智能楼宇中无线门禁技术应用浅析

　　一幢现代智能型综合大楼，集成了当代最新网络技术、通信技术、控制技术成果。门禁系统不仅是大楼安全防范系统中不可缺少的重要部分，也是现代化办公环境及现代化管理不可或缺的重要组成部分。

　　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，包括供电和控制。但是随着技术的飞速发展和应用面的拓宽，越来越多的业内同行及客户开始意识到，传统的有线联网门禁系统解决方案在某些专业应用领域不一定合适，比如应用量非常巨大的宾馆客房类门禁系统。

　　现在业内已有厂商应用最新研发的无线门禁系统，即采用无线组网和超低功耗微处理技术，系统不仅涵盖了传统有线门禁的所有功能，还克服了门禁宾馆锁难以实时联网和难供电的难题。所以，凡是类似宾馆客房及类似的办公室，采用该无线门禁系统是比较理想的选择。

　　传统门禁和无线门禁介绍

　　（一）传统有线联网门禁介绍

　　传统门禁解决方案通过布置到每个门点的线缆和设备进行联网和控制。传统门禁解决方案的设备组成，可参照表1。

　　传统门禁是以RS485总线方式连接，如果采用网络，则管理电脑与门禁控制器间采用网络方式连接，门禁控制器和读卡器、门锁、门之间连接方式不变。

　　通过表1中列举的设备，传统门禁系统可实现门点的集中控制、集中授权、数据记录和查询、异常报警等功能。

　　传统门禁与宾馆锁门禁相比有如下不同点：传统门禁线路比较复杂，安装工程量大、功耗大(电锁有一块电磁铁，上电产生吸力实现关门功能，锁体24小时不间断通电，实测每道门每年约消耗87度电)，所以说，传统门禁是不能用在宾馆类客房门禁中的。

　　（二）无线物联网门禁系统介绍

　　正是因为传统门禁系统在带来安全性、便利性、可靠性的同时也伴随着某些局限性。因此，如何在保留传统门禁优点的同时又能避免传统门禁的局限性成了各宾馆锁门禁系统厂商争相研究的课题。

　　无线门禁系统采用无线和超低功耗微处理技术，结合目前在宾馆里大量使用的成熟的宾馆锁体，形成一套全新的宾馆实时联网门禁系统。

　　该无线门禁系统在保留传统门禁系统优点的同时，兼顾安装方便、美观等特点。沿用宾馆锁造型，即美观、高档。其安装位置和方法完全与传统宾馆锁一样，直接内嵌安装在木门体上，该无线宾馆门禁锁和门禁主控器或与无线扩展模块之间没有任何线缆连接，其通过2.4G无线技术实现无线门禁主控器与宾馆门禁锁联网。该无线宾馆门禁锁供电采用四节5号电池，其不需更换开关门次数大于20000次，4节电池使用1-3年。

　　与传统门禁不同,无线门禁系统由以下4个部件组成，如表2所示。

　　无线门禁系统的主要特点概括如下：

　　1、无线联网，仅需少量线缆。

　　2、实时联网，实时记录开关门记录、门状态、电池状态、设备状态，异常报警。

　　3、高效节能, 每道门每年最多消耗4节电池。

　　4、造型美观，高档锁具造型。

　　5、安装便捷，可以快速安装。

　　6、安全可靠，三重开门机制，确保开门的可靠和安全性。

　　7、维护方便，没有隐蔽式工程，维护简单明了。

　　无线门禁系统和传统有线联网门禁系统的优缺点对比如表3所示。

　　无线门禁系统设计实例

　　某智能大楼共有地面7层，地下1层，总门点数大概在200道。因为无线门禁主控器与无线门锁之间的最大无线传输距离在开阔地为50米左右，因此可以通过安装无线扩展模块来延长无线门禁主控器的传输距离。一个无线门禁主控器可同时挂载32个天线扩展模块，每个天线扩展模块可管理6道无线宾馆门禁。考虑布线和整体系统的性能，在每一层楼均放置一个无线门禁主控器(地下一层除外)。各个无线扩展模块和无线门禁主控器之间以RS485方式级联，参见图1。

