基于RFID技術(shù)智能門(mén)禁系統的選型分析

　基于非接觸式RFID技術(shù)的智能門(mén)禁管理系統，采用非接觸式讀寫(xiě)系統識別電子標簽，以判斷用戶(hù)是否具有通行權限，實(shí)現智能化的人員進(jìn)出管理，RFID智能門(mén)禁是安防系統的重要組成部分，在各種場(chǎng)所的應用已經(jīng)非常普及。本文試從門(mén)禁系統主要設備的功能、網(wǎng)絡(luò )結構、工作方式等方面分析RFID門(mén)禁系統的選型要點(diǎn)，希望能給安防系統工程商或用戶(hù)在選購門(mén)禁系統時(shí)起到一些幫助作用。

　　選擇分體式門(mén)禁還是一體機

　　早期的智能門(mén)禁系統以一體機為主，即讀卡器與主控制板集成為一體的門(mén)禁機。隨著(zhù)電子集成技術(shù)的發(fā)展及門(mén)禁市場(chǎng)需求的變化，控制器與讀卡器分離的分體式門(mén)禁，逐漸取代一體式門(mén)禁，成為市場(chǎng)主導。特別是近年來(lái)高性能ARM架構處理器在嵌入式門(mén)禁系統設計中越來(lái)越廣泛的運用，使得大型分控式網(wǎng)絡(luò )化的門(mén)禁系統得以快速發(fā)展�？梢灶A見(jiàn)，未來(lái)門(mén)禁系統的應用將超出門(mén)開(kāi)關(guān)控制的范疇，可以與更多的安全防范系統集成擴展出更強大的功能，這樣分體式門(mén)禁系統將不再局限于讀卡器與控制器，功能擴展模塊、接口模塊、聯(lián)動(dòng)設備等等，都有可能成為門(mén)禁系統的組成部分。

　　一體式門(mén)禁價(jià)格相對低廉，施工和使用簡(jiǎn)單，并且一體機經(jīng)過(guò)多年市場(chǎng)應用，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。一體機適合預算少、不方便復雜布線(xiàn)且門(mén)控功能簡(jiǎn)單的門(mén)禁項目，比如一般的住宅小區，門(mén)點(diǎn)相對分散，門(mén)禁管理方式也比較簡(jiǎn)單。為盡量避免施工帶來(lái)的不便和減少系統的復雜程度，管理者往往更青睞無(wú)需聯(lián)網(wǎng)的門(mén)禁一體機。

　　然而，一體式門(mén)禁的弊端是門(mén)禁安全性存在隱患，主控單元直接安裝于門(mén)外，一旦遭到技術(shù)性破壞，電控門(mén)鎖將可能被非法打開(kāi)，失去門(mén)禁功能。此外由于一體機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展模塊，使系統的功能和擴展能力受到限制，不利于項目對門(mén)禁系統的升級。

　　分體式門(mén)禁相對于一體機的優(yōu)點(diǎn)主要體現在兩個(gè)方面：首先是安全性高，讀卡器安裝在門(mén)外，控制器安裝于室內，讀卡器只負責將卡片的二進(jìn)制數據信息傳遞給控制器，由控制器對卡片的合法性進(jìn)行判斷然后輸出開(kāi)鎖信號，即使門(mén)外讀卡器遭到破壞也不會(huì )使門(mén)鎖打開(kāi)；另一方面是兼容性和擴展能力強，只要控制器與讀卡器兼容國際標準的數據傳輸協(xié)議，不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制器與讀卡器也能配合使用，使用戶(hù)對門(mén)禁系統擁有更多的選擇。并且分體式門(mén)禁將控制主板獨立出來(lái)，一般不存在體積限制，大主板可以擴展更多的輸入輸出接口，使門(mén)禁系統功能更強大，擴展更方便，具備一體式門(mén)禁難以實(shí)現的聯(lián)動(dòng)及特殊門(mén)禁功能。

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

　　分體式多門(mén)控制器的選擇
　　　　
　　目前市場(chǎng)上的分體式門(mén)禁控制器所管理門(mén)數以單門(mén)、雙門(mén)、四門(mén)為主，部分廠(chǎng)家甚至推出了八門(mén)、三十二門(mén)控制器，面對眾多的類(lèi)型，實(shí)際工程應用中，究竟該怎樣選擇？

　　多門(mén)控制器的選擇應依據項目的具體情況，一般來(lái)說(shuō)，應以項目中的控制器安裝位置、門(mén)與門(mén)之間的距離、門(mén)點(diǎn)數量及項目資金預算等因素來(lái)綜合考慮。 

