1、分布式門禁管理系統(tǒng)設(shè)計方案比較及實(shí)現(xiàn)摘 要 文章比較了分布式門禁管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與識別方式設(shè)計方案。著重描述了某移動公司的分布式門禁系統(tǒng)的組成與實(shí)現(xiàn)，闡述了其功能與特點(diǎn)。關(guān)鍵詞 門禁系統(tǒng) 分布式 射頻卡 數(shù)據(jù)傳輸 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及現(xiàn)代社會發(fā)展的需要，以鑰匙代表進(jìn)出權(quán)限的傳統(tǒng)時代正逐步結(jié)束。一種集信息管理，計算機(jī)控制、識別技術(shù)于一體的全新智能門禁管理產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活。門禁管理是當(dāng)今人們普遍關(guān)心的問題，一套有效的門禁管理系統(tǒng)可以大大提高單位或大廈的安全保衛(wèi)能力，防止非法闖入、盜竊、搶奪等不良行為的發(fā)生。還可以為建立公平合理的考勤制度打下基礎(chǔ)，創(chuàng)造出一種公平的、具有緊迫感的工作環(huán)境。門

2、禁系統(tǒng)的基本功能就是識別出入者的身份。隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展，許多場所的門禁系統(tǒng)通常根據(jù)實(shí)際需要與其它的管理系統(tǒng) 合并為一個綜合的管理系統(tǒng)。我國居民樓最原始的門禁系統(tǒng)是通過盤問或查看來識別拜訪者的合法性的一種對講或可視系統(tǒng)。在國外，辦公大樓的門禁管理與考勤管理合為一體；停車場的出入管理與收費(fèi)系統(tǒng)合為一體，用戶只需攜帶用于身份識別的磁卡或卡，即可出入相應(yīng)場所，系統(tǒng)會自動進(jìn)行出入登記、考勤記錄、記帳收費(fèi)等操作。在國內(nèi)的一些大型酒店，也采用了通過卡或磁卡來識別客人身份的客戶管理系統(tǒng)?？腿丝赏ㄟ^卡或磁卡的識別出入電梯、房間，或者在酒店內(nèi)消費(fèi)。本文主要對分布式門禁管理系統(tǒng)識別方式與

3、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計方案進(jìn)行了比較，介紹了筆者參與的為某移動公司開發(fā)的基于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆植际娇ㄩT禁系統(tǒng)。 方案歸納及比較分布式門禁管理系統(tǒng)除了具有門禁系統(tǒng)的一般共性外，還具備鮮明的自身特點(diǎn)。在分析國內(nèi)部分門禁管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計者對門禁管理系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的各種不同方案進(jìn)行了歸納總結(jié)。下面主要從數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與門禁識別方式兩方面進(jìn)行闡述。 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)建立分布式門禁管理系統(tǒng)的一個關(guān)鍵技術(shù)是分布在不同地方門禁控制器與控制中心之間的數(shù)據(jù)傳輸方式。數(shù)據(jù)傳輸分為非聯(lián)網(wǎng)模式和聯(lián)網(wǎng)模式。非聯(lián)網(wǎng)模式各門禁控制器獨(dú)立運(yùn)行，無須聯(lián)網(wǎng)，使用手提電腦到現(xiàn)場進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、校對時間、下載開門記錄等操作。聯(lián)網(wǎng)模式各門禁控制器聯(lián)

4、網(wǎng)運(yùn)行，在監(jiān)控中心使用“基站門禁系統(tǒng)監(jiān)控軟件”即可完成系統(tǒng)設(shè)置、校對時間、下載開門記錄等工作。下面主要介紹聯(lián)網(wǎng)方式的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。1.1.1 用RS-232/485信號方式為一般單位設(shè)計的門禁系統(tǒng)通常采用架設(shè)專用通信線的方案，用信號方式實(shí)現(xiàn)計算機(jī)之間的通信。服務(wù)器的通信模塊采用典型的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，在管理主機(jī)上加裝公司的多串口卡（ 系列）或 口機(jī)架型串口設(shè)備服務(wù)器進(jìn)行串口擴(kuò)展。每臺主機(jī)可以安裝塊串口卡，最多可以控制個門禁控制點(diǎn)，串口輸出的信號通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成接口，通過工業(yè)總線傳輸。相應(yīng)的門禁控制器也需經(jīng)過的轉(zhuǎn)換掛接對應(yīng)的總線。通信協(xié)議接口是目前最常用的串行接口，即接口，是由 標(biāo)準(zhǔn)確定的。通信協(xié)

