IC门禁原理Word格式文档下载.docx

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当一个感应卡放在读卡器的读卡范围内时，卡内的线圈在“激发信号”的感应下产生出微弱的电流，作为卡内一个小集成电路的电源，而该卡内的集成电路存贮有制造时输入的唯一的数字瓣识号码（ID），该号码从卡中通过一个62.5kHz的调制信号传输回读卡器，该信号称为“接收信号”。

读卡器将接收到的无线信号传回给控制器，由控制器处理、检错和转换成数字信号，控制器然后把这个数字瓣识号码（ID）送给控制器上的微处理器，由它作出通行决策。

3无线通信IC卡门禁的加密射频IC卡与读卡机之间是非机械接触的，所以射频IC卡特别适用于大流量通过的门禁系统。

射频IC卡与读卡机之间采用无线电通信技术进行通信，而无线电波在空间上是开放的，很容易被外部截获，因此普通不含CPU的逻辑加密射频IC卡抵抗不了最简单的密码攻击，通信内容很容易被窃取、篡改和假冒复制等，其安全性甚至不如普通逻辑加密的接触式IC卡。

DES算法加密技术DES算法加密技术选择了对称密码体系，大多数对称算法的加／解密密钥相同，程序设计简单可靠，资源开销较公约密码小，运算速度高。

缺点是密钥分发、交换和管理的工作量大。

管理服务器里的伪随机序列发生器产生长56位的密钥。

弱密钥、半弱密钥被自动剔除。

整个系统中所有卡和读卡机都编有产品序列号，管理服务器自动给每个产品序列号配以相应不同的密钥，制成密钥表待用，完成密钥分配。

对称密码体系中的分组密码算法经常用在IC卡上，DES算法虽然老旧，但用汇编语言实现很方便，因此很多安全性要求不是很强的系统还是优先采用它。

DES算法使用时没有任何专利和许可证方面的限制。

DES算法加密和解密可用同一个程序，只要在迭代末尾加个小变化，因此编程方便简单。

加强了正确性执行。

如果鉴别与被鉴别双方有一个没有正确执行该协议，协议都将终止工作。

每一次发送的数据均有随机数编入，当发送相同数据时，每次所传送的密文不会重复。

抵抗重放攻击有很好的效果。

选一个好的伪随机数生成算法，能进一步提高安全性。

DES算法最大的弱点是密钥长度过短，并且超期服役，抵抗穷举搜索攻击已逐渐力不从心，若采用三重DES算法可在一定程度上解决这个问题。

完整的16轮DES算法抵抗差分分析能力较强，抵抗线性分析能力相对弱一些。

可能有一些未曾公开的分析方法对DES算法构成威胁，但破译DES算法加密的消息需付出一定代价。

国家密码局密码算法支持国家密码局密码算法的非接触式芯片卡风靡全球、各行各业争相采用的普及程度是该芯片厂家始料未及的。

尽管芯片厂家推出了有关升级芯片，但由于价格、技术普及等因素没有被大部分市场接受。

为了保证我国智能卡市场健康有序的发展，在国家密码管理局的支持和组织下，该密码算法也得到我国众多集成电路芯片厂商的极力推崇和遵循，成功推出了相关产品。

xx发卡流程大体可分为三个步骤：

卡结构建立；

密钥写入；

个人化处理。

应对卡片结构进行统一规划，包括主文件、密钥文件、公共信息基本信息文件、个人基本信息文件、应用文件、记录文件、目录文件等。

密钥写入包括发卡单位主密钥、专项应用子密钥、管理性密钥等。

密钥发卡中心集中写入后的初始化卡分发给各发卡单位。

发卡单位根据自己的发卡单位主密钥，进行本单位个人基本信息文件、应用文件装入，并且表面打印照片、姓名等，这样完成个人化处理的卡片，就可发给持卡人。

最后，采用国密算法的非接触IC卡门禁系统已成功使用与有关部委的新建与改造门禁一卡通系统。

各种系统门禁的优缺点

RS232通讯参数和特点：

通讯距离：

几米到几十米

联网设备数量：

1xx

RS232通讯的优点：

1开发简单，

2当时没有其他更好的通讯方式。

RS232通讯的缺点：

1传输速度慢，通讯距离短。

2不能多台设备联网。

RS485通讯参数和特点：

从计算机到手牵手联网的门禁控制器的最后一台总线最长1200米联网设备数量：

1-255台

RS485通讯的优点：

1可实现相对封闭区域内的数十台甚至过百台门禁控制器的联网集中控制。

2原理简单，辅助配件便宜。

RS485通讯的缺点：

1抗干扰能力差

2对施工布线的规范性要求高

3通讯速度慢。

4xx能力差

TCP/IP通讯参数和特点：

不限（只要网络能覆盖多宽，设备就可以分布多远，甚至可以覆盖到全球）

不限

TCP/IP通讯的优点：

1通讯速度快，系统容量大

2设备联网数量多，联网距离长，覆盖范围广

3抗干扰能力强，xx手段多。

