由浅入深:综观门禁对讲系统布线技术

2012-11-29 15:45:14来源: 安防监控网

    门禁系统是进出管理系统的一个子系统,通常它採用刷卡、密码或人体生物特徵识别等技术,在管理软件的控制下,对人员或车辆出入口进行管理,让取得认可进出的人车自由通行,而对那些不该出入的人则加以禁止及干涉。

    门禁系统通讯工程原理

    门禁系统的通讯塬裡与其它自动控制系统或智能楼宇系统的原理基本类似,它的运行可以分为传感、管理和执行叁个环节,只是它比较紧凑,比较简单而已。

    传感:

    读卡器、密码键盘、各种生物识别器、出门按钮、锁状态传感器都属于传感器件,它们的任务是接受命令,将信号上传或在核对后上传(生物识别器)。

    管理:

    控制器和管理软件承担着门禁系统的管理功能,它们在收到传感器发来的信息后,根据时间、卡号及其它信息对是否开门做出判断,如果开门,则发出开门命令给电锁。而在收到锁状态传感器时,则开始计时,超时则报警。

    执行:

    电锁在收到开门或关门的命令(供电或断电)时,它“执行”命令将工作状态调整到与命令一致。而电锁内的锁状态传感器则起到了反馈和监督的作用。

    有些控制器可以使用继电器(或其他触点开关,俗称硬触点)将控制信号输出,以控制联动的摄像机及照明灯。

    门禁系统的传输线路

    由上述工作塬理可知,在门禁系统中有以下几种传输线路:

    电源线

    门禁系统的电源大多来自机房的UPS,以免在现场突发性断电时造成开门的误动作。电源线通常会处于220V交流传递的方式,目的是减少电源线上的压降。在控制器旁,配备有稳压电源,将交流220V电源变换成直流12V电源,分别供给控制器和电锁。门禁系统用的电锁绝大多数属于12V直流供电方式。在电锁开断的瞬间,由于电锁中线包(电磁铁线圈)的作用,会在电源线上产生很强的电流,它容易引起电源波动,而这一电源波动对控制器的稳定工作极其不利,所以在可靠性要求比较高的门禁系统中,控制器与电锁分别使用不同的电源模块,即220V交流供电到控制器时,使用两个12V直流的电源模块各自整流/稳压后,分别供给电锁和控制器。各种电源线的选用基本上都是基于电工手册,选用标準的电源线。

    控制器讯号线

    控制器中有叁组信号线,分别连接到读卡器、电锁中的锁状态传感器和出门按钮。这叁路信号线可以使用综合佈线中的双绞线替代。为了避免空间的电磁干扰,读卡器信号线应採用屏蔽线,另两种信号线则可以採用屏蔽线,也可以採用非屏蔽线。

    远端网路讯号线

    从控制器到管理电脑之间,有一根信号线,它的传输协议大多是RS485,在距离近的时候则可能是RS232(以减少一个RS232/RS485转换器),在要求传输速率快的时候,则採用TCP/IP协议,使用以太网传输。这叁种协议都可以使用双绞线,只是在RS485或RS232传输时,基本上在门禁控制器的产品手册中都要求採用屏蔽线。为了避免电磁干扰,这根信号线应採用屏蔽双绞线。当控制器需要使用输出硬接点直接控制硬盘录像机(在刷卡开门时同步录像)时,这根控制线(2芯)宜採用屏蔽线,以免因硬盘录像机输入信号幅值小的时候因电磁干扰而引起误触发。但如果是用硬接点直接传输照明灯的电源时,则应该採用电源线。根据上述分析可知,在传输电源(为电锁、控制器和照明灯供电)时,应採用电源线,其截面积可以根据电流所产生的压降和发热计算,也可以查电工手册获得。在传输传感器信号和控制信号时,应该根据读卡器和控制器的安装手册,选择屏蔽线或非屏蔽线。随着门禁系统锁控制的门数越来越多,对系统网路传输速度与佈线安全的要求也就越来越高,而且从事门禁系统的施工也比须同时进行综合佈线系统的施工,因此使用网路双绞线作为门禁系统的传输线,已经成为门禁系统的线缆主要选择。根据对各种门禁线缆的分析,读卡器、控制器、管理电脑之间的信号线和控制线都可以使用网路双绞线。

