门禁管理系统的设备选型与配置

　　（1）系统选型原则
　　　①对于单门控制或门数比较少且门之间没有关联的情况，系统采用卡片、控制器读卡器联体设备和电锁等；
　　　②对于多门之间有关联但系统属于普通安全级别的情况，系统采用卡片、控制器、读卡器、电锁、管理中心软件等；
　　　③对于多门之间有关联且系统安全级别高的情况，系统采用密码键盘、生物特征识别器、控制器、电锁、管理中心软件等。
　　（2）传输方式的选择
　　对于管理区域较小，距离较近的门禁管理系统一般采用单机控制型；而对于管理区域较大，或距离较远的门禁管理系统可以采用网络型。学校工业中心属于前者，只要设立一个控制中心即可，所以采用单机控制型。传输的信号包括控制信号、数据信号和电源信号。
　　对于控制和数据信号：根据具体设备要求选用232/485/422等不同的通信方式。
　　对于电源信号：有统一供电和就地取电两种情况。
　　系统主要设备选用：包括IC卡片、读卡器、出门按钮、门磁、电子锁、门禁控制器和管理主机；
　　门禁控制器与管理主机通讯方式采用RS485通讯方式，通过通讯转换器，与管理主机连接；
　　传输线路的线缆选用：识读设备与控制器之间的通信用信号线采用多芯屏蔽双绞线，一般长度不超过100米；门磁开关及出门按钮与门禁控制器之间通信用信号线，线芯最小截面积为0.50mm2；门禁控制器与锁之间的绝缘导线，线芯最小截面积为1.0mm2；门禁控制器与管理主机之间通讯用信号线采用双绞铜芯绝缘导线，线径根据传输距离计算，线芯最小截面积应大于0.50mm2。
　　电源供电方式选择：所有门禁控制器统一供电；所有门锁就地供电。
　　(3)设备分类选型
　　[信息输入设备]
　　信息输入设备目的就是把通道口信息输入到控制器中。
　　根据应用形式，可以分卡片和读卡器组合、生物特征识别仪、密码键盘、门磁、出门按钮等，每种形式都能完成把通　　道口信息传送到控制器的功能。
　　　①卡片:卡片是开门的钥匙，也是进出人员的身份证。
　　　从工作方式来分可分为接触卡和感应卡，
　　　接触卡是早期门禁产品采用的产品，读卡器要想识别卡中的信息，必须与卡摩擦接触；
　　　感应卡因为使用寿命长、保密性强，得到广泛应用，卡只需要与读卡器保持在一定的距离之内，读卡器就能识别卡中的信息，不需要摩擦接触。非接触卡包括非接触ID卡和非接触IC卡。
　　　IC卡为可读可写的射频卡。缺点：价格稍贵，感应距离短；优点：适合非定额消费系统、停车场系统、门禁考勤系统、一卡通等。
　　　ID卡为只能读不能写的射频卡。优点：性能较强，市场占有率最高，读卡距离长；缺点：只读，适合门禁、考勤、停车场等系统，不适合非定额消费系统，安全性较差，复制卡较容易，给安全造成威胁；

　　　按卡片种类又分为磁卡和射频卡
　　　磁卡：是在塑料卡片内贴上可读写磁条，使用这种卡片的门禁系统，使用方便，价格便宜，这种系统一经出现，迅速被广泛采用；但是随着大型酒店、智能大厦等的不断发展，门禁管理系统的作用也越来越强，磁卡缺点突现：磁卡存储信息量小，磁卡容易与读卡器产生机械磨损、容易被消磁，寿命较短。

