智能建筑區(qū)門禁系統(tǒng)自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)分析

張 卉

（1.江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院蘇州分院，江蘇 蘇州 215009；2.蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215009）

1 引言

智能建筑是行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，采用多種科技融入建筑區(qū)域，為用戶提供了更加智能化的操控平臺(tái)。門禁系統(tǒng)是智能建筑不可缺少的一部分，將其用于建筑區(qū)內(nèi)設(shè)施調(diào)度具有諸多先進(jìn)性，體現(xiàn)了信息技術(shù)在建筑功能優(yōu)化方面的作用。指紋識(shí)別技術(shù)是門禁系統(tǒng)自動(dòng)控制的關(guān)鍵，適用于建筑區(qū)自動(dòng)控制與調(diào)度工作，改變了傳統(tǒng)門卡識(shí)別方式，是人工智能技術(shù)推廣的必然趨勢(shì)。

2 智能建筑安全隱患

現(xiàn)階段，智能建筑并非完全實(shí)現(xiàn)人工智能化控制，部分配套設(shè)施依舊處于半人工半智能狀態(tài)，導(dǎo)致建筑區(qū)內(nèi)面臨著較大的安全隱患。早期門禁系統(tǒng)功能缺失，不僅對(duì)建筑區(qū)管理造成較大難度，也影響了整個(gè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境的安全系數(shù)，不利于智能建筑信息化功能的發(fā)揮與應(yīng)用。主要的安全隱患包括：

2.1 設(shè)備隱患

智能建筑所用設(shè)備具有較高的自動(dòng)化水平，若設(shè)備控制不當(dāng)則會(huì)影響到建筑區(qū)的穩(wěn)定性，破壞建筑結(jié)構(gòu)的可利用價(jià)值。設(shè)備隱患主要是門禁系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)存在的隱患，如：設(shè)備質(zhì)量不合格、安裝工藝不達(dá)標(biāo)等，這些都會(huì)對(duì)智能建筑性能產(chǎn)生不利影響。此外，建筑區(qū)為了節(jié)約成本投資額度，減少建筑區(qū)配置的設(shè)備裝置，也是智能建筑潛在的隱患之一。

2.2 功能隱患

功能隱患主要表現(xiàn)在可操控性，建筑內(nèi)部設(shè)施功能無法正常發(fā)揮，導(dǎo)致系統(tǒng)功能受損而出現(xiàn)異常狀況。其中，門禁系統(tǒng)功能缺失是比較常見的問題，門禁系統(tǒng)對(duì)外來人員識(shí)別準(zhǔn)確性不足，以及門禁設(shè)施調(diào)控方法不當(dāng)，不僅無法正常執(zhí)行門禁操作，對(duì)門禁設(shè)備功能也造成了損壞，這些都是智能建筑面臨的安全隱患。

2.3 控制隱患

智能建筑是工程建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，利用智能技術(shù)完善區(qū)域調(diào)控模式，為區(qū)域人員提供了諸多便捷性。但智能建筑控制也存在著諸多隱患，導(dǎo)致建筑區(qū)內(nèi)控設(shè)施達(dá)不到預(yù)定效果，設(shè)備功能失效是普遍存在的問題，這些都會(huì)影響到建筑區(qū)設(shè)施控制情況，不利于建筑自動(dòng)化控制體系的形成，大大降低了建筑物的綜合使用性能。

3 智能門禁系統(tǒng)基本特點(diǎn)

隨著人們對(duì)建筑物使用功能要求越來越高，智能技術(shù)用于建筑設(shè)施改造是必然趨勢(shì)。門禁系統(tǒng)作為建筑結(jié)構(gòu)中不可缺少的部分，其利用智能技術(shù)實(shí)施優(yōu)化改造具有可行性。智能門禁系統(tǒng)采用多種可控制技術(shù)及多功能設(shè)備，對(duì)建筑區(qū)執(zhí)行信息化調(diào)度，滿足了建筑區(qū)用戶操控設(shè)備的應(yīng)用要求。從實(shí)際應(yīng)用情況分析，智能門禁系統(tǒng)具有可靠性、技術(shù)性、功能性等諸多特點(diǎn)。

3.1 可靠性

對(duì)于使用者來說，建筑區(qū)必須配備專用設(shè)施作為控制平臺(tái)，及時(shí)調(diào)整建筑內(nèi)外區(qū)域的控制流程，減少人工參與設(shè)備調(diào)試難度。新門禁系統(tǒng)具有多方面的可靠性，解決了傳統(tǒng)門禁設(shè)施應(yīng)用存在的不足。例如，智能門禁系統(tǒng)由人工識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，選配微型控制器完成設(shè)備操控。因此，門禁安防系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、施工、使用的各個(gè)階段，必須實(shí)施可靠性設(shè)計(jì)和可靠性管理，以保證產(chǎn)品和系統(tǒng)使用價(jià)值的充分體現(xiàn)，為建筑區(qū)創(chuàng)造更加安全的控制環(huán)境。

