi)的開門記錄。以科松ACM68系列門禁控制器為例，雙門控制器可管理單向刷卡的兩個(gè)門，或設(shè)置為雙向控制模式管理一個(gè)門;四門控制器可管理單向刷卡的四個(gè)門，或設(shè)置為雙向控制模式管理兩個(gè)門，通過上位機(jī)軟件設(shè)置為雙向控制模式后，用戶進(jìn)門或出門事件類型可區(qū)分。

基于以上的分析，對門禁控制器的選擇要綜合各種因素，工程商或用戶在門禁系統(tǒng)選購時(shí)，盡量提供比較詳細(xì)的項(xiàng)目情況說明，門禁廠商才能做出有針對性的門禁系統(tǒng)方案和配置。

RS485網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的選擇

RS485通訊型門禁系統(tǒng)

RS485是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)所制定的異步傳輸數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。RS-485通訊線使用雙絞二線制，半雙工工作方式，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)雙向通信。使用雙絞線的傳輸距離與數(shù)據(jù)傳輸速率成反比，其最大傳輸距離約為1200米，最大傳輸速率為10Mbps。

因RS-485通訊總線具有布線方便，傳輸距離遠(yuǎn)，可多點(diǎn)傳輸，組網(wǎng)和設(shè)備 成 本 低 等 優(yōu) 點(diǎn) ，使 其 成 為 傳 統(tǒng) 門 禁 系統(tǒng)首選的通訊接口，雖然RS485接口標(biāo)準(zhǔn)用于工業(yè)環(huán)境通信也存在可靠性差、數(shù)據(jù)傳輸速度低等多方面的不足，但基于上述各種優(yōu)點(diǎn)，短期內(nèi)RS485通訊接口的門禁系統(tǒng)仍然不會(huì)被采用其它通訊方式的門禁系統(tǒng)取代。以下對RS485通訊接口特性進(jìn)行簡要說明，選購RS485門禁系統(tǒng)時(shí)可作為參考。

RS485總線上可連接終端的數(shù)量跟設(shè)備采用的RS485通訊芯片型號有關(guān)，各廠家的門禁系統(tǒng)有所不同，一般支持32、64或128臺終端，如果項(xiàng)目中的門禁控制器超出單條總線允許的數(shù)量，施工時(shí)需要增加總線。RS485通訊接口的門禁系統(tǒng)使用電腦串口聯(lián)機(jī)通訊，必須采用通訊轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)RS485接口與電腦RS232串口的連接，在大型門禁系統(tǒng)的RS485網(wǎng)絡(luò)中，可能還會(huì)用到多串口卡、信號放大器、RS485集線器等設(shè)備。

RS485網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)雖然簡單，但對施工的規(guī)范性要求較高，不規(guī)范的安裝布線將會(huì)嚴(yán)重影響通訊質(zhì)量，在RS485網(wǎng)絡(luò)的門禁系統(tǒng)工程中，大多數(shù)通訊故障是由于前期不規(guī)范的施工引起的。RS485總線一定要采用“手拉手”結(jié)構(gòu)連接終端設(shè)備，不可使用環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)，并且總線到門禁終端的分支線長度要盡量短，一般不能超出5米，網(wǎng)絡(luò)線纜一定要使用屏蔽雙絞線，采用屏蔽雙絞線能有效降低來自于通訊線周圍產(chǎn)生的共模干擾。

TCP/IP網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)

TCP/IP協(xié)議支持基于不同操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)，是真正的開放式網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。基于TCP/IP的以太網(wǎng)具有傳輸速度快、穩(wěn)定性好、兼容性強(qiáng)等優(yōu)勢，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，極大的促進(jìn)了工業(yè)、科技的發(fā)展?，F(xiàn)今門禁系統(tǒng)也正向網(wǎng)絡(luò)化、智能化的實(shí)時(shí)控制方向發(fā)展，而這個(gè)發(fā)展方向正是TCP/IP以太網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，門禁系統(tǒng)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議能保證系統(tǒng)高速、穩(wěn)定的運(yùn)行。