5、議是工業(yè)界使用最為廣泛的雙向、平衡傳輸線標(biāo)準(zhǔn)，支持多點(diǎn)連接，允許創(chuàng)建多達(dá)個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，并且傳輸距離可達(dá)。所以，若要延長通信距離必須加裝信號加強(qiáng)器。1.1.2 網(wǎng)絡(luò)型方式相對于用信號方式系統(tǒng)只能在已建置的配線范圍內(nèi)安裝有限的模塊，網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)能夠利用現(xiàn)代企業(yè)或社區(qū)內(nèi)部已普遍架設(shè)的局域網(wǎng)線路，把門禁系統(tǒng)融入成為局域網(wǎng)甚至是英特網(wǎng)的一部分。因此，無須重新配線，只要利用現(xiàn)有的局域網(wǎng)線路，即可輕松架設(shè)一套門禁系統(tǒng)。方便管理者統(tǒng)一管理，而且不需另外花費(fèi)金錢和時間來架設(shè)線路，既能節(jié)省管理方面的開銷，又能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Я?。新型的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器在不同地方門禁控制器與控制中心之間利用的架構(gòu)傳輸數(shù)據(jù)，能支持速率，因

6、此只要利用作為中繼器，通信距離幾乎可以無限延伸。如果控制中心有英特網(wǎng)的真實(shí)，就可以把位于世界任何角落的另一臺端，透過英特網(wǎng)進(jìn)行連結(jié)，把位于不同地方的各個模塊加入到同一個系統(tǒng)內(nèi)。所以更方便系統(tǒng)的建置與擴(kuò)充，這是以往的門禁系統(tǒng)所無法做到的。1.1.3 無線數(shù)據(jù)傳輸方式另外一種方案便是利用移動通信，即使用無線調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，該方式可分為（分組無線交換業(yè)務(wù)）或手機(jī)短信兩種方式傳輸數(shù)據(jù)。短信方式只需要提供卡就可以實(shí)現(xiàn)，但不保證傳輸?shù)膶?shí)時性；方式可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時傳輸，但是需要申請開通業(yè)務(wù)。在價格上無線調(diào)制解調(diào)器也是可以接受的。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信中還可以使用電話線調(diào)制解調(diào)器（）的撥號連接方式等。 門禁識別

7、方式現(xiàn)有的門禁識別方式包括類；第一類門禁識別方式：單一的鍵盤輸入密碼方式；第二類門禁識別方式：包括接觸卡式，（例如：磁碼卡、鐵碼卡）、接觸式卡、條碼卡等；第三類門禁識別方式：感應(yīng)卡即非接觸式卡。非接觸卡又稱作射頻卡，是一種利用無線電波進(jìn)行讀寫的卡。與接觸式卡不同，射頻卡無需將卡插入專門的讀寫插座，只需在讀卡器上方晃動，就能夠?qū)崿F(xiàn)信息的讀寫；第四類門禁識別方式。生物識別，所謂生物識別技術(shù)就是利用人體具有惟一的且終身不變的生物特征，如：指紋、掌紋、虹膜、面容、語音、手形甚至等，結(jié)合計算機(jī)處理技術(shù)進(jìn)行個人身份驗(yàn)證的技術(shù)。生物識別是一種不需要記憶、不會丟失、不會被盜用的使用者惟一具有的身份識別方式。指