　　在一些小型門(mén)禁系統項目中，建設單位對設備的安裝方式?jīng)]有明確要求，一般控制器可直接安裝在門(mén)點(diǎn)的天花吊頂內，采用這種安裝方式，工程商或用戶(hù)在選擇多門(mén)控制器時(shí)，就要考慮同一控制器管理的多個(gè)門(mén)之間的距離，及各門(mén)點(diǎn)至控制器的布線(xiàn)是否方便等因素。目前大多數門(mén)禁系統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?xún)�。因此，如果兩個(gè)門(mén)之間的距離超過(guò)100米，盡量考慮每個(gè)門(mén)使用一臺單門(mén)控制器，而不是使用一臺雙門(mén)控制器管理兩個(gè)門(mén)，同樣，選擇四門(mén)控制器時(shí)，也要考慮四個(gè)門(mén)點(diǎn)到控制器的距離是否滿(mǎn)足要求。

　　有些項目要求門(mén)禁控制器集中安裝在弱電井或機房?jì)�，當控制器集中安裝時(shí)，各門(mén)點(diǎn)前端設備線(xiàn)路都接入到弱電井或機房?jì)�，統一分配控制器上的輸入輸出接口，這種情況下，項目可選擇更多門(mén)的控制器，比如全部選擇4門(mén)控制器，可減少控制器的總數量以節約安裝所需空間，并且原則上選擇多門(mén)控制器的整體成體略低。

　　當然，門(mén)禁控制器也不是管理的門(mén)數越多越好，多門(mén)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(mén)的管理。并且目前市場(chǎng)上大多8門(mén)以上門(mén)禁控制器的普遍做法是：主控制器不直接驅動(dòng)前端設備，而是通過(guò)前置驅動(dòng)單元模塊來(lái)連接每個(gè)門(mén)點(diǎn)的輸入輸出設備。這種通過(guò)分控結構增加控制器管理門(mén)數量的方式，反而增加了系統的復雜程度，我們知道，一般情況下系統故障發(fā)生率會(huì )隨著(zhù)系統復雜程度的提高而增加。所以選擇更多門(mén)的控制器雖然在項目的一次性投入上有成本優(yōu)勢，但不考慮后續維護等問(wèn)題無(wú)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(lái)說(shuō)，如果項目要求使用多門(mén)控制器，2門(mén)或4門(mén)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(guò)8門(mén)的門(mén)禁控制器。

　　另外需要說(shuō)明的是，對于進(jìn)出刷卡雙向控制的門(mén)點(diǎn)，有些客戶(hù)為節約成本使用兩個(gè)讀卡器并接到一個(gè)單門(mén)控制器上，系統投入使用后才發(fā)現不滿(mǎn)足門(mén)禁記錄的管理要求。實(shí)際上大多數項目要求雙向刷卡門(mén)的進(jìn)出記錄能分開(kāi)統計，這就需要使用雙門(mén)控制器管理一個(gè)門(mén)，并且系統要能支持雙向門(mén)點(diǎn)管理功能，能自動(dòng)區分門(mén)外或門(mén)內的開(kāi)門(mén)記錄。以科松ACM68系列門(mén)禁控制器為例，雙門(mén)控制器可管理單向刷卡的兩個(gè)門(mén)，或設置為雙向控制模式管理一個(gè)門(mén)；四門(mén)控制器可管理單向刷卡的四個(gè)門(mén)，或設置為雙向控制模式管理兩個(gè)門(mén)，通過(guò)上位機軟件設置為雙向控制模式后，用戶(hù)進(jìn)門(mén)或出門(mén)事件類(lèi)型可區分。

　　基于以上的分析，對門(mén)禁控制器的選擇要綜合各種因素，工程商或用戶(hù)在門(mén)禁系統選購時(shí)，盡量提供比較詳細的項目情況說(shuō)明，門(mén)禁廠(chǎng)商才能做出有針對性的門(mén)禁系統方案和配置。

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

　　RS485通訊型門(mén)禁系統

　　RS485是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )(EIA)所制定的異步傳輸數據接口標準。RS-485通訊線(xiàn)使用雙絞二線(xiàn)制，半雙工工作方式，可實(shí)現多點(diǎn)雙向通信。使用雙絞線(xiàn)的傳輸距離與數據傳輸速率成反比，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(xiàn)具有布線(xiàn)方便，傳輸距離遠，可多點(diǎn)傳輸，組網(wǎng)和設備成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其成為傳統門(mén)禁系統首選的通訊接口，雖然RS485接口標準用于工業(yè)環(huán)境通信也存在可靠性差、數據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RS485通訊接口的門(mén)禁系統仍然不會(huì )被采用其它通訊方式的門(mén)禁系統取代。 