    在同时进行门禁系统与综合佈线的案例中,距离如果短于20米的网路双绞线往往不符合综合佈线工程中的利用价值,成为工程废线。但这些短拒离的线材,对于分佈式安装的控制器而言,出门按钮信号线、读卡器信号线和锁状态信号线都却往往都是利用这些废线来做为佈线的。对于使用TCP/IP协议的远端网路信号线,必然是使用双绞线传输,它完全可以使用综合佈线系统的标準星型结构实现信号远传。RS485线和RS232线也可以使用网路双绞线,根据门禁控制器的安装塬则,这些设备应该採用屏蔽双绞线,以免电磁干扰造成误动作。

    门禁系统中网路应用综合佈线注意事项

    在使用综合佈线系统作为门禁的传输线路时,应该注意以下因素:接线方法应完全按照各种门禁设备上的接线规则,并保留详细的接线图,以免维护时判断线路时的痛苦。屏蔽双绞线的屏蔽层应根据读卡器、控制器的安装手册完成接地。

    如果使用网路屏蔽双绞线传输TCP/IP,则可完全採用屏蔽综合佈线系统的屏蔽层端接规则。当使用TCP/IP协议时,最好不要与其他智能係统(包括办公自动化系统等软件系统)共用网络交换机,即为门禁系统单独配备网络交换机,以免因协议衝突发生传输上的意外。当使用网路TCP/IP协议时,可以将门禁系统的管理电脑认为是门禁网络中的一台服务器,使用双绞线或光缆连接到配线架上。综合佈线系统可以用于门禁系统,这一点已经为门禁系统的供应商和安装商所证实,只是在工程中应全面评估造价、施工和性能,以求达到最佳的效果。

    无线网路安全应用原则

    无线门禁产品从诞生到现在,经过技术的不断演化已经出现了通过FSK、GPRS、蓝牙、ZigBee等传输方式的产品。而随着物联网技术的兴起,物联网门禁产品受到了安防行业内的普遍关註。如同前二段落所述;传统的门禁解决方案通过布置到每个门点的线缆进行联网和控制。但是随着项目的一个个展开,越来越多的业内同行及客户开始意识到了有线联网系统自身存在着线缆众多,安装施工麻烦。例如,传统的锁具(电插锁,磁力锁)既不美观,可靠性也差、断电后无法使用、维护麻烦等方面的缺陷。因此许多有实力的门禁企业都在探索既能满足安防系统对门禁的苛刻要求,又能避免目前有线联网门禁系统众多缺陷的新型产品,无线门禁逐渐开始被人们所认识并得到一定的应用。

    人们选择无线门禁产品,主要目的是希望减轻布线的復杂度。因为门禁具有集中管理的要求,每个门点都要和中心进行通讯,如果在门禁点和中心之间选择无线通讯,则可以省掉过多门禁点和中心的通讯线,这在有些布线不便的场合具有很大的吸引力。第一代无线门禁就是在以上的技术背景下诞生的,这类设备主要是通过RF315M、RF433M等国家规定的自由频段进行通信,采用的通讯技术也相对简单,一般采用FSK或FMK等基本的无线调制方法,频点固定,多设备一起工作时会有互相干扰,通讯速率也较低,一般在300bps到1200bps之间。因为技术手段相对单一,在使用中普遍存在通讯稳定性和可靠性欠佳的问题,这类产品目前已逐步淡出了市场。手机无线门禁概念是伴随着手机技术的发展而提出的,因为第一代无线门禁在通讯和传输距离上无法满足一些特定场所、行业的需求,因此,部分门禁厂家将手机模块和门控器绑定在一起,控制信号通过联通、移动的网络通过短信或GPRS进行无线传输,以达到远距离信号传输的目的。但是手机无线门禁由于设备成本、手机月租费等相关费用的收取,使用成本较高,同时信号通过GSM网络传输延迟较大,性能也不够理想(通讯速率一般只能达到20-40kbps,并且速度不稳定),使得手机无线门禁产品目前仅局限在有一定需求的场合、行业中使用。

