出入口控制系統的物聯網應用

譚子毅

【摘要】本文討論了出入口控制系統的物聯網應用。出入口控制系統與物聯網的結合，主要在兩個方面，管理軟件的云平臺化和現場設備的智能化。本文著重討論現場設備的智能化。

【關鍵詞】物聯網;智能終端;智能門鎖;出入口控制;門禁管理

傳統的出入口控制系統，由管理系統和現場設備組成。管理系統包括運行管理軟件、實現數據存儲的服務器、工作站，及相關網絡設備。現場設備包括門禁控制器、讀卡器、電控鎖等。在物聯網的構架下，物理服務器形式的管理系統被云平臺管理軟件取代，現場設備實現智能化、集成化、網絡化，例如一把內置控制器、讀卡頭的電子鎖，輔以手機操作，簡化了系統結構、提供更友好便捷的操作界面，簡化了軟件部署、安裝乃至后期維護的工作。

1.選擇“上網”方案考慮因素

智能電子鎖“上網”的方法各式各樣，例如通過廠家自帶的專用網關，通過通用無線路由器，通過藍牙連接手機，經手機上網，在選擇“上網”方案時，需要考慮以下幾個因素。

1.1設備功耗

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、電池品質等因素影響。除了設備通訊的功耗，驅動電鎖執行開閉鎖操作的電子器件，檢測門開關狀態的電子器件，其功耗在幾十到幾百毫安，也是設備功耗不容忽視的一環。

1.2網絡安全

網絡安全有一個相當廣泛、技術復雜的話題，包括身份鑒別、數據加密、數據傳輸可靠性、密鑰管理等各個方面。

從云平臺到智能鎖的各個環節，所有數據都要求做加密處理。手機App與云平臺通訊，采用SSL協議保障數據在Internet上傳輸安全，確保數據傳輸過程中不會被截取及竊聽。手機App與云平臺通訊，采用Token機制，保證用戶的合法性。智能鎖與手機App通訊，采用多重密鑰匙技術、AES-128加密算法，保證數據安全。

1.3通訊干擾

目前較多無線設備采用的2.4G的無線頻段，包括ZigBee、藍牙、無線WiFi等，設備之間存在通訊干擾。同時，安裝環境對無線通訊也會產生信號衰減。可以考慮非2.4G頻段的無線通訊技術，例如，ZWAVE無線通訊技術，采用868HMz無線頻段，減少無線設備間的通訊干擾，同時提高了電子鎖與無線網關之間的通訊距離。

1.4響應時間

與傳統出入口控制系統相比，無線門鎖的響應時間并不占優。這主要受檢測設備狀態、無線通訊頻率影響，為平衡響應時間與設備耗電，往往會犧牲一些響應時間，降低無線通訊的動作和事件頻率。例如從管理軟件發出遠程開門指令，到門鎖開啟，有幾秒到幾十秒以上的延時。

各種網絡連接方式各有優缺點，不同的連網方式可以互為補充，以安朗杰安防技術SCHLAGE ENGAGE平臺的SCHLAGE LE電子鎖為例，該電子鎖內置WiFi、BLE低功耗藍牙、NFC多種無線通訊技術。通過BLE實現與自身系統無線網關的連接，實現重要數據的實時、自動上傳/下載;同時，BLE支持與手機、PAD設備的近距離通訊，通過手機APP實現與云平臺服務器的數據通訊，使操作員可以在門鎖前主動進行卡片授權、門鎖程序更新等實時操作。而WiFi通訊，是對BEL實時通訊的補充，門鎖內置的WiFi模塊，根據WiFi通訊參數設置，每天定時與云平臺服務器進行數據交互，上傳門鎖事件、下載平臺卡片授權，WiFi定時開啟通訊，平衡了數據自動傳輸和電鎖耗電，對數據實時性要求不高的場合，是一個不錯的選擇。

目前在門禁系統中，還存在大量的傳統電控鎖產品，如磁力鎖、電插鎖、電鎖扣等設備。這些電控鎖由于產品結構、安裝位置、使用環境等因素，無法如上述智能鎖實現集成化，成為一把可以“上網”的智能門鎖。