　　　射频卡（如图4.1.14所示）：采用电子回路和感应线圈，射频卡进入读卡器能量范围内产生共振，感应电流使电子回路发射信号到读卡器，经过读卡器将接收的信号转换成为卡片资料，送到控制器进行比对，决策是否打开通道口的执行机构。这种射频卡具有存储运算功能，经过门禁管理软件初始化和授权后，成为控制门锁开关的特殊钥匙。智能IC卡存储容量大、不易复制，目前非接触式IC卡在普通安全级别的门禁管理系统中广泛采用，卡片开门方便安全、寿命长、安全性高，可以实现双向控制，卡片很难被复制。
　　　选型：
　　　目前射频卡应用最为广泛，又可以分为只读ID卡和可读可写IC卡。ID卡的感应距离和性价比高于IC卡，但IC卡能存储更多的信息，实现更广泛的应用。市场上最常见的IC卡是EM卡；最常见的IC卡为PHILIPS的MIFARE1卡，IC卡还有logic卡和TM卡等，但市场份额较少。其中Mifare one（简称M1）卡和EM卡，在非接触卡的市场份额达到了90％，通用性和兼容性好。对于安全性和唯一性要求高的场合，可以考虑选用INDALA（Motorola）卡，其加密技术高且可以定制加密格式。
　　　②读卡器：门禁读卡器是门禁管理系统信息输入的关键设备，用于读取卡片中的数据，关系到整个门禁管理系统的稳定性。
　　　读卡器根据读取信息方式不同分为接触式读卡器和非接触式的读卡器。
　　　a．接触式读卡器
　　　接触式IC卡读写器（如图4.1.15所示）要能读写符合ISO7816标准的IC卡，通常情况下，接触式读卡器直接连接管理计算机，连接方式可分为普通串口和USB接口形式，读卡器包括中央控制器单元、IC卡接口电路、通讯接口电路等部分组成。

　　　中央控制器单元（MCU）：实现信号的输入输出及信息存储控制，通常带USB和UART（并串行转换）通讯功能，具有多个输入输出接口。
　　　IC卡接口电路：提供IC卡与MCU通信，保证通信和数据交换的安全与可靠。
　　　通讯接口电路：实现信息的接收、发送及信号格式的转换。
　　　其它部分：可以根据需要配置其它必要的电路，如指示灯，蜂鸣器等。
　　　b．非接触式读卡器
　　　非接触卡(又称射频卡Radio Frequency，RF卡)（如图4.1.16所示）把具有微处理器的集成电路芯片和天线封装在塑料基片中，没有对外触点。读卡器采用磁感应技术，通过无线方式对卡片中的信息进行读写。现在非接触式读卡器国际通行的标准接口协议为Wiegand 26bit，比如Wiegand读卡器和Indala HID读卡器等都遵守该协议。

　　　射频卡和非接触式读卡器工作原理（如图4.1.17所示）：在感应式技术应用中，读卡器不断通过其内部线圈发出125kHz电磁场激发信号，当感应卡放在读卡器读卡范围内时，卡内线圈在激发信号感应下产生微弱电流，提供卡内集成电路电源，卡内存贮的数据信息，通过62.5kHz调制信号传输到读卡器，读卡器将接收到无线数据信号传回给控制器，由控制器处理，决策。内置的LED指示灯和蜂鸣器可分辨并显示读卡器状态，
　　　选型：
　　　考虑到非接触式读卡器的优点，免接触、使用寿命长、方便，防水、防尘，适应各种恶劣环境等。目前在出入口通道控制的市场上，广泛应用非接触式读卡器，而接触式读卡器在超市购物、进餐收费等场合应用较多。读卡器应与卡片配合使用。
　　　③生物特征识别仪
　　　生物特征识别仪（如图4.1.18）可以读取相关生物特征信息，作为门禁控制器的输入判断信号，根据生物特征的不同，识别仪可以分为指纹识别仪、虹膜识别仪、面部特征识别仪等。
　　　生物识别仪包含4部分工作：读取生物特征图像、提取特征、保存数据和比对。通过特征读取设备读取到人体特征图像，然后要对原始图像进行初步处理清晰，再通过辨识软件建立生物特征数据。通过计算机模糊比较的方法，把预先设定的生物特征模板和本次读取特征进行比较，计算出相似程度，得到匹配结果，实现身份验证，根据验证结果，执行相应操作。