　　以下對RS485通訊接口特性進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，選購RS485門(mén)禁系統時(shí)可作為參考。
　　RS485總線(xiàn)上可連接終端的數量跟設備采用的RS485通訊芯片型號有關(guān)，各廠(chǎng)家的門(mén)禁系統有所不同，一般支持32、64或128臺終端，如果項目中的門(mén)禁控制器超出單條總線(xiàn)允許的數量，施工時(shí)需要增加總線(xiàn)。RS485通訊接口的門(mén)禁系統使用電腦串口聯(lián)機通訊，必須采用通訊轉換器實(shí)現RS485接口與電腦RS232串口的連接，在大型門(mén)禁系統的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(xiàn)器等設備。

　　RS485網(wǎng)絡(luò )結構雖然簡(jiǎn)單，但對施工的規范性要求較高，不規范的安裝布線(xiàn)將會(huì )嚴重影響通訊質(zhì)量，在RS485網(wǎng)絡(luò )的門(mén)禁系統工程中，大多數通訊故障是由于前期不規范的施工引起的。RS485總線(xiàn)一定要采用“手拉手”結構連接終端設備，不可使用環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò )，并且總線(xiàn)到門(mén)禁終端的分支線(xiàn)長(cháng)度要盡量短，一般不能超出5米，網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)纜一定要使用屏蔽雙絞線(xiàn)，采用屏蔽雙絞線(xiàn)能有效降低來(lái)自于通訊線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生的共模干擾。 

　TCP/IP網(wǎng)絡(luò )門(mén)禁系統

　　TCP/IP協(xié)議支持基于不同操作系統的網(wǎng)絡(luò )間的互聯(lián)，是真正的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議�；赥CP/IP的以太網(wǎng)具有傳輸速度快、穩定性好、兼容性強等優(yōu)勢，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應用，極大的促進(jìn)了工業(yè)、科技的發(fā)展�，F今門(mén)禁系統也正向網(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(mén)禁系統采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議能保證系統高速、穩定的運行。

　　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(mén)禁設備，單個(gè)設備故障不會(huì )影響整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )，且利于故障排查和隔離。TCP/IP網(wǎng)絡(luò )門(mén)禁系統支持所有以太網(wǎng)組網(wǎng)方式，結構簡(jiǎn)單，理論上沒(méi)有終端數量的限制，系統擴充方便，新增門(mén)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擴充要求的大型項目使用。

　　通常情況下，在應用于商業(yè)性場(chǎng)所的門(mén)禁項目中，適合選用TCP/IP網(wǎng)絡(luò )型的門(mén)禁系統。比如寫(xiě)字樓、商務(wù)中心、企業(yè)單位辦公室等場(chǎng)所，一般這些場(chǎng)所已具備現成的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，無(wú)需為門(mén)禁系統單獨搭建網(wǎng)絡(luò )，減少了施工工程量，并可以節約網(wǎng)絡(luò )設備成本。另外在監獄等一些對安全性要求較高的門(mén)禁項目中，采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò )能保證數據高速傳輸，滿(mǎn)足后臺實(shí)時(shí)性監控要求。

　　在一些住宅小區等場(chǎng)所，一般門(mén)點(diǎn)附近沒(méi)有事先為門(mén)禁系統設計網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)，如果使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò )的門(mén)禁則需要單獨搭建網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，而按照工業(yè)使用標準搭建以太網(wǎng)絡(luò )的成本相對偏高，因此一般小區項目應考慮采用傳統RS485網(wǎng)絡(luò )的門(mén)禁系統。但如果管理者期望門(mén)禁系統具備更高速的通訊速率、更穩定的通訊質(zhì)量和更強大的擴展能力，TCP/IP網(wǎng)絡(luò )門(mén)禁系統仍然是正確的選擇，TCP/IP網(wǎng)絡(luò )多方面存在的性能優(yōu)勢彌補了成本劣勢。

　　門(mén)禁讀卡器的選擇

　　門(mén)禁讀卡器是配合控制器使用的卡片信息讀取設備，根據可讀取卡類(lèi)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(zhuān)業(yè)廠(chǎng)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。 

　　目前國內門(mén)禁市場(chǎng)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(mén)禁系統中的應用引起很大關(guān)注，一些門(mén)禁企業(yè)推出的國密（國家密碼管理局認定的密碼算法）CPU卡門(mén)禁讀卡器和LEGIC卡門(mén)禁讀卡器，應對Mifare卡可能存在的安全隱患。另外隨著(zhù)各大移動(dòng)通信運營(yíng)商對手機支付業(yè)務(wù)的大力推廣，手機卡門(mén)禁系統也應運而生，只要用戶(hù)的手機卡支持運營(yíng)商的手機支付業(yè)務(wù)，經(jīng)過(guò)授權即可在門(mén)禁系統中刷手機開(kāi)門(mén)。