為了使傳統電鎖也能“上網”，SCHLAGE ENGAGE平臺提供SCHLAGE CTE門禁控制器設備，SCHLAGE CTE門禁控制器同樣內置BLE、WiFi通訊模塊，與云平臺的通訊方式與上述電子鎖相同。控制器采用有線方式連接前端讀卡器、電控鎖設備。

通過SCHLAGE CTE門禁控制器除了可以連接傳統電控鎖外，由于控制器可以提供輸入、輸出觸點，為實現與其他系統的實時聯動提供了基礎，如火災報警系統。

通過上述手段，可以使傳統的出入口控制系統納入云平臺管理系統。由此可見，在出入口控制系統中，接入物聯網的可以是一把電子鎖，也可以是一個控制器。

2.物聯網智能終端產品優勢

推廣物聯網智能終端產品應用，就必須了解其優勢所在，建議從以下幾方面加以考慮：

2.1容易安裝

物聯網終端設備采用電池供電，無線聯網，無需布線。通過設備內置的各種探測器，提供豐富的門開/關，鎖開/關狀態，無需額外安裝門磁開關等外部裝置。電子鎖的鎖體與機械鎖的鎖體完全兼容，輕松實現從機械安防到電子安防的升級。

2.2容易管理

以SCHLAG ENGAGE平臺為例，物聯網終端設備通過手機App進行設備運行參數設置，直觀、方便，免卻傳統模式下門禁控制器網絡通訊調試，前端讀卡器和探測器調試的工作。日常使用過程中，可以通過手機App或電腦瀏覽器進行用戶管理、卡片管理、卡片授權、事件記錄查詢等操作。另外，由于系統結構簡單，后期的系統維護工作量遠小于傳統出入口控制系統。

2.3適用性強

產品可以應用于各種安裝條件、使用環境，可以用于新建項目，也可以支持現有項目改造。作為出入口控制的現場前端設備，除了電子性能外，機械性能也是一個重要考慮的因素，例如對重要設備房、普通辦公室、通道門，就會有不同鎖具的要求，提供整套解決方案，讓每個出入口都可以納入物聯網管理平臺。

2.4方便集成

若物聯網智能終端設備需要接入第三方管理平臺，實現第三方軟件對物聯網終端設備的管理，有兩種途徑，通過無線網關直接與第三方管理平臺連接，無線網關通過IP端口接入網絡交換機，最終實現與管理平臺的連接;或者將無線網關接入現有門禁系統的門禁控制器，例如無線網關通過RS485通訊端口接入ACP門禁控制器。

無論采用哪一種方式，第三方根據物聯網智能設備供應商提供的接口開發文檔，將智能設備接入其網絡內。通過IP端口的接入方式，相對來說開發工作量較少，通用性較強，而通過RS485接入門禁控制器的方式，與第三方系統綁定緊密，能更好地融入第三方管理平臺，智能設備的表現很大程度上取決于第三方系統的功能及性能。

隨著物聯網應用的普及、無線通訊技術的發展，智能門鎖的“上網”之路越來越豐富，例如內置NBIoT模塊的智能電子鎖，電子鎖直接與無線基站通訊，簡化通訊環節，由運營商提供的專業通訊條件，提高系統穩定性、提供更多的增值服務。5G網絡的商用化，為大數據量的無線數據傳輸提供了基礎，身份識別技術不再局限于密碼、卡片，指紋、人臉識別亦能實現實時數據傳輸。同時，將會有更多的機械五金產品“觸電”，除了傳統的門鎖，還有逃生裝置、閉門器、合頁等，通過保留其機械操作功能和性能，增加電的功能，實現對設備的遠程監視和控制。

傳統出入口控制系統的物聯網應用，是一個循序漸進的過程，相比起物理服務器、C/S軟件架構到云平臺、B/S軟件架構的升級，前端設備的物聯網之路更具多樣性。出入口控制系統的物聯網應用，期待更多的智能化、網絡化前端設備。

參考文獻

[1] 王春媚，張杰.《物聯網技術與應用》北京： 化學工業出版社 2016

[2] 余智豪，馬莉，胡春萍.《物聯網安全技術》北京：清華大學出版社 2016

[作者單位：安朗杰安防技術（中國）有限公司 ]

【中圖分類號】TU85

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2019）10-0042-02