    与此同时,应用了无线物联网技术的无线物联网门禁系统也受到了市场上的普遍关註,据预测,物联网将来会成为与互联网一样改变人们生活的技术,而将物联网技术应用到无线门禁中去无疑是抢占了未来无线门禁技术的高地,市场前景将会十分巨大。和单纯粹采用蓝牙、ZigBee技术进行信号无线传输的无线门禁不同,物联网门禁更侧重于门禁的智能感知和低功耗,蓝牙和ZigBee虽然也是低功耗短距无线传输的技术,但应用在电池供电的物联网门禁系统里还是太费电。

    无线物联网门禁系统:无需布线、可靠、节能

    门禁系统从诞生的第一天开始就伴随着大量的布线,一个完整的门禁系统由读卡器、控制器、电锁、出门开关、门磁、电源、管理中心这八个模块组成,每个模块都需要联线。同时,门框的正反面和顶部、门的顶部都要打孔安装设备,因此,施工繁琐是很直观的问题。无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致:一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外,门的四周不需要安装任何辅助设备。整个系统简洁明了,大幅缩短施工工期,也能大大降低后期维护的成本。

    跳频、加密是无线门禁的另一个核心。无线和有线一个很大的区别就是无线信号是在空中传播的,因此很容易受到外界的干扰,同时也很容易被外界所捕获。因此安全性与可靠性可以说是无线门禁产品的生命线。无线物联网门禁系统的安全与可靠主要体现在以下两个方面:无线数据通讯的安全性保证和传输数据的稳定性。无线物联网门禁系统通过智能跳频技术来确保信号能迅速避开干扰,同时通讯过程中采用动态密钥和AES加密算法,哪怕是相同的一个指令,每一次在空中传输的通讯包都不一样,让监听者无法截取。但是,对于无线技术来讲,数据包加密技术大家能理解并接受,而无线的抗干扰能力却是始终绕不开的话题。针对这一问题,无线物联网门禁专门设计了脱机工作模式,这是一种确保在无线受干扰失效或者中心系统宕机后也能正常开门的工作模式,以无线门锁为例,在无线通讯失败时它等同于一把不联网的宾馆锁,仍然可以正常的开关门(和联网时的开门权限一致),用户感觉不到脱机和联机的区别,唯一的区别是脱机时刷卡数据不是即时传到中心,而是暂存在锁上,在通讯恢復正常后再自动上传。

    无线物联网是一个超低功耗产品,这样会使电池供电的寿命更长;只有电池供电,才有彻底无线的可能。无线物联网门禁系统的通讯速度达到了2Mbps,越快的通讯速度意味着信号在空中传输的时间越短,消耗的电量也越少,同时无线物联网门禁系统采用的锁具是只在执行开关门动作时才消耗电量的。无线物联网门禁系统可以直接替换现有的有线联网或非联网门禁系统。对于办公楼宇系统,应用无线物联网门禁能明显降低施工工作量,降低使用成本;对于宾馆系统,能提升门禁的智能化水平。但任何新生事物,市场上难免存在一些质疑声,如何打消用户对无线系统稳定性、可靠性、安全性的担忧是目前市场推广最大的难题。我们相信随着物联网技术的推广和无线物联网门禁案例的一个个展开,无线物联网门禁系统必将越来越得到用户的喜欢 

 

关键字:由浅入深  入深  综观  门禁

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/1129/article_5123.html
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