　　（一）系统布线及安装

　　1、各层的无线门禁主控器通过网线接入局域网。

　　2、无线门禁主控器安装在楼层的弱电间,从主控器端口引出一根RS485电缆到各个天线扩展模块。

　　3、门锁采用无线宾馆门禁锁，直接安装在现有机械门锁的位置，锁具内装四节5号电池，和其他设备没有任何联线。

　　（二）系统工作原理及特点

　　1、高可靠的门控;无线信号正常时，用户在门锁处刷卡，门锁将读取卡片信号通过无线发送至天线扩展模块，天线扩展模块再将信号发送至无线门禁主控器，无线门禁主控器根据上层软件预置的信息来判断是否允许该卡开门。如果此刻上位机正常开启，则将刷卡信息实时传输到上位机系统，否则，将刷卡记录保存在本地，本地可保存300万条记录;当无线网络联接中断，门锁工作在离线状态，但不影响用户正常控制开门，此刻的刷卡记录保存在锁具内部，最大可保存200条刷卡记录，在联网信号恢复正常后立即自动上传到主控器;主控器再上传至上位管理电脑。在某些极端情况(比如电池彻底没电或电路板损坏)，可以采用机械钥匙应急开门。

　　2、实时监测。实时监测门点通讯、电量、开关门、保险、刷卡信息等。门点电池低电量报警后仍能正常工作15天。系统支持电子地图功能，可直观监测每门点的信息。

　　3、丰富的报警信息。当有异常刷卡、非法侵入、低电量、设备脱机、门未关好等，系统即报警。

　　4、实时管理。

　　· 开门权限管理。能够通过对卡片的授权，不同级别的授权卡可开启门的种类、数量及有效时间也随之改变，如有些卡可以开启所有的门，有些只能在指定时间开启指定的门;

　　·操作权限管理。能够通过对操作人员的授权，不同的操作人员可操作的软件功能也不同，如系统管理员可对所有项目进行操作，而部门管理人员只能对本部门的信息进行查询与管理;

　　· 统配备远程开门软件，可在PC上用热键快捷开门;

　　· 中心管理采用B/S架构，用户客户端采用IE浏览器方式进入使用，无需安装任何软件，数据传输采用SSL加密;

　　· 实时记录。所有的刷卡、进出门动作、报警及网站操作都以4W的格式(who、when、where、what，即谁在何时何地作了什么事情)保存在数据库中;

　　· 查询及统计。能够查询及统计人员进出的原始记录，如人员姓名、工号、部门、职位等基本信息及进入的时间、地点与出门的时间等;进出记录实时采集；并且能够查询及统计某个门某段时间进出人员的明细与某个人某段时间进出门的资料;

　　· 全程数据加密;

　　· 温度检测(火灾报警)。支持实时温度检测的锁具，支持异常温度报警;

　　· 与BA联动。通过软件扩展，系统可实现和BA系统的联动。

　　（三）系统安全性说明

　　作为现代智能大楼，对系统的安全性要求很高，本系统有如下安全措施。

　　动态密钥：动态密钥的基本思想是在保持系统主密钥不变的情况下，无线门禁主控器与无线门锁每通讯一次，就使用本次通讯中产生的数据动态改写通讯密钥一次，以此来确保通讯密钥不断更新，从而不被破解。采用的数据可以为当前通讯时间、操作机具体标识或者无意义的随机数的组合。

　　AES加密：无线门禁主控器与无线门锁通讯数据采用AES加密。AES(The Advanced Encryption

　　Standard)是美国国家标准与技术研究所用于加密电子数据的规范。它被预期能成为人们公认的加密，包括金融、电信和政府数字信息的方法。DES是目前广泛采用的对称加密方式，主要应用于银行业中的电子资金转帐(EFT)领域，而AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。

　　异常数据报警：在系统检测到有异常数据时，产生报警信号并发送到中心。如有人在使用穷举法破解密码，系统将在收到10个异常数据后开始发出报警信息。

　　Ukey：门禁服务器只有配有效Ukey服务器才能运行，系统密钥都和Ukey进行双重加密，欲破无线门禁密码还需破解Ukey的密码。安全等级等同于网上银行，用户可放心使用。

　　结 语

　　物联网的本质含义就是“物物相连的互联网”。物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

　　无线门禁系统作为典型的物联网应用，将网络延伸到了每一个门点，使每一个门点都有智能感知的功能，同时具有安全、智能、节能、美观的优点。无线物联网门禁系统的建造，十分有利于提升大楼智能化及安全管理的需要，所有信息实时传输、所有刷卡开关门信息可追溯、所有报警信息可即时响应，同时还可实现与BA等其他系统的智能联动，其总体建设和使用成本较常规门禁更低，是联网门禁的革命性产品，也是离线式宾馆锁的升级换代产品。