出入口控制系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

譚子毅

【摘要】本文討論了出入口控制系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。出入口控制系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，主要在兩個(gè)方面，管理軟件的云平臺(tái)化和現(xiàn)場設(shè)備的智能化。本文著重討論現(xiàn)場設(shè)備的智能化。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);智能終端;智能門鎖;出入口控制;門禁管理

傳統(tǒng)的出入口控制系統(tǒng)，由管理系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備組成。管理系統(tǒng)包括運(yùn)行管理軟件、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的服務(wù)器、工作站，及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?，F(xiàn)場設(shè)備包括門禁控制器、讀卡器、電控鎖等。在物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架下，物理服務(wù)器形式的管理系統(tǒng)被云平臺(tái)管理軟件取代，現(xiàn)場設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化，例如一把內(nèi)置控制器、讀卡頭的電子鎖，輔以手機(jī)操作，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提供更友好便捷的操作界面，簡化了軟件部署、安裝乃至后期維護(hù)的工作。

1.選擇“上網(wǎng)”方案考慮因素

智能電子鎖“上網(wǎng)”的方法各式各樣，例如通過廠家自帶的專用網(wǎng)關(guān)，通過通用無線路由器，通過藍(lán)牙連接手機(jī)，經(jīng)手機(jī)上網(wǎng)，在選擇“上網(wǎng)”方案時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)因素。

1.1設(shè)備功耗

通常這些智能鎖采用電池供電，無需布線，但電池供電容易受門鎖使用頻率、無線通訊技術(shù)、電池品質(zhì)等因素影響。除了設(shè)備通訊的功耗，驅(qū)動(dòng)電鎖執(zhí)行開閉鎖操作的電子器件，檢測(cè)門開關(guān)狀態(tài)的電子器件，其功耗在幾十到幾百毫安，也是設(shè)備功耗不容忽視的一環(huán)。

1.2網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)安全有一個(gè)相當(dāng)廣泛、技術(shù)復(fù)雜的話題，包括身份鑒別、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)傳輸可靠性、密鑰管理等各個(gè)方面。

從云平臺(tái)到智能鎖的各個(gè)環(huán)節(jié)，所有數(shù)據(jù)都要求做加密處理。手機(jī)App與云平臺(tái)通訊，采用SSL協(xié)議保障數(shù)據(jù)在Internet上傳輸安全，確保數(shù)據(jù)傳輸過程中不會(huì)被截取及竊聽。手機(jī)App與云平臺(tái)通訊，采用Token機(jī)制，保證用戶的合法性。智能鎖與手機(jī)App通訊，采用多重密鑰匙技術(shù)、AES-128加密算法，保證數(shù)據(jù)安全。

1.3通訊干擾

目前較多無線設(shè)備采用的2.4G的無線頻段，包括ZigBee、藍(lán)牙、無線WiFi等，設(shè)備之間存在通訊干擾。同時(shí)，安裝環(huán)境對(duì)無線通訊也會(huì)產(chǎn)生信號(hào)衰減。可以考慮非2.4G頻段的無線通訊技術(shù)，例如，ZWAVE無線通訊技術(shù)，采用868HMz無線頻段，減少無線設(shè)備間的通訊干擾，同時(shí)提高了電子鎖與無線網(wǎng)關(guān)之間的通訊距離。

1.4響應(yīng)時(shí)間

與傳統(tǒng)出入口控制系統(tǒng)相比，無線門鎖的響應(yīng)時(shí)間并不占優(yōu)。這主要受檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)、無線通訊頻率影響，為平衡響應(yīng)時(shí)間與設(shè)備耗電，往往會(huì)犧牲一些響應(yīng)時(shí)間，降低無線通訊的動(dòng)作和事件頻率。例如從管理軟件發(fā)出遠(yuǎn)程開門指令，到門鎖開啟，有幾秒到幾十秒以上的延時(shí)。

各種網(wǎng)絡(luò)連接方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，不同的連網(wǎng)方式可以互為補(bǔ)充，以安朗杰安防技術(shù)SCHLAGE ENGAGE平臺(tái)的SCHLAGE LE電子鎖為例，該電子鎖內(nèi)置WiFi、BLE低功耗藍(lán)牙、NFC多種無線通訊技術(shù)。通過BLE實(shí)現(xiàn)與自身系統(tǒng)無線網(wǎng)關(guān)的連接，實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、自動(dòng)上傳/下載;同時(shí)，BLE支持與手機(jī)、PAD設(shè)備的近距離通訊，通過手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)與云平臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)通訊，使操作員可以在門鎖前主動(dòng)進(jìn)行卡片授權(quán)、門鎖程序更新等實(shí)時(shí)操作。而WiFi通訊，是對(duì)BEL實(shí)時(shí)通訊的補(bǔ)充，門鎖內(nèi)置的WiFi模塊，根據(jù)WiFi通訊參數(shù)設(shè)置，每天定時(shí)與云平臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，上傳門鎖事件、下載平臺(tái)卡片授權(quán)，WiFi定時(shí)開啟通訊，平衡了數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸和電鎖耗電，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求不高的場合，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

目前在門禁系統(tǒng)中，還存在大量的傳統(tǒng)電控鎖產(chǎn)品，如磁力鎖、電插鎖、電鎖扣等設(shè)備。這些電控鎖由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、安裝位置、使用環(huán)境等因素，無法如上述智能鎖實(shí)現(xiàn)集成化，成為一把可以“上網(wǎng)”的智能門鎖。