　　　注意：在生物特征识别中，指纹、掌形识别等需人体直接接触的识读装置就不如面部、眼虹膜识别这类不需人体直接接触的识读装置安全，因为直接接触的识读装置的接触面若不能及时清洁，就有可能成为某些传染性疾病传播的媒介。
　　　[出门按钮]
　　　门禁管理系统进出门方式有双向刷卡和单向刷卡两种，双向刷卡门禁是指进出门时都须刷卡，安全性级别较高，出入都有记录可查；单向刷卡门禁是指进入时刷卡，出门时按开门按钮，即可打开电锁出门，方便便捷，安全性略低，成本低，多数办公楼的内部门都采用此种模式。出门按钮按下按钮时，内部两个触点导通，松手时按钮弹回，触点断开。

　　　出门按钮分类：开门按钮按材质来分有塑料按钮和金属按钮两种。塑料按钮便宜，耐用，外观无金属按钮高档；金属按钮外观高档，但使用寿命相对较短。按大小来分有86底盒按钮和小型按钮两种。
　　　出门按钮选型：
　　　应根据用户具体情况进行选择，如果楼宇内部装修华丽、高档建议选用金属按钮；如果内部相对简洁，系统预算少，则选用塑料按钮；标准化大厦弱电施工,空间较大建议使用86底盒按钮，如空间较小则选用小型按钮。
　　　[控制设备]
　　　（1）门禁控制器
　　　门禁控制器（如图4.1.20所示）是门禁管理系统的核心部分，实现读卡信号的接受处理和开/关锁信号的发送执行，相当于计算机CPU，接收读卡器传来的卡片数据判断是否执行开门操作。门禁控制器的质量和性能优劣直接影响着门禁管理系统的稳定性，而系统的稳定性会直接影响门禁管理系统使用单位的生活秩序，乃至生命和财产的安全。门禁控制器负责整个系统的输入、输出信息的处理和储存、控制等，验证门禁读卡器输入信息的可靠性，并根据出入规则判断其有效性，如若有效则对执行部件发出动作信号。
　　　 门禁控制器分类：目前中国市场上门禁控制器产品众多，根据集成与否可分为一体式和分体式，根据可控门数可分为单门、2门、4门等不同类型的门禁控制器 。
　　　门禁控制器选型：门禁控制器选型原则：性能稳定可靠、功能实用、有价格优势、本土化的可持续性服务能力。
生产商：目前国内外有很多研发、生产和制造门禁控制器的厂商，如西门子（Siemens）的SiPass系列门禁控制器、博世（Bosch）的AMC系列、台湾玺瑞SYRIS系列、美国HID门禁、深圳松科（CSS）电子的ACM系列等。图为深圳松科电子的ACM2110门禁控制器。
　　　门禁控制器产品选择时，应注意以下几点：
　　　①选用防死机和自检电路设计的门禁控制器：门禁控制器是门禁管理系统的核心部分，控制器死机，意味该控制器控制的区域无法正常出入，甚至可能造成严重安全隐患和不可估量的损失。所以，必须选用安装了复位芯片或带有复位功能的CPU，同时必须具备自检功能。
　　　②选用继电器容量大，带有电流反馈保护功能的门禁控制器：门禁控制器的输出是由继电器控制的，每次继电器的开合时都有一个瞬时电流通过，继电器要频繁的开合，如果容量太小，瞬时电流超过继电器的容量，会损坏继电器。一般情况继电器容量应大于电锁峰值电流3倍以上，并且有电流反馈保护功能。
　　　③选用具备输入电路防浪涌和防错接保护的门禁控制器：要求控制器的所有输入、输出口都有动态电压保护，以免外界可能的大电压加载到控制器上，超过控制器工作电压，而损坏元器件。
　　　④前端输入设备的自适应功能
　　　门禁管理系统输入设备要求不同,比如生物特征识别设备、感应式读卡器、密码键盘等，要求门禁控制器能兼容多种的前端输入设备,并能自动检测输入前端。
　　　[电锁]
　　　电锁是门禁管理系统的主要执行机构，根据开门所需通断电状态，可分为阳极锁和阴极锁。