相對于RS485網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)端口只連接一臺門禁設(shè)備，單個(gè)設(shè)備故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，且利于故障排查和隔離。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)支持所有以太網(wǎng)組網(wǎng)方式，結(jié)構(gòu)簡單，理論上沒有終端數(shù)量的限制，系統(tǒng)擴(kuò)充方便，新增門點(diǎn)只需就近接入網(wǎng)絡(luò)端口即可，特別適合后期可能存在系統(tǒng)擴(kuò)充要求的大型項(xiàng)目使用。

通常情況下，在應(yīng)用于商業(yè)性場所的門禁項(xiàng)目中，適合選用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)型的門禁系統(tǒng)。比如寫字樓、商務(wù)中心、企業(yè)單位辦公室等場所，一般這些場所已具備現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，無需為門禁系統(tǒng)單獨(dú)搭建網(wǎng)絡(luò)，減少了施工工程量，并可以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本。另外在監(jiān)獄等一些對安全性要求較高的門禁項(xiàng)目中，采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)能保證數(shù)據(jù)高速傳輸，滿足后臺實(shí)時(shí)性監(jiān)控要求。

在一些住宅小區(qū)等場所，一般門點(diǎn)附近沒有事先為門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，如果使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的門禁則需要單獨(dú)搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而按照工業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)搭建以太網(wǎng)絡(luò)的成本相對偏高，因此一般小區(qū)項(xiàng)目應(yīng)考慮采用傳統(tǒng)RS485網(wǎng)絡(luò)的門禁系統(tǒng)。但如果管理者期望門禁系統(tǒng)具備更高速的通訊速率、更穩(wěn)定的通訊質(zhì)量和更強(qiáng)大的擴(kuò)展能力，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)仍然是正確的選擇，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)多方面存在的性能優(yōu)勢彌補(bǔ)了成本劣勢。

門禁讀卡器的選擇

門禁讀卡器是配合控制器使用的卡片信息讀取設(shè)備，根據(jù)可讀取卡類的不同分為Mifare-1卡讀卡器、EM卡讀卡器、LEGIC卡讀卡器等，一些專業(yè)廠商有自定格式的讀卡器，比如HID讀卡器、TI讀卡器、MOTOROLA讀卡器等。

目前國內(nèi)門禁市場以兼容NXPMifare卡的讀卡器使用最為廣泛，最近因受到Mifare經(jīng)典芯片安全算法遭到破譯的影響，CPU卡在門禁系統(tǒng)中的應(yīng)用引起很大關(guān)注，一些門禁企業(yè)推出的國密(國家密碼管理局認(rèn)定的密碼算法)CPU卡門禁讀卡器和LEGIC卡門禁讀卡器，應(yīng)對Mifare卡可能存在的安全隱患。另外隨著各大移動(dòng)通信運(yùn)營商對手機(jī)支付業(yè)務(wù)的大力推廣，手機(jī)卡門禁系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，只要用戶的手機(jī)卡支持運(yùn)營商的手機(jī)支付業(yè)務(wù)，經(jīng)過授權(quán)即可在門禁系統(tǒng)中刷手機(jī)開門。

除支持的卡類不同外，門禁讀卡器選購還要注意數(shù)據(jù)輸出格式，常見的格式有Wiegand26、Wiegand34、RS485、ABA等。如果門禁項(xiàng)目中控制器和讀卡器選用的是同一個(gè)廠商的品牌，廠商會(huì)保證提供的整套門禁設(shè)備的兼容性;如果門禁項(xiàng)目計(jì)劃采用的控制器和讀卡器分別來自不同的廠商，就要事先考慮讀卡器與控制器數(shù)據(jù)接口的兼容性問題。

對用戶而言，在讀卡器上讀卡開門是門禁智能化的最直觀體現(xiàn)，是整個(gè)門禁系統(tǒng)中用戶可直接接觸到的設(shè)備。因此顏色、形狀、做工等也是讀卡器選購時(shí)需要考慮的因素，讀卡器外形設(shè)計(jì)不能與使用環(huán)境的整體風(fēng)格產(chǎn)生沖突，以免影響用戶使用感受。

門禁電鎖的選擇

電控鎖是智能門禁系統(tǒng)的重要組成部分，是開關(guān)門的直接執(zhí)行設(shè)備，電控鎖的質(zhì)量同樣影響著門禁系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。如果一個(gè)門禁系統(tǒng)只注重網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及控制器、讀卡器的選擇，而忽略了電控鎖的重要性，同樣有可能導(dǎo)致工程項(xiàng)目失敗。