為了使傳統(tǒng)電鎖也能“上網(wǎng)”，SCHLAGE ENGAGE平臺(tái)提供SCHLAGE CTE門禁控制器設(shè)備，SCHLAGE CTE門禁控制器同樣內(nèi)置BLE、WiFi通訊模塊，與云平臺(tái)的通訊方式與上述電子鎖相同?？刂破鞑捎糜芯€方式連接前端讀卡器、電控鎖設(shè)備。

通過SCHLAGE CTE門禁控制器除了可以連接傳統(tǒng)電控鎖外，由于控制器可以提供輸入、輸出觸點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)提供了基礎(chǔ)，如火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

通過上述手段，可以使傳統(tǒng)的出入口控制系統(tǒng)納入云平臺(tái)管理系統(tǒng)。由此可見，在出入口控制系統(tǒng)中，接入物聯(lián)網(wǎng)的可以是一把電子鎖，也可以是一個(gè)控制器。

2.物聯(lián)網(wǎng)智能終端產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

推廣物聯(lián)網(wǎng)智能終端產(chǎn)品應(yīng)用，就必須了解其優(yōu)勢(shì)所在，建議從以下幾方面加以考慮：

2.1容易安裝

物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備采用電池供電，無線聯(lián)網(wǎng)，無需布線。通過設(shè)備內(nèi)置的各種探測(cè)器，提供豐富的門開/關(guān)，鎖開/關(guān)狀態(tài)，無需額外安裝門磁開關(guān)等外部裝置。電子鎖的鎖體與機(jī)械鎖的鎖體完全兼容，輕松實(shí)現(xiàn)從機(jī)械安防到電子安防的升級(jí)。

2.2容易管理

以SCHLAG ENGAGE平臺(tái)為例，物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備通過手機(jī)App進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，直觀、方便，免卻傳統(tǒng)模式下門禁控制器網(wǎng)絡(luò)通訊調(diào)試，前端讀卡器和探測(cè)器調(diào)試的工作。日常使用過程中，可以通過手機(jī)App或電腦瀏覽器進(jìn)行用戶管理、卡片管理、卡片授權(quán)、事件記錄查詢等操作。另外，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，后期的系統(tǒng)維護(hù)工作量遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)出入口控制系統(tǒng)。

2.3適用性強(qiáng)

產(chǎn)品可以應(yīng)用于各種安裝條件、使用環(huán)境，可以用于新建項(xiàng)目，也可以支持現(xiàn)有項(xiàng)目改造。作為出入口控制的現(xiàn)場前端設(shè)備，除了電子性能外，機(jī)械性能也是一個(gè)重要考慮的因素，例如對(duì)重要設(shè)備房、普通辦公室、通道門，就會(huì)有不同鎖具的要求，提供整套解決方案，讓每個(gè)出入口都可以納入物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)。

2.4方便集成

若物聯(lián)網(wǎng)智能終端設(shè)備需要接入第三方管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)第三方軟件對(duì)物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的管理，有兩種途徑，通過無線網(wǎng)關(guān)直接與第三方管理平臺(tái)連接，無線網(wǎng)關(guān)通過IP端口接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)與管理平臺(tái)的連接;或者將無線網(wǎng)關(guān)接入現(xiàn)有門禁系統(tǒng)的門禁控制器，例如無線網(wǎng)關(guān)通過RS485通訊端口接入ACP門禁控制器。

無論采用哪一種方式，第三方根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備供應(yīng)商提供的接口開發(fā)文檔，將智能設(shè)備接入其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。通過IP端口的接入方式，相對(duì)來說開發(fā)工作量較少，通用性較強(qiáng)，而通過RS485接入門禁控制器的方式，與第三方系統(tǒng)綁定緊密，能更好地融入第三方管理平臺(tái)，智能設(shè)備的表現(xiàn)很大程度上取決于第三方系統(tǒng)的功能及性能。

隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及、無線通訊技術(shù)的發(fā)展，智能門鎖的“上網(wǎng)”之路越來越豐富，例如內(nèi)置NBIoT模塊的智能電子鎖，電子鎖直接與無線基站通訊，簡化通訊環(huán)節(jié)，由運(yùn)營商提供的專業(yè)通訊條件，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、提供更多的增值服務(wù)。5G網(wǎng)絡(luò)的商用化，為大數(shù)據(jù)量的無線數(shù)據(jù)傳輸提供了基礎(chǔ)，身份識(shí)別技術(shù)不再局限于密碼、卡片，指紋、人臉識(shí)別亦能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，將會(huì)有更多的機(jī)械五金產(chǎn)品“觸電”，除了傳統(tǒng)的門鎖，還有逃生裝置、閉門器、合頁等，通過保留其機(jī)械操作功能和性能，增加電的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。

傳統(tǒng)出入口控制系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，相比起物理服務(wù)器、C/S軟件架構(gòu)到云平臺(tái)、B/S軟件架構(gòu)的升級(jí)，前端設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)之路更具多樣性。出入口控制系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，期待更多的智能化、網(wǎng)絡(luò)化前端設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

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[作者單位：安朗杰安防技術(shù)（中國）有限公司 ]

【中圖分類號(hào)】TU85

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1671-3362（2019）10-0042-02