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门禁系统也称为出入控制系统，顾名思义就是对进出通道的行人进行管制，他的实现意图和实现逻辑几乎和传统的保安看门一样，只不过结合了智能卡、自动控制、计算机、网络等先进的技术和设备，可以提供更加方便、更加灵活、功能更加强大的管理手段。

1.1门禁原型
保安为了确保一个场所的安全，就需要确保进出的人都是合法的（该进的才能进）。

为了达到这个目的，保安通常会按照用户的个人特征比如相貌作为辨认的依据（相当于个人标识），然后保安要熟悉并掌握场所内所有合法的人员（相当于预先注册），在这些人进出的时候观察他的相貌特征（相当于特性识别），然后判断是不是场所内部的人员（相当于身份判断），如果是内部人员就敬礼放行（正常的情况处理）；否则上前询问到访目标，由受访用户确认其身份后（相当于由第三方处理），再登记（相当于临时注册）相关的身份、时间等信息放行（放行异常情况的处理）；对于所有人进出的情况（不管是合法不合法），都应该有一个事件记录，这样如果发生意外还有据可查。
上面这个过程是人工完成的，但实际上对于门禁来讲差不多都是一样的过程，不过门禁是通过设备按照如下的过程完成的。

1.2工作原理
门禁系统通过一张智能卡作为唯一的个人标识在管理软件上预先注册（注册的相关数据则通过设备网络保存到控制器上）。当用户进门时将持有的智能卡在读卡器有效范围内轻晃一下进行特征识别，读卡器读取了智能卡的数据后传输到控制器，控制器则根据保存的注册信息和获取的数据对比进行身份判断，如果比对成功则按照正常情况处理即驱动电锁开门，否则门保持关闭，并可将事件信息传输给报警、监控等系统，由第三方处理。控制器在处理上述事件的过程中，按照设定的规则将事件记录传输到管理电脑中备档。

当用户出门时，用户按下门侧的出门按钮即可启动电锁开门。我们认为在默认情况下，从某个管理区域出来的人员应该是经过授权的，因此可以采用宽松的方式出门而无需再次判断身份。但对于更高安全要求的场合，则出门也会要求刷卡进行身份确认。

上述过程是可以与人工管理完全类比的，但是除了基本的识别、开关门之外，门禁系统还提供了多级授权、分时管理、集成联动、信息重用、数据固化等功能，具有强大、高效、灵活、可靠等明显的应用优势。

1.3设备构成
前面我们介绍了门禁设备如何协作实现门禁管制，下面大致介绍一下门禁系统的主要构成设备。

1.3.1管理软件
软件安装在管理中心的电脑上，充当保安的大脑，完成对每个内部用户的预先注册，保存这些用户的姓名、性别、住址、照片等能代表其身份的基本资料。这些注册的用户都会有个相当于身份证号的编号 （只不过范围仅限制是这个区域内部使用），这个编号和下面我们会介绍的智能卡一对一对应，这个智能卡相当于我们在这个区域的身份证。

1.3.2智能卡
智能卡是一种利用射频技术发展起来的应用，我们的公交卡、二代身份证就是一种智能卡，他里面有可以保存电子数据的存储空间，可用来保存用户的编号、资金等信息。智能卡使用方便，只需要在读卡器前面轻晃一下即可读取卡内的数据用于识别身份、缴费等操作。

根据智能卡的射频工作频率来区分，一般分为低频（125KHz）、高频（13.56MHz）两类；根据存储数据的能力来分，分为ID（Identification Card身份识别卡）、IC（Integrated Circuit Card集成电路卡）两类，ID卡只能保存一个固定的号码而不具备有其他存储空间，IC卡像磁盘一样具备分区，可以在里面增加资金等数据；根据读卡距离（卡片和读卡器之间能保证读到数据的距离）的不同，卡片还被分为近距离（1～5cm）、中距离（5～50cm）和长距离（50～500cm）等类别；根据卡片的厚薄不同，还分为厚卡、薄卡；另外，卡片还按照采用的芯片或技术不同，有Mifare1、iClass等区分方式。

根据智能卡的技术特性，现在一卡通、门禁系统等领域广泛采用Mifare1这种高频近距离IC卡。

1.3.3读卡器
读卡器和智能卡是相对应的一种射频设备，一个不十分恰当的比喻就是插座和插头的关系——读卡器的技术规格（频率、存储、距离等）和卡片的技术特性是一一配对的，这样才能让读卡器识别到卡片中包含的信息。读卡器也因此有低频、高频，近距离、远距离等分别。

类似于插座连接用电器和电源的例子，读卡器也联通了卡片的数据和处理卡片数据的控制设备，读卡器不能够直接处理卡片数据做出什么操作。读卡器和控制设备之间连接技术涉及几个方面，一个是链接的介质（现在通常采用通信线缆，也有极少的读卡器采用无线信号），再者就是数据的格式（这类似人类沟通的语言，只有说一样或者能懂的话才能够实现沟通）。这些技术已经在行业中成为多种标准，读卡器和后面要介绍的控制器都遵循这些标准，因而确保了数据的顺利传输。

