TCP/IP组网方式在门禁系统中的应用分析

出入口门禁系统是集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机、通讯、生物等诸多技术，解决重要出入口实现安全防范管理系统，在人们的日常生活和工作中起着越来越重要的作用。
 
　　门禁控制器通讯方式
 
　　目前门禁控制器的常用通讯方式有RS-232，RS-485，TCP/IP三种方式。由于RS-232的传输理论距离小于15米，所以一般仅用于小型系统。本文主要讨论大型门禁系统的应用分析，重点阐述RS-485和TCP/IP两种组网方式。
 
　　RS-485通讯方式
　　RS-485通讯方式是多台控制器，通过RS-485通讯总线(必须用双绞线)，将控制器通过串联的方式，一根总线接到 RS-485转换器(集线器)上，再接到计算机串口上，实现一台计算机对多台控制器的管理和通讯。
 
    通讯距离：控制器到计算机的连线理论上的距离是1200米;
    负载数量：即一条485总线可以带多少台控制器，这取决于该控制器的通讯芯片和485转换器的通讯芯片的选型，一般有 32台、64台、128台、256台几种选择，这是理论的数字，实际应用时，受到现场环境、通讯距离等因素影响，负载数量达不到指标数;
    通讯速度：最大传输速率为10Mb/s，平衡双绞线的长度与传输速率成反比。
　　
    TCP/IP通讯方式
    TCP/IP 通讯方式采用计算机网络通用性标准协议，具备传输速度快，国际标准，兼容性好等优点，其接入方式与局域网的HUB及计算机网卡的接入方式相同。
    通讯距离：在小型局域网内，每一级的通讯距离达100米，可以通过HUB的级联延长通讯距离，跨城市甚至实现数千公里以外的联网;
    负载数量：理论上没有限制，HUB可以级联;
    通讯速度：通讯速度快，是RS-485/RS-232控制器的十倍甚至数十倍;每秒上传权限或者下载记录达数百条。
　　
    RS-485与TCP/IP控制器优缺点比较

    RS-485控制器成本低廉，能够单独组网，并且不会受到其它设备的共用网络的干扰。缺点是组网数量有限，一般在1000台以内，设备越多受到干扰越大;同时组网范围有限，通讯速度比较慢，对于过万人或过百门的大型门禁系统，上传权限和下载记录等操作速度均比较慢。而需要增加点位时，又必须重新布线，会产生附加的成本(例如：装修等)，也不适合点位分布在不同地域又需要集中管理的项目。
　　
    TCP/IP 控制器的优点在于采用国际标准的流行通讯协议，先进性和性能都比较好，组网数量理论上是无限制，组网范围广，可以跨地区，甚至跨国界，通讯速度快，适合大型门禁系统;通讯质量稳定，不容易受到外界干扰。如果用户已经有局域网可以利用现有网络进行组网。在增加点位时，可以利用就近已经存在的局域网，适合任意的系统。其缺点是成本会稍高于RS-485控制器。如果是大型系统，网络管理和网络安全会成为新的问题。 

    TCP/IP组网成功案例介绍
　　
    下文以英格索兰安防技术旗下的Schlage西勒奇门禁系统通过TCP/IP方式组网的成功案例为例介绍。
　　
    建设银行某数据中心门禁系统，共有150个门禁点位。由于银行数据中心对数据的传输和抗干扰有比较高的要求，所以我们给客户做了如下的配置：采用Schlage西勒奇的SMS5.3.1中文版管理软件、22块SRCNX-8控制器和150个SRINX-2读卡器接口模块，整个系统的控制器部分采用的是TCP/IP组网方式。既保证了数据传输的稳定和快速，也充分利用了综合布线网络的资源，节省垂直布线的数量。系统设计架构如图。
　　
    每个楼层弱电间放置两块SRCNX-8控制器，通过TCP/IP接口连接至同一个弱电间内的网络交换机上。系统的垂直走线利用了局域网络，从而节省了通讯线缆的数量。这样的结构便于今后查看控制器的状态和该总线上的读卡器接口模块故障。每个楼层的水平布线从控制器SRCNX-8连接到读卡器接口模块SRINX-2的485通讯线(接口模块放在每个门禁点门头)，SRINX-2之间采用手拉手的布线方式。 

    管理所有的门禁控制器只需由一台门禁服务器通过局域网来进行操作，门禁服务器可以放在局域网内的任意位置。
　　
    由于Schlage西勒奇系统也支持全RS-485组网方式，以此项目为例，我们将组网方式改成RS-485方式来进行分析，该系统的设计架构如下。
　　
    楼层弱电间仍然放置两块SRCNX-8控制器，并通过弱电井道内的垂直通讯线来进行控制器之间的连接。这些控制器设置为从控制器，主控制器放在主机房内，由于1块主控制器最多只能带16块从控制器，因此在机房内会放置2块主控制器，但其本身并不连接读卡器接口模块。这样，控制器的数量至少增加2块，系统的设备成本增加。每个楼层的水平布线还是从控制器SRCNX-8连接到读卡器接口模块SRINX-2的485通讯线(接口模块放在每个门禁点门头)，而且SRINX-2之间采用手拉手的布线方式。
　　
    门禁服务器通常和主控制器放在同一个房间内，管理所有的门禁控制器必须要把2块控制器的总线通过1个485转换器(集线器)上，再连接到门禁服务器上的RS-232串口连接来实现。这样一来，服务器端的设备成本又增加了。
　　
    综上所述，就大型门禁系统而言，TCP/IP的组网方式相较于RS-485组网方式的优势有以下几点：节省了垂直布线的线缆数量;便于系统的调试和故障排除;节省了控制器的数量、门禁服务器端的附加通讯设备;增加了系统管理的灵活性;并且系统的点位扩容很方便。
　　
    既然TCP/IP组网方式的门禁系统的好处这么多，那为什么TCP/IP组网方式的门禁系统在实际工程中运用还是比较少呢?
　　
    笔者认为主要原因有，国内的项目大多为独立系统，不需要服务器来进行统一集中管理，其次由于系统一般都比较小(100个门以内)，采用TCP/IP组网方式的设备要相比RS485的设备的成本稍高。而为了追求较高的利润空间，综合布线系统的IP资源一般不会预留给门禁系统用;同时网络管理和网络安全会成为新的问题，增加了网络的管理成本。由此，尽管TCP/IP组网方式优势明显，目前应用仍然有限。
　　
    但是，就目前网络高速发展的形势来看，随着该类型的设备成本的降低，无论是从系统调试角度还是从系统管理和扩容角度来说，TCP/IP组网方式在未来几年内必定会成为门禁系统的主流架构。