　　　阳极锁：阳极锁属于断电开门型，符合消防要求，一般安装在门框上部，适用于双向的木门、玻璃门、防火门，本身带有门磁检测器，可随时检测门的状态。
　　　阴极锁：阴极锁属于通电开门型，安装阴极锁一定要配备ups电源（保证通电开门），适用单向木门。
　　　根据锁的外形和吸合特点，可以分为电插锁、电磁锁、电锁口和电控锁等
　　　①电插锁
　　　电插锁属断电开门的阳极锁，如图4.1.21（a）所示，是门禁管理系统中主要采用的一种锁，适用于木门、玻璃门等，在通断电状态下控制锁头伸缩，实现门的关开。
　　　电插锁根据锁内引线数分为两线、四线、五线和八线电插锁。
　　　两线电插锁：只有两条电源线，没有单片机控制电路，冲击电流大，锁体容易发热，属于价格较低的电锁。
　　　四线电插锁：有两条电源线和两条反映门开关状态的信号线，采用单片机控制，发热性能好，具有延时控制开关的功能，带门状态信号输出，属于性价比好的常用电锁。
　　　五线电插锁：在四线电插锁基础上，增加了一对门磁相反信号线，用于特殊场合。
　　　八线电插锁：在五线电插锁基础上，增加了锁头状态输出。
　　　②电磁锁
　　　电磁锁属断电开门的阳极锁，如图4.1.21（b）所示，电磁铁和铁块分别安装在门框和被控门上，通电状态下，电磁铁和铁块之间产生吸力，门闭合；断电状态，磁力消失门打开。通常用于办公室内部等非高安全级别的玻璃门、铁门等场合。如果采用该锁具，应根据门的安全级别，选用不同的抗拉力。
　　　优点：性能比较稳定，返修率低。安装方便，不用挖锁孔，只用走线槽，用螺钉固定锁体即可。
　　　缺点：安装在门外顶部，美观性和安全性不好。
　　　③电锁口
　　　电锁口属于阴极锁的，如图4.1.21（c）所示，适用于办公室木门、家用防盗铁门，安装在门的侧面，必须配合机械锁使用。
　　　优点：价格便宜。
　　　缺点：冲击电流比较大，对系统稳定性影响大，锁体要挖空埋入门侧面，布线不方便，安装吃力，使用该类型电锁的门禁管理系统用户不刷卡，也可通过球形机械锁开门，降低了系统的安全性和可查询性。
　　　④电控锁
　　　电控锁，属断电开门的阳极锁，如图4.1.21（d）所示，适用于家用防盗铁门、单元铁门等，可选配机械钥匙，通过门内锁自身旋钮或钥匙打开。
　　　缺点：冲击电流较大，对系统稳定性影响大，开门时噪音较大且安装不方便。
　　　选型：锁总是和门配合使用的，一般而言，双开玻璃门多选用电插锁；单开木门多采用电磁锁，电磁锁稳定性高于电插锁，电插锁安全性较高；电锁口安全性低，布线不方便，但成本低。电控锁噪音比较大，多用在小区或楼栋大门口。

　　　[门磁]
　　　门磁一般配合电锁使用，用来探测门、窗、抽屉等是否被非法打开或移动，由两部分组成：较小的部件为永磁体，内部有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场，较大的是门磁主体，它内部有一个常开型的干簧管，当永磁体和干簧管靠得很近时（小于5毫米），门磁传感器处于工作守候状态，当永磁体离开干簧管一定距离后，处于常开状态。磁铁和干簧管分别安装在门框和门扇里，基本上都是嵌入式安装（也有表面式安装的），门磁有铁门磁、金属门磁、木门磁、木门磁等，如图4.1.22所示。

　　　[系统管理主机]
　　　门禁系统管理主机的关键是门禁管理软件，作为门禁管理系统集中管理平台，为管理人员提供直观的图形化界面，方面操作，软件安装在计算机上，包括服务器、客户端和数据库3部分，主要功能包括系统管理、用户权限管理、卡片管理、开门记录信息管理、系统日志管理、数据库备份与恢复等。