现在读卡器与控制器之间广泛采用的通信技术标准是维庚技术（Wiegand），有26/34等位数的细分。维庚技术在通信距离上比较中庸，通常在600cm左右，对于读卡器、控制器间距较远的场合不太适用，因此也有采用RS485技术的读卡器。RS485读卡器因为采用485总线技术，拥有更长（根据现场环境和通信芯片不同在300～600cm范围）的通信距离，另一方面，RS485可以提供双向数据传输，因此可以实现更灵活强大的应用。

1.3.4控制器
控制器是门禁系统中最为核心的设备。

通过上述维庚、RS485技术的通信线缆获得来自读卡器的数据，根据存储电路中保存的设置规则（比如某个卡编号的数据拒绝接受），对输入的数据信息进行判断处理，把判断结果用于驱动执行设备（比如电控锁具）运行。同时，控制器把这个运行过程中的重要信息比如卡编号、读取时间、判断结果和运行情况等数据，通过RS485总线或者TCP/IP网络保存至上层管理工作站。
因此，控制器根据功能要求也具有了如下一些主要技术特性，如读卡器接口、数据存储能力、CPU性能、网络连接模式等。支持的读卡器接口丰富、存储容量大、CPU性能优异、网络速率和带宽充裕、接入形式灵活，这些是一款理想的控制器主要特性，当然作为一款工业场合进行安全防范的产品，稳定性是丝毫不能妥协的。

在需要管理通道很多的时候，每个控制器之间会进行RS485总线等形式的联网，统一的链接管理中心中进行集中管理，也有所谓的单机控制器或联网控制器的说法。RS485是早期的联网解决方案，具有成熟稳定低成本等特点，但是在门禁数量较多时，项目实施中布线的投入会比较大，并且带宽和速率相对也会比较低。现在的高端门禁系统中，门禁网络已升级为上层TCP/IP下层RS485的双层结构，控制器也采用了主、从双重控制的分体模式。主控制器（也称为网络控制器等）偏向管理和存储，从控制器（也称为现场控制器等）则偏向于采集和执行。通过不同偏重的功能分配，双层结构的门禁系统具有更强大的控制能力和执行效率。

对于控制器的分类，比如我们会听到一些“单门控制器”、“双门控制器”或者“多门控制器”的说法，这些是根据控制器管理通道数量的能力来说的，单门控制器意味着可以管理一道门刷卡进出，双门控制器则是管理两道门，等等。不过这样的叫法并不是十分精确，因为对门控制方式的要求不同，对控制器的要求也是不同的。比如我们前面提到的进出双向都需要刷卡身份验证的应用中，就必须使用能连接两个读卡器的控制器才能满足需要。除了接受来自读卡器的数据信号之外，控制器还需要接收出门按钮、门的状态、消防报警或其他的一些辅助信息，根据这些信息进行综合判断。

1.4锁具
我们在这里说的锁具主要是指可以通过电信号进行控制的电控锁具以及配合的五金锁具。与传统锁具原理相同，电控锁具也包含触发结构（钥匙<>开锁信号）和锁定机构（锁杆<>锁体）两个主要部分。开锁信号作为锁开/关的触发信号，当收到开锁信号后锁体锁定/释放，这样就实现了门的锁定或者释放。

几乎所有的电控锁具都是通过利用电磁力实现锁定的，但是不同的利用方式就形成了不同类型的锁具，比如常见的磁力锁、电插锁、电锁扣等等。磁力锁相当于一个大电磁铁和铁板构成，通电后产生磁力锁定断电则磁力消失释放。电插锁则是由电磁力驱动一个锁芯插入或则退出锁孔实现锁定或释放，电插锁可以设置不通电时的状态，比如不通电插入、通电退出，这样电插锁具有两种锁定模式[1]，适用于不同需求的场合；另外一种常用的电控锁具是电锁扣，电锁扣也被称为阴极锁，它通过电磁力驱动一个锁定栓的位置来固定或释放锁扣板，锁扣板则固定或释放插入其中的机械锁舌，达到锁定或释放门的目标。电锁扣也可以设置不同的锁定模式。

磁力锁是直接利用磁力吸和的，没有采用任何机械啮合装置，因此即使在非正常外力作用下也不会出现锁无法打开的情况，因此在消防通道一类可能遭遇意外的场所，采用磁力锁具有很好的适用性，因为不至于在高温、高压等外作用下发生门死锁而导致逃生途径封堵。
而电插锁、电锁扣都有机械啮合的部分，因此不适于生命保全作为关注点的消防通道等场所。但是对于关注财产保全的场所比如财务室、金库等等。因为我们不希望这些们在断电之后门就打开了，所以将电插锁、电锁扣设置为通电开锁的状态，即可保证即使在意外或恶意断电的情况下保持门的关闭状态。