TCP/IP通讯的缺点：

1对施工人员的网络知识和计算机水平的要求更高了。

2通讯的稳定性对网络本身的稳定性依赖更多了。

门禁通讯方式的发展历史RS232串口通讯阶段

二十多年前，随着计算机、计算机软件、单片机自动控制技术的蓬勃发展，可以通过计算机管理的智能型门禁系统开始出现。

由于计算机后面通常带有一个RS232通讯接口，所以门禁控制器和大多数需要和计算机通讯的设备一样采用了RS232通讯。

几乎所有的编程语言都带有RS232通讯的控件和案例。

USB，TCP/IP等现在普遍采用的通讯方式当时要么还没有发明，要么还处于实验室测试阶段。

一般稳定的传输只有几米，如果延长到十几米或者几十米后，就会出现严重的干扰和数据传输错误。

通讯速度通常采用9600波特率（这个是一个极低的通讯速度），如果需要下载大量刷卡记录和上传大量注册卡权限时，用户需要等待数分钟甚至数十分钟的时间。

当年的门禁软件中，很多可以设置这个通讯速率，加大速率可以提高传输速度，但是会缩短通讯距离，如果不缩短通讯距离，则容易出现大量的干扰和乱码。

降低这个速率，可以延长参数距离，提高抗干扰能力，但是通讯速度会下降到很慢。

只能实现设备和计算机的点对点通讯，这就意味着一台电脑只能接一台门禁控制器，一台门禁控制器通常只能控制一个门或者两个门或者四个门，八门控制器已经很少了，不是八门控制器难做，而是八门控制器的需要至少接20多条来自读卡器、按钮、电锁的电线，这些电线缠绕在一起，产生的干扰大，容易造成门禁设备的不稳定，而门禁系统是24小时不中断供电系统，用户对其稳定性要求高。

所以，我们通常看到大多数门禁控制器只有单门、双门和四门的。

不能联网，就意味着一台电脑通常只能控制4个门，无法满足更大的用户的需求。

当时有人想到了用多串口卡来实现多台门禁控制器的联网，基本思路是计算机接多串口卡，多串口卡上根据型号不同分别有4口、8口、32口，理论上可以做到255口，但是这种方式需要每台控制器拉一条通讯线到计算机，而且长度不能超过几十米，实际的可操作性极低，所以这种做法也只是昙花一现。

RS485通讯阶段

RS485通讯方式为了解决RS232通讯距离短，不能多台设备联网这两个方面的弊端应运而生的。

RS485从我们现在看来是落后的、原始的、低廉的通讯方式，但是在当年却是流行的工业总线通讯方式。

RS485的通讯原理是将最远1200米的多台设备手牵手地串成一条总线，经过RS485/RS232转换器转成232格式进入计算机RS232串口，并和计算机软件进行通讯和管理。

这种通讯方式的通讯距离最远1200米，建议在800米以内，通过不同的芯片级别和规范布线，联网数量分别为32台、64台、128台、256台。

这就意味着通过RS485，门禁软件可以管理1200米范围内最多过千个个门的门禁联网。

所以，从1995年到2010年，RS485是门禁控制器主流的通讯方式。

RS422通讯方式是RS485通讯方式的一个变种，其本质还是RS485。

CAN总线也是一种类似RS485一种比较低级的工业总线方式，当时广泛应用于汽车工业，也有人想用于门禁控制，无奈其性能并不突出，而且群众的技术认识比较薄弱，最终也是昙花一现，没有被广泛采用。

整个系统只需增加一台RS485-RS232通讯转换器，价格从几十元到几百元不等。

RS485是一种原始的工业总线通讯方式，抗干扰能力差，容易受到外部环境的电流和电磁干扰，使得产生诸如莫名其妙通讯中断、通讯数据丢失、部分设备通讯不上等故障。

RS458是一种低廉简单的通讯方式，使得它对施工布线的规范性要求高，如果施工布线不规范就容易产生干扰和通讯故障。

而当前中国门禁施工中，专业的门禁公司是少数，大多数是弱电布线、网络布线甚至是装修公司来进行门禁布线的，再加上施工人员的素质参差不齐，所以因施工不规范造成的质量隐患很大，特别是过百门的大型门禁系统。

RS485就其通讯的本质还是RS232通讯的机制，只是解决了通讯距离短，不能多台设备联网的问题，但是通讯速度慢的问题还是存在。

RS485是公开的非安全性通讯协议，指令被截获和破解的可能性大，不适合用于安全保密性要求高的场合。

RS485和TCP/IP通讯共存阶段

2001年在国际安防展上，开始看到进口的门禁控制器提出了TCP/IP概念，开始在部分型号上试销，后逐步扩展到所有系列。

刚开始时，门禁厂家采用的是控制器电路板上附加485-TCP转换模块，或者控制器外接485-TCP转换器的方式来实现门禁控制器接入TCP网络，这种通讯方式的本质还是485通讯机制，所以我们称这个叫做“假TCP门禁控制器”时代。

