智能系统的“基石”——综合布线系统在智能门禁系统中的应用

来源：今日头条北京炫亿时代

综合布线系统在智能系统中属于物理层，长期以来，综合布线系统广泛应用于电话和计算机网络系统中。随着技术的发展，综合布线系统在越来越多的智能系统中作为传输线路，本文将初步介绍门禁系统中综合布线的应用。

综合布线系统

一、门禁系统简介

门禁系统是出入口管理系统的一个子系统，通常它采用刷卡、人体生物特征识别等技术，在管理软件的控制下，对出入口进行管理，让有资格进出的人自由通行，对那些不该出入的人则加以干涉。

由于门禁系统可以快速识别来人的身份，十多年来它迅速地从电影中走出来，进入了办公大楼、大型跨国公司的办公室，也守卫在车库、地铁和住宅楼的门口，甚至是在台式电脑的使用前，都可以使用它确认使用者的身份。可以说，在许许多多需要核对身份的地方几乎都安装了门禁系统。

门禁系统的工作原理大致如下：

门禁以门为主，在所控制的门内外及门的上方，装有各种各样的门禁设备：

当持卡人打算进门时，他会在门外用感应卡在读卡器上刷卡、在密码键盘上输入密码，也可能是使用指纹识别器、掌纹识别器、视网膜识别器等等生物识别器核对身份。当持卡人刷卡后，信息北传送到门附近的控制器中，通过控制器内的电脑识别，确认该持卡人有资格进入后，发送控制信号给门上方(或门侧)的电锁，开门让持卡人进入。

持卡人在进门后，门会自动关闭(使用地弹簧、闭门器等装置)。在电锁内往往还装有感应器件(锁状态传感器)，一旦门或电锁处于开启状态，则它会回传信号给控制器，当门开启时间过长时，控制器或电铃会发出声响，通知开门者赶紧关门(这一现象在宾馆客房门口经常见到)。

控制器在开门的同时会持卡人的信息传送到机房内的门禁管理电脑上。电脑在收到信息后，会将信息储存，并显示在屏幕上，同时会将信息传送到相关软件(如：考勤软件等等)中去。

当持卡人办完事后打算出门时，他可以按下门内侧的出门按钮(单向刷卡时。如果是双向刷卡则在门内侧也需刷卡)后，门自动打开。如果持卡人的信息没有登记，则控制器不会开门，只有将该卡的信息录入到管理软件中，并下载到控制器内存后，控制器才会在刷卡时开门。

当门禁系统断电时，系统自动将电锁置于开启状态，让人能够自由出入。以免万一发生火灾时无法逃生。门禁系统与工控系统(自动控制系统)、楼宇自控系统(BA)的各种原理基本类似，它的运行可以分为传感、管理和执行三个环节，只是它比较紧凑，比较简单而已。

传感：

读卡器、密码键盘、各种生物识别器、出门按钮、锁状态传感器都属于传感器件，它们的任务是接受命令，将信号上传或在核对后上传(生物识别器)。

管理：

控制器和管理软件承担着门禁系统的管理功能，它们在收到传感器发来的信息后，根据时间、卡号及其它信息对是否开门做出判断，如果开门，则发出开门命令给电锁。而在收到锁状态传感器时，则开始计时，超时则报警。

执行：

电锁在收到开门或关门的命令(供电或断电)时，它“执行”命令将工作状态调整到与命令一致。而电锁内的锁状态传感器则起到了反馈和监督的作用。有些控制器可以使用继电器(或其他触点开关，俗称硬触点)将控制信号输出，以控制联动的摄像机及照明灯。

关键的电子门禁系统

二、门禁系统的传输线路

由上述工作原理可知，在门禁系统中有以下几种传输线路：

电源线

门禁系统的电源大多来自机房的UPS，以免在现场突发性断电时造成开门的误动作。电源线通常会处于220V交流传递的方式，目的是减少电源线上的压降。

在控制器旁，配备有稳压电源，将交流220V电源变换成直流12V电源，分别供给控制器和电锁。

门禁系统用的电锁绝大多数属于12V直流供电方式。在电锁开断的瞬间，由于电锁中线包(电磁铁线圈)的作用，会在电源线上产生很强的电流，它容易引起电源波动，而这一电源波动对控制器的稳定工作极其不利;