除了磁力锁、电插锁、电锁扣三种常用电控锁具之外，在高消防需求的场所还广泛使用另一种专业消防锁具——消防推杠锁。消防推杠锁实际上可以看作普通机械锁的变体——它把机械锁的把手设计到门宽的长度，仅需推压推杠把手就可以直接将锁舌缩回开门[2]。消防推杠锁通常和电锁扣配合安装在消防通道门内侧，当进门的时候刷卡由门禁系统驱动电锁扣释放推门进入，正常出门时通常采用出门按钮的方式开门，在火灾或紧急疏散时，则按照上述的“一个动作”出门。消防推杠锁作为专业的消防设备，业内对其有成套的严格的检测标准，比如UL、ANSI[3]等国际认证体系，这些认证是产品质量的重要衡量标志。

1.5辅件
管理软件、智能卡、读卡器、控制器、电控锁具是门禁系统中主要的设备，他们的特性代表了门禁系统的功能特性。但是，这些设备还需要一些辅件进行支撑，才能够正常工作。这些辅件包括网络、电源、开关、五金件等，虽然它们被划分在辅件类别中，但仍然具有重要的作用。

前面介绍控制器的时候已经相对详细的描述了网络的功能，它保证了控制设备之间、控制设备与管理电脑、甚至管理电脑与管理电脑之间的信息互通。门禁系统常见的网络主要是RS485、RS422总线和TCP/IP以太网结构。相对来说，TCP/IP以太网模式有本身具有高带宽、高速率的特性，适合大量的事件数据传输，同时，TCP/IP的星型连接模式，可以采用更加灵活的布线形式，适用于门禁点比较分散的场合，而RS485等总线模式带宽、速率有限，而且采用手拉手链接形式，门禁点分散的场合下布线会有其他的工程效率和效果问题。

从技术角度来讲，RS485与TCP/IP两种通信模式之间还存在其他非常重要的差别，比如TCP/IP采用并发通信机制，而RS485采用轮询消息的形式。以门禁系统中授权信息下载的过程为例，如果系统有100个门禁点，采用TCP/IP通信则意味着每一个点在同时获得下载的数据，而RS485则逐点下传，在上一个点收到信息之后再转到下一个点，这两种不同的传输形式效率的差别是非常明显的。同时，以RS485为代表的这种轮询机制，也就意味着其实时性很差——在大型（多点）门禁系统中尤其如此——这在高要求场合中是难以接受的缺点。

开关包含两种类别，一种是需要用户去触发的比如出门按钮、破玻按钮，另一类是由其他设备状态提供的比如门磁开关。出门按钮比较简单，顾名思义即是用来开门的开关。破玻按钮也叫做破碎玻璃按钮或者打破玻璃按钮，在这种设备的开关面上附有一个玻璃罩，平时是无法使用的，只有在发生消防等紧急事件的时候启用，直接用手或者工具砸碎玻璃罩即可触发这个开关，所以常用在消防等公共通道处，提供一种强制断电开门的手段。门磁开关是由一个磁体和一个干簧管（现在大多采用霍尔元件）构成的，分别安装在门扇和门框上，当门扇（磁体）与门框（干簧管）紧密闭合的时候，开关就导通了表示门已经关闭。门磁开关常用来给控制器作为门状态的输入。

电源则是提供给门禁控制器和电控锁具的能源，业内广泛采用AC转DC低压开关电源，通常使用电压为DC12V或DC24V。通常考虑到瞬间电流和电磁设备浪涌电流的特性，电源提供25～30%的冗余量，同时常采用控制电源与电锁电源分离的模式，以尽量避免两类电路相互之间的干扰。

最后说一下五金件。因为门禁系统的执行设备是安装在门上的，给予对门禁功能的要求，门本身的要求也同步提高了——我们可以想象一下，一扇门锁的很牢固，但是没有安装合叶（也称铰链）那我们一样可以推开门随意进出。所以门上面的常规五金件事非常重要的，整个门的五金件（铰链、闭门器、顺位器、插销等）都必须是按照与门禁系统同等级别考虑，才能确保这个门禁点的真正应用。

[1] 行业术语称为“通电开锁”以及“断电开锁”，分别适用于对财产保全和生命保全；
[2] 行业术语称为“一个动作出门”，这是评价机械锁具满足消防要求的一个重要衡量特性；
[3] 关于UL、ANSI标准可访问其官方网站http://www.ul.com/、http://www.ansi.org/了解更多信息；

[ 本帖最后由 Loocor 于 2008-7-18 02:35 编辑 ]

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谢谢楼主。。。