3.2 技術(shù)性

人工智能控制是信息技術(shù)應(yīng)用典范，采用多元化技術(shù)執(zhí)行設(shè)備控制方案，取代人工參與門禁設(shè)備操控，具有廣泛的靈活性。智能建筑區(qū)門禁系統(tǒng)自動(dòng)化識(shí)別中，利用人工智能技術(shù)完成操控指令，擺脫了傳統(tǒng)設(shè)備控制模式不足。例如：在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備選取、調(diào)試、安裝等環(huán)節(jié)上都嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家或行業(yè)上有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，以及公安部門有關(guān)安全技術(shù)防范的要求，產(chǎn)品須經(jīng)過多項(xiàng)權(quán)威認(rèn)證，且具有眾多的典型用戶，多年正常運(yùn)行。

3.3 安全性

安全控制是門禁系統(tǒng)升級(jí)改造的基本思想，一切改造必須立足于門禁設(shè)施的安全功能。在工業(yè)控制技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì)下，門禁系統(tǒng)安全性能得到充分體現(xiàn)，其設(shè)計(jì)規(guī)劃也要注重安全原則。對(duì)于智能門禁系統(tǒng)來說，其智能化控制是指產(chǎn)品或系統(tǒng)的自然屬性或準(zhǔn)自然屬性，應(yīng)該保證設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行的安全和操作者的安全，對(duì)建筑區(qū)設(shè)施起到相應(yīng)的保護(hù)作用，增強(qiáng)設(shè)備的抗故障能力。例如：設(shè)備和系統(tǒng)本身應(yīng)配置防高溫、低溫、溫?zé)?、煙霧、霉菌、雨淋等功能。

3.4 功能性

現(xiàn)代建筑區(qū)逐漸走向集群化模式，多種建筑共同組合成新的區(qū)域，為人居生活、工業(yè)生產(chǎn)等創(chuàng)造了可利用空間。智能建筑功能性特點(diǎn)主要涉及到多個(gè)控制功能。例如，門禁系統(tǒng)不僅可用于智能大廈或智能社區(qū)，主要功能包括：門禁控制、考勤管理、安防報(bào)警、停車場(chǎng)控制、電梯控制、樓宇自控等，也可根據(jù)需要結(jié)合其它功能模塊，實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制等多種控制功能。借助智能化控制平臺(tái)，加快了建筑區(qū)功能建筑的自動(dòng)化發(fā)展，為區(qū)域門禁控制創(chuàng)造有利條件。

4 指紋識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)成

我國(guó)智能建筑主要用于人居環(huán)境，住宅類建筑設(shè)施改造建設(shè)日趨頻繁，提高建筑人工智能利用率是住戶的一致需求。指紋識(shí)別系統(tǒng)是智能建筑的新科技，以住戶個(gè)人指紋作為識(shí)別標(biāo)志，這種唯一性的安全識(shí)別元素可起到多項(xiàng)防護(hù)作用。近年來，指紋識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸精細(xì)化發(fā)展，主要涉及到指紋驗(yàn)證、指紋識(shí)別等兩大模塊。

4.1 驗(yàn)證模塊

對(duì)出入建筑區(qū)人員進(jìn)行身份認(rèn)證，這需要利用指紋識(shí)別系統(tǒng)的驗(yàn)證模塊，確定外來人員屬于小區(qū)業(yè)主或管理人員后放行入內(nèi)。指紋驗(yàn)證技術(shù)就是通過把一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采集到的指紋，與一個(gè)已經(jīng)登記的指紋進(jìn)行一對(duì)一的比對(duì)，如圖1，智能識(shí)別系統(tǒng)采用數(shù)字化驗(yàn)證模式，建筑區(qū)進(jìn)出人員指紋經(jīng)過自動(dòng)化掃描后實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證處理，據(jù)此確定身份。

圖1 指紋驗(yàn)證

4.2 辨識(shí)模塊

指紋辨識(shí)是把現(xiàn)場(chǎng)采集到的指紋同指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋逐一對(duì)比，從中找出與現(xiàn)場(chǎng)指紋相匹配的指紋。一般來說，智能建筑選用多功能辨識(shí)系統(tǒng)作為處理中心，從建筑區(qū)內(nèi)部系統(tǒng)功能完成智能掃描，進(jìn)而提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次的可操控性，避免系統(tǒng)設(shè)施出現(xiàn)各種異常損耗。