所以在可靠性要求比较高的门禁系统中，控制器与电锁分别使用不同的电源模块，即220V交流供电到控制器时，使用两个12V直流的电源模块各自整流/稳压后，分别供给电锁和控制器。

各种电源线的选用基本上都是基于电工手册，选用标准的电源线。

控制器信号线

控制器中有三组信号线，分别连接到读卡器(4～9芯)、电锁中的锁状态传感器(2芯)和出门按钮(2芯)。这三路信号线可以使用综合布线中的双绞线替代。

为了避免空间的电磁干扰，读卡器信号线应采用屏蔽线，另两种信号线则可以采用屏蔽线，也可以采用非屏蔽线。

远传信号线

从控制器到管理电脑之间，有一根信号线，它的传输协议大多是RS485，在距离近的时候则可能是RS232(以减少一个RS232/RS485转换器)，在要求传输速率快的时候，则采用TCP/IP协议，使用以太网传输。

这三种协议都可以使用双绞线，只是在RS485或RS232传输时，基本上在门禁控制器的产品手册中都要求采用屏蔽线。为了避免电磁干扰，这根信号线应采用屏蔽双绞线。

当控制器需要使用输出硬接点直接控制硬盘录像机(在刷卡开门时同步录像)时，这根控制线(2芯)宜采用屏蔽线，以免因硬盘录像机输入信号幅值小的时候因电磁干扰而引起误触发。但如果是用硬接点直接传输照明灯的电源时，则应该采用电源线。根据上述分析可知，在传输电源(为电锁、控制器和照明灯供电)时，应采用电源线，其截面积可以根据电流所产生的压降和发热计算，也可以查电工手册获得。

在传输传感器信号和控制信号时，应该根据读卡器和控制器的安装手册，选择屏蔽线或非屏蔽线。

三、门禁系统中的综合布线应用

随着门禁系统锁控制的门数越来越多，对系统传输速度的要求也就越来越高(缩短响应时间)，而且往往从事门禁系统的施工单位也同时会进行综合布线系统的施工，因此使用双绞线作为门禁系统的传输线，已经成为门禁系统的线缆选择之一。

根据对各种门禁线缆的分析，读卡器、控制器、管理电脑之间的信号线和控制线都可以使用双绞线。

在同时进行门禁系统与综合布线的智能大楼中，短于20米的双绞线往往已失去了综合布线工程中的利用价值，成为工程废线。而对于分布式安装的控制器(单门双开或双门单开控制器)而言，出门按钮信号线、读卡器信号线和锁状态信号线都大多利用这些废线。

对于使用TCP/IP协议的远传信号线，必然是使用双绞线传输，它完全可以使用综合布线系统的标准星型结构实现信号远传。RS485线和RS232线也可以使用双绞线，根据门禁控制器的安装手册，这些摄像机应该采用屏蔽双绞线，以免电磁干扰造成误动作。

四、门禁系统中应用综合布线系统时的注意事项

在使用综合布线系统作为门禁的传输线路时，应该注意以下因素：

接线方法应完全按照各种门禁设备上的接线规则，并保留详细的接线图，以免维护时判断线路时的痛苦。屏蔽双绞线的屏蔽层应根据读卡器、控制器的安装手册完成接地。

如果使用屏蔽双绞线传输TCP/IP，则可完全采用屏蔽综合布线系统的屏蔽层端接规则。当使用TCP/IP协议时，最好不要与其他智能系统(包括办公自动化系统等软件系统)共用网络交换机，即为门禁系统单独配备网络交换机，以免因协议冲突发生传输上的意外。

当使用TCP/IP协议时，可以将门禁系统的管理电脑认为是门禁网络中的一台服务器，使用双绞线或光缆连接到配线架上。综合布线系统可以用于门禁系统，这一点已经为门禁系统的供应商和安装商所证实，只是在工程中应全面评估造价、施工和性能，以求达到最佳的效果。