　　除支持的卡類(lèi)不同外，門(mén)禁讀卡器選購還要注意數據輸出格式，常見(jiàn)的格式有Wiegand26、Wiegand34、RS485、ABA等。如果門(mén)禁項目中控制器和讀卡器選用的是同一個(gè)廠(chǎng)商的品牌，廠(chǎng)商會(huì )保證提供的整套門(mén)禁設備的兼容性；如果門(mén)禁項目計劃采用的控制器和讀卡器分別來(lái)自不同的廠(chǎng)商，就要事先考慮讀卡器與控制器數據接口的兼容性問(wèn)題。

　　對用戶(hù)而言，在讀卡器上讀卡開(kāi)門(mén)是門(mén)禁智能化的最直觀(guān)體現，是整個(gè)門(mén)禁系統中用戶(hù)可直接接觸到的設備。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，讀卡器外形設計不能與使用環(huán)境的整體風(fēng)格產(chǎn)生沖突，以免影響用戶(hù)使用感受。

　　門(mén)禁電鎖的選擇

　　電控鎖是智能門(mén)禁系統的重要組成部分，是開(kāi)關(guān)門(mén)的直接執行設備，電控鎖的質(zhì)量同樣影響著(zhù)門(mén)禁系統的整體穩定性。如果一個(gè)門(mén)禁系統只注重網(wǎng)絡(luò )建設及控制器、讀卡器的選擇，而忽略了電控鎖的重要性，同樣有可能導致工程項目失敗。

　　常用的門(mén)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(mén)上使用，還有一些特殊的電控鎖，如玻璃門(mén)夾鎖、機電一體鎖等，適合較特殊的門(mén)使用。門(mén)禁系統要配什么樣的電鎖，主要取決于安裝在什么樣的門(mén)上，本文主要對門(mén)禁系統中最常用的電插鎖、磁力鎖和陰極鎖的選型作分析說(shuō)明。

　　電插鎖選型

　　電插鎖一般用于玻璃門(mén)，根據玻璃門(mén)有框或無(wú)框需要配合門(mén)夾等安裝配件使用，一把電插鎖只能控制一扇門(mén)，雙扇玻璃門(mén)需配置兩把電插鎖。對于大部分門(mén)禁項目建議選用斷電開(kāi)的電插鎖，在門(mén)禁系統發(fā)生故障等特殊情況時(shí)可斷開(kāi)電源開(kāi)門(mén)，并且滿(mǎn)足斷電開(kāi)門(mén)的消防要求。有些電插鎖具備延時(shí)控制和門(mén)磁檢測功能，延時(shí)控制功能支持門(mén)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致門(mén)鎖不易鎖上的玻璃門(mén)，可通過(guò)調節電插鎖的延時(shí)閉鎖時(shí)間進(jìn)行改善。
　
　　市場(chǎng)上有兩芯線(xiàn)的電插鎖和多芯線(xiàn)的電插鎖，兩芯線(xiàn)的電插鎖通電后電流直接驅動(dòng)線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁效應，靠電磁力吸引彈簧片來(lái)控制鐵芯開(kāi)關(guān)，長(cháng)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(xiàn)的電插鎖一般具有微芯片控制，不但具有鎖狀態(tài)、門(mén)狀態(tài)檢測等功能，而且電鎖運行靠單片機控制，性能及可靠性更好，建議選用。

　　磁力鎖選型

　　防火門(mén)、木門(mén)等可以使用磁力鎖，磁力鎖穩定性較好，長(cháng)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(jiàn)，也適用于大多數場(chǎng)所，部分品牌有5000N以上高吸持力的磁力鎖，適合對門(mén)禁安全性要求較高，而又不適合安裝其它類(lèi)型電鎖的場(chǎng)所選用。 

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

　　陰極鎖選型

　　陰極鎖扣一般用于單扇木門(mén)，安裝在門(mén)側與球型鎖、把手鎖等機械鎖配合使用，通過(guò)門(mén)禁刷卡或使用機械鎖鑰匙都可以開(kāi)門(mén)，一般用于安全性要求不高的房間門(mén)。選擇陰極鎖時(shí)要注意鎖體的規格采用的是哪種標準，國內門(mén)鎖主要有美標和歐標兩種，只有陰極鎖與機械鎖采用的是相同的標準，才能保證鎖口的尺寸與機械鎖鎖舌吻合，達到最佳鎖合狀態(tài)。

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

　　結束語(yǔ)

　　本文對RFID智能門(mén)禁系統中主要設備的選型要點(diǎn)作了簡(jiǎn)要闡述，目的在于說(shuō)明門(mén)禁系統的設備選型要從系統功能、產(chǎn)品品質(zhì)及預算成本等多個(gè)方面綜合考慮。用戶(hù)應根據自身項目特點(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(mén)禁系統的作用。

基于RFID技術(shù)智能門(mén)禁系統的選型分析