常用的門禁電控鎖有電插鎖、磁力鎖、陰極鎖扣、靈性鎖等，這些鎖適合在大部分的門上使用，還有一些特殊的電控鎖，如玻璃門夾鎖、機(jī)電一體鎖等，適合較特殊的門使用。門禁系統(tǒng)要配什么樣的電鎖，主要取決于安裝在什么樣的門上，本文主要對門禁系統(tǒng)中最常用的電插鎖、磁力鎖和陰極鎖的選型作分析說明。

電插鎖選型

電插鎖一般用于玻璃門，根據(jù)玻璃門有框或無框需要配合門夾等安裝配件使用，一把電插鎖只能控制一扇門，雙扇玻璃門需配置兩把電插鎖。對于大部分門禁項(xiàng)目建議選用斷電開的電插鎖，在門禁系統(tǒng)發(fā)生故障等特殊情況時(shí)可斷開電源開門，并且滿足斷電開門的消防要求。有些電插鎖具備延時(shí)控制和門磁檢測功能，延時(shí)控制功能支持門關(guān)后延時(shí)一定的時(shí)間再閉鎖，對于地彈簧性能不太好導(dǎo)致門鎖不易鎖上的玻璃門，可通過調(diào)節(jié)電插鎖的延時(shí)閉鎖時(shí)間進(jìn)行改善。

市場上有兩芯線的電插鎖和多芯線的電插鎖，兩芯線的電插鎖通電后電流直接驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生電磁效應(yīng)，靠電磁力吸引彈簧片來控制鐵芯開關(guān)，長時(shí)間使用容易發(fā)熱，電流的波動(dòng)也易引起電鎖故障;帶多線的電插鎖一般具有微芯片控制，不但具有鎖狀態(tài)、門狀態(tài)檢測等功能，而且電鎖運(yùn)行靠單片機(jī)控制，性能及可靠性更好，建議選用。

磁力鎖選型

防火門、木門等可以使用磁力鎖，磁力鎖穩(wěn)定性較好，長時(shí)間使用不易發(fā)生性能下降的情況，但磁力鎖的安全性不如電插鎖，在受到很大外力作用時(shí)不能保證鎖閉狀態(tài)。吸持力在2000N～4000N的磁力鎖比較常見，也適用于大多數(shù)場所，部分品牌有5000N以上高吸持力的磁力鎖，適合對門禁安全性要求較高，而又不適合安裝其它類型電鎖的場所選用。

磁力鎖可分為單門磁力鎖和雙門磁力鎖，兩扇門的門點(diǎn)只需安裝一把雙門磁力鎖即可。需要注意的是，安裝磁力鎖后門只能是單開(內(nèi)開或者外開)，并且磁力鎖很難做到隱藏安裝，可能會(huì)影響門的美觀性。

陰極鎖選型

陰極鎖扣一般用于單扇木門，安裝在門側(cè)與球型鎖、把手鎖等機(jī)械鎖配合使用，通過門禁刷卡或使用機(jī)械鎖鑰匙都可以開門，一般用于安全性要求不高的房間門。選擇陰極鎖時(shí)要注意鎖體的規(guī)格采用的是哪種標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)門鎖主要有美標(biāo)和歐標(biāo)兩種，只有陰極鎖與機(jī)械鎖采用的是相同的標(biāo)準(zhǔn)，才能保證鎖口的尺寸與機(jī)械鎖鎖舌吻合，達(dá)到最佳鎖合狀態(tài)。

以上三種類型的電鎖在門禁系統(tǒng)中被廣泛采用，無論是進(jìn)口鎖還是國產(chǎn)鎖都有很多品牌可供選擇。

結(jié)束語

筆者對RFID智能門禁系統(tǒng)中主要設(shè)備的選型要點(diǎn)作了簡要闡述，目的在于說明門禁系統(tǒng)的設(shè)備選型要從系統(tǒng)功能、產(chǎn)品品質(zhì)及預(yù)算成本等多個(gè)方面綜合考慮。用戶應(yīng)根據(jù)自身項(xiàng)目特點(diǎn)及需求，有針對性的選擇產(chǎn)品，才能真正發(fā)揮智能化門禁系統(tǒng)的作用。