8、紋和掌紋辨別一般用于安全要求較高的出入口控制系統(tǒng)。而自動指紋識別技術(shù)是所有這些生物識別技術(shù)中最成熟、最方便和目前應(yīng)用最多的一種技術(shù)。 移動公司的分布式門禁系統(tǒng)隨著移動通信的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)容，端局和基站數(shù)量不斷增多。采用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)管理科學(xué)化是保證業(yè)務(wù)安全運(yùn)作的基本途徑，建立集實(shí)時監(jiān)控與管理于一體的基站門禁管理系統(tǒng)，正是加強(qiáng)移動通信局站管理的一項重要措施。我們?yōu)槟骋苿庸鹃_發(fā)了基于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆植际娇ㄩT禁系統(tǒng)。一套先進(jìn)、穩(wěn)定、實(shí)用、使用方便的門禁系統(tǒng)能夠很大程度地提高端局和基站的安全性，減少意外事故的發(fā)生，從而為移動業(yè)務(wù)快捷、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)提供有力的保障。 系統(tǒng)的組成系統(tǒng)由控制中心和若干基站

9、門禁系統(tǒng)組成。控制中心包括：管理微機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、發(fā)卡器、無線、打印機(jī)、電源等設(shè)備。門禁控制中心的微機(jī)管理系統(tǒng)采用 操作系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)庫。軟件包括實(shí)時監(jiān)控、門禁管理、門禁報表、系統(tǒng)維護(hù)四個主模塊?；鹃T禁系統(tǒng)包括：安全門、電動開門器、射頻卡感應(yīng)器、門禁控制器、無線及電源等設(shè)備。下面主要介紹移動公司的分布式門禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)與識別方式。 系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)針對該移動通信局站的特殊要求該門禁系統(tǒng)除有一般門禁系統(tǒng)的功能外，還突出了以下的特點(diǎn)：（）強(qiáng)大的遠(yuǎn)程集中、實(shí)時監(jiān)控管理功能?？刂乒芾碇行目蓪Ψ稚⒌乃幸苿油ㄐ啪终镜穆?lián)網(wǎng)門禁控制器進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)人員出入信息和設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時顯示，以及對設(shè)

10、備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控開門、參數(shù)設(shè)置等；（）控制中心和基站門禁之間采用無線數(shù)據(jù)通信方式，充分利用了移動通信的優(yōu)勢和資源，對原有通訊系統(tǒng)無任何變動和干擾，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、維護(hù)方便、可靠、擴(kuò)展靈活、投入成本?。唬ǎ┎黄茐脑撘苿油ㄐ啪终粳F(xiàn)有防盜門系統(tǒng)。該門禁系統(tǒng)只需對移動通信局站稍加改進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)對原有機(jī)械鎖的閉開控制，不影響現(xiàn)有防盜門的防盜性能；（）有多種開門方式；（）可擴(kuò)展性與一卡多用性?？ǔ糜陂T禁系統(tǒng)，也可用于停車、考勤、消費(fèi)等管理系統(tǒng)，真正做到“一卡通”，提高管理效率和水平；（）采用多級隔離技術(shù)?？刂乒芾碇行牡墓收喜粫Ρ槐O(jiān)控設(shè)備產(chǎn)生影響；門禁設(shè)備與通訊設(shè)備相互獨(dú)立，通訊設(shè)備故障不影響門禁的使用；（）

11、嚴(yán)格的權(quán)利控制機(jī)制。門禁的日常管理和控制集中在控制中心，控制中心設(shè)置多級管理員權(quán)限，嚴(yán)格約束管理級別。所有開門記錄都可保存和制表打印。 基于移動通信的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)控制中心和若干基站門禁系統(tǒng)分布在一個城市中的不同地方。用信號方式和以太網(wǎng)方案實(shí)現(xiàn)控制中心和基站門禁系統(tǒng)之間的通訊，對移動公司的基站門禁系統(tǒng)來說顯然都不適用。用電話線調(diào)制解調(diào)器（）的撥號連接方式需要向電信公司租用電話線或?qū)Ｓ镁€，不僅費(fèi)用大，而且維護(hù)不便?？梢钥紤]利用基站現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸線，把門禁系統(tǒng)的信息插入通信數(shù)據(jù)之中，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)交換到達(dá)控制中心。這種方式需要與移動通信系統(tǒng)的設(shè)備發(fā)生聯(lián)系，技術(shù)比較復(fù)雜，也容易影響移動通信系統(tǒng)的正常工作。而