4.3 存儲(chǔ)模塊

隨著人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，門禁系統(tǒng)開始添加智能存儲(chǔ)模塊，主要用于建筑區(qū)內(nèi)人員識(shí)別與記錄控制，為后期掃描識(shí)別提供準(zhǔn)確依據(jù)。存儲(chǔ)模塊是由微型數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的錄入平臺(tái)，完成對(duì)人員指紋識(shí)別與存儲(chǔ)工作，進(jìn)而提升存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的可利用空間。智能存儲(chǔ)是不可缺少的一種技術(shù)，可針對(duì)不同建筑區(qū)提供相應(yīng)的存儲(chǔ)模塊，也能利用大數(shù)據(jù)庫(kù)空間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流量處理。對(duì)于高檔建筑區(qū)而言，智能識(shí)別與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)是不可缺少的技術(shù)內(nèi)容。

5 門禁系統(tǒng)自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)

門禁系統(tǒng)應(yīng)用于智能建筑是技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)物，利用門的權(quán)限控制技術(shù)提高安全防備，為居民建筑區(qū)創(chuàng)造優(yōu)越的生活環(huán)境。隨著智能技術(shù)的快速發(fā)展，門禁系統(tǒng)控制模式進(jìn)一步升級(jí)，指紋識(shí)別系統(tǒng)是門禁系統(tǒng)控制的先進(jìn)技術(shù)之一，具有人工智能、自主識(shí)別、快速控制等特點(diǎn)?；诳刂萍夹g(shù)條件下，門禁系統(tǒng)自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)應(yīng)用包括：

5.1 身份識(shí)別

早期門禁卡識(shí)別方式并不具有唯一性，一旦門卡丟失也會(huì)造成不必要的安全隱患。身份識(shí)別單元部分是門禁系統(tǒng)的重要組成部分，起到對(duì)通行人員的身份進(jìn)行識(shí)別和確認(rèn)的作用，實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別的方式和種類很多?，F(xiàn)代門禁系統(tǒng)以個(gè)人指紋識(shí)別為中心，主要有卡證類身份識(shí)別方式、密碼類識(shí)別方式、生物識(shí)別類身份識(shí)別方式以及復(fù)合類身份識(shí)別方式，門禁系統(tǒng)可靈活應(yīng)用多種方式對(duì)人員身份進(jìn)行識(shí)別。

5.2 處理控制

提高門禁系統(tǒng)自動(dòng)化識(shí)別水平，必須優(yōu)化數(shù)據(jù)識(shí)別處理模式。門禁控制器還負(fù)擔(dān)著運(yùn)行和處理的任務(wù)，對(duì)各種各樣的出入請(qǐng)求做出判斷和響應(yīng)，其中有運(yùn)算單元、存儲(chǔ)單元、輸入單元、輸出單元、通訊單元等組成。數(shù)據(jù)處理與控制是門禁系統(tǒng)的核心部分，也是門禁系統(tǒng)最重要的部分，如圖2。數(shù)據(jù)處理是否準(zhǔn)確直接關(guān)系著門禁系統(tǒng)的功能，對(duì)建筑區(qū)結(jié)構(gòu)安全控制具有決定性的作用。

圖2 門禁控制服務(wù)系統(tǒng)

5.3 傳感報(bào)警

在智能建筑中，門禁系統(tǒng)對(duì)異常信號(hào)具有告警功能，這需要借助智能傳感器完成操作控制。例如，傳感與報(bào)警單元部分包括各種傳感器、探測(cè)器和按鈕等設(shè)備。門禁系統(tǒng)還可以監(jiān)測(cè)出以下報(bào)警狀態(tài)：報(bào)警、短路、安全、開路、請(qǐng)求退出、噪聲、干擾、屏蔽、設(shè)備斷路、防拆等，避免建筑區(qū)電氣系統(tǒng)被破壞。利用傳感報(bào)警器完成安全監(jiān)控，大大降低了人工操控的難度。

6 結(jié)論

早期門禁系統(tǒng)采用門禁卡識(shí)別技術(shù)，這種識(shí)別方式也具有安全防護(hù)作用，但不是唯一性的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，一旦用戶門禁卡丟失則會(huì)埋下安全隱患。智能建筑區(qū)采用指紋識(shí)別技術(shù)，可全面提升建筑區(qū)安全防護(hù)系統(tǒng)，避免出入口識(shí)別失誤造成的安全隱患。智能建筑設(shè)計(jì)自動(dòng)化識(shí)別系統(tǒng)，應(yīng)詳細(xì)規(guī)劃指紋識(shí)別系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，提出切實(shí)可行的識(shí)別技術(shù)方案，體現(xiàn)人工智能技術(shù)在建筑區(qū)中的可利用功能。

[1]王永忠.人工智能技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[J].科技信息,2009，(03).

[2]吳選忠，倪子偉.人工智能新技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[J].福建建設(shè)科技，2005，(02).