直到后来，门禁厂家发现了TCP/IP通讯方式是未来门禁控制器的通讯的主流方式，而且颇受消费者的喜爱，由CPU直接控制的TCP/IP门禁通讯协议才开始真正被开发，并应用起来。

2002年到2010年，是门禁控制器采用RS485和TCP/IP通讯方式共存的时期，特点表现在开始RS485是主流通讯方式，逐步过渡为TCP/IP是主流的通讯方式。

共存表现的方式是门禁厂家分别都有RS485通讯方式的门禁控制器和TCP/IP通讯方式的门禁控制器同时销售，这个时期门禁软件的特点是既能控制RS485门禁控制器也能控制TCP/IP门禁控制器。

RS485和TCP/IP通讯共存的原因：

1当时TCP/IP的成本偏高。

RS485的芯片由于简单和普及，价格很便宜。

使得RS485通讯方式的门禁控制器制造成本很低。

2工程商对RS485控制器已经形成习惯，对TCP/IP还不太了解。

而用户往往因为不是专业的，一般就听取了工程商的建议和意见。

3门禁厂家不愿意为新的通讯方式的门禁控制器的市场培育投入太大的精力和费用。

由于门禁相对其他日用品市场容量是很小的，厂家的盈利能力也是有限的，所以门禁厂家大都不愿意投入太多精力和费用到一项新技术的普及工作中去。

他们又不愿意放弃新产品和老产品的市场，所以大都采用了折中的做法，跟随市场和技术自然的速度来满足消费者的需要。

RS485和TCP/IP共存的优点：

用户可以根据预计费用、人数和记录数对系统速度的要求、系统规模等要求，来选择适合自己的通讯方式的门禁控制器。

RS485和TCP/IP共存的缺点：

一套门禁软件如果要兼容RS485通讯和TCP/IP通讯，就不得不牺牲TCP/IP优秀性能来迁就RS485的短板，使得门禁软件（实时管理、通讯、数据库存储等）无法发挥TCP先进卓越的管理和通讯性能。

纯TCP/IP通讯阶段

2010年后，计算机领域先后从笔记本电脑和台式机上纷纷取消了RS232接口，到现在为止，新装计算机上95%都不带可供RS232和RS485通讯的串口了，意图在计算机领域取消RS232和RS485这种比较低级通讯模式，加大了USB和TCP/IP（网口）通讯口技术的重视。

USB不适合长距离、大数据、联网通讯，更适合桌面设备（例如发卡机）和计算机的通讯，而且近年来，TCP/IP芯片和系统配件成本和价格大幅度下降，和RS485的设备差不多一样了，正所谓“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。

所以，TCP/IP将是未来计算机和外部联网型设备通讯的主流。

有不少门禁厂家，制作和使用RS485USB转换器，企图继续长时间推广485通讯方式的门禁控制器。

RS485USB转换器用于门禁联网也是不合理的，因为门禁数据通过485转换成USB格式，再从USB格式转为计算机软件能够识别的格式，这个过程转换的低效率和兼容性，相对数据传输的高效性和准确性之间的矛盾很难调和，通讯的转换延时进一步加大了RS485通讯的不稳定性。

使得原本抗干扰能力差的RS485的稳定性进一步降低。

其通讯速度是RS485十倍百倍，随着TCP/IP的技术的更新，将会有更高的速度。

配合中大型数据库可以管理数十万人和过千万条通讯记录。

即使是控制大洋彼岸的门禁控制器也变得易如反掌，成千上万个门禁和集中控制和实时监控都掌控之中。

TCP/IP是一项先进的通讯方式，他不仅通讯速度快，而且具备较好的抗干扰和校验能力，并且也具备较好的加密能力，安全性将随着加密手段的升级提升到更高高度。

TCP/IP门禁控制器未来展望

RS485通讯方式的门禁控制器的时代一去不复返了，如果现在还购买RS485通讯方式的控制，马上就会面临被淘汰，或者不方便扩展升级的情况。

新装电脑无论在硬件接口还是软件升级，以及操作系统的兼容性上都会遇到很多麻烦。

而且，当前TCP/IP的门禁控制器的成本和价格已经不贵，除非某些门禁厂家成本下来了，价格却不情愿下来，但是，谁也不能阻挡TCP/IP门禁普及的趋势，这个是时代步伐和市场的声音。

TCP/IP通讯是未来通讯的主流，是无线Wifi和WEB控制的技术基础。

无线Wifi使得门禁控制器的无线联网成为可能，WEB技术为未来不需要安装软件就可以用浏览器，或者为手机控制门禁提供了可能，这些技术都是基于TCP/IP通讯技术的，科学的进步带领着门禁控制技术的进步，虽然这些都还在测试和试销阶段，还没有普及和被市场普遍认可，但是广大的门禁技术工作者正在夜以继日地创新和测试，实现门禁控制领域的一个又一个梦想！