12、且，雖然不需要向電信公司租用電話線或?qū)Ｓ镁€，但是仍需要使用的信號接口和時隙信號進(jìn)出設(shè)備，投入的成本較高。另外一種方案便是利用移動通信進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，即使用無線調(diào)制解調(diào)器用（分組無線交換業(yè)務(wù)）或手機(jī)短信方式傳輸數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)的無線通訊模塊通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)以短信息方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時監(jiān)控，可以支持。它充分利用了短信息隨時在線（ ）、不需撥號、價格便宜、覆蓋范圍廣、特別適合于需頻繁傳送小流量數(shù)據(jù)的應(yīng)用等特點(diǎn)。在推出短信息模塊和接口軟件之前，許多開發(fā)商使用普通民用手機(jī)來做短信息的收發(fā)控制產(chǎn)品，但因?yàn)槭謾C(jī)本身不是工業(yè)級產(chǎn)品，它在控制中會經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，同時它的供電模式?jīng)Q定了它不能長

13、時間地穩(wěn)定工作。而工業(yè)級系列短信息模塊正解決了這個難題，它可以長時間地穩(wěn)定工作。用戶可以完全放心地將它嵌入到系統(tǒng)中，不管是系統(tǒng)，還是純粹的短信息應(yīng)用系統(tǒng)，該模塊都能出色地完成任務(wù)。本系統(tǒng)利用無線通訊模塊對移動公司基站門禁系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。 采用非接觸射頻卡門禁系統(tǒng)基站門禁系統(tǒng)的設(shè)計主要考慮采用什么樣的門禁識別方式。在本門禁系統(tǒng)中，持卡者進(jìn)門前將卡片接近讀卡器，卡號就被讀出，如果是合法卡號，再按照提示用按鍵輸入自己的密碼，如果也正確，門禁控制器就控制電鎖開門。采用卡密碼的開門方式是為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性。出門時只要按出門按鈕，電鎖就自動開門。當(dāng)出現(xiàn)非正常開門狀況時，電

14、鎖可以向控制器輸出報警信號。與接觸式卡相比較，射頻卡具有以下優(yōu)點(diǎn)：（）可靠性高。由于卡與讀寫器之間無接觸，就不會出現(xiàn)接觸不良、機(jī)械磨損等故障。由于芯片被完全密封在卡片內(nèi)，可以防水、防潮、防靜電擊穿，并且大大減少芯片脫落、卡片彎曲損壞等問題的可能性；（）操作方便、快捷。非接觸卡使用時沒有方向性，不需進(jìn)行拔插動作，只要靠近讀寫器就可以進(jìn)行讀寫操作，大大提高了每次使用的速度；（）防沖突。射頻卡有快速防沖突機(jī)制，能防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，因此讀寫器可以“同時”處理多張非接觸式射頻卡；（）防偽性能好。按照國際標(biāo)準(zhǔn)，射頻卡的序列號是唯一的（互不重復(fù)），制造廠家在產(chǎn)品出廠前已將此序列號固化，且不可再更改，

15、對卡中的數(shù)據(jù)可以采取加密措施。而且卡中各個扇區(qū)都有自己的操作密碼和訪問條件；（）應(yīng)用范圍廣。射頻卡的存儲器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)保證其可以一卡多用，在不同的系統(tǒng)中用戶可以使用卡的不同存儲扇區(qū)，并且設(shè)定自己的密碼和訪問條件。本方案中移動基站使用非接觸卡的門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。指紋鑒別技術(shù)也可以用于門禁控制系統(tǒng)。理論上可以認(rèn)為每個人的指紋是互不重復(fù)和終身不變的，利用指紋技術(shù)來控制門禁也可以達(dá)到很高的可靠性，并且使用方便（不需要攜帶卡片，這是指紋系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)）。但實(shí)際上由于受到指紋采集條件的不確定性、指紋圖像的精度、對識別速度的要求、指紋識別軟件的功能等條件的限制，指紋識別的準(zhǔn)確性并不很高。指紋識別的正確性包括誤認(rèn)和拒認(rèn)兩個指標(biāo)，他們是互相矛盾的。通常這兩個指標(biāo)能夠同時達(dá)到低于