门禁系统是怎么回事？一文读懂智能门禁系统

有一天从公司出门，溘然对遥控门禁起了好奇：为什么按一下物理遥控器，可以掌握打开玻璃门呢？

这里面大概有个基本事理：按下遥控器的按钮时，内置电池电能转为发出无线电旗子暗记，吸收端转换为电旗子暗记，通过电能来掌握门的开关。

但进一步想，这里头的水，该当更深。

一、利用场景

就目前生活中碰着的门禁系统，包含了如了局景：

① 办公楼、公司进出

② 居民社区、单元门

③ 酒店电梯、房间门电子锁

④ 火车站、高铁站、机场通畅

当然，还有一些其他场景，比如政府机构、学校、医院。

可与监控设备结合，实现通道抓拍、事宜预警。
可结合门口机安卓APP，实现可视对讲开锁。

总之，可以确认，门禁系统，与安全防护管理息息相关。

二、产品先容

门禁系统的演进如下：从钥匙开锁，到刷卡开门，再到形成软硬件一体的物联网门禁系统。

1. 开门办法

面向用户分三类：楼内人员（业主/职员/住宿乘客）、访客、陌生人。

常见的开门办法，包含了：门禁卡、开门按钮、遥控、人脸识别、密码验证、指纹识别、APP或小程序。

1.1 门禁卡+读卡器

一些小区的进出，会利用门禁卡，如：

或者写字楼员工也要刷卡进入，如：

非打仗式的IC门禁卡（智能卡）的基本事理：

A、LC串联谐振电路：在非打仗IC卡内部，存在一个由电感L（天线线圈）和电容C（来自IC卡芯片）组成的LC谐振电路。
这个电路能在射频读卡器发出电磁波后感应出电流，电流在电感和电容之间来回摆动，形成电磁震荡。
当读卡器发出的电磁波频率与LC电路的共振频率相同时，会产生共振效应。

B、积累电荷形成电压：当LC电路发生共振时，电容C会在交变电流的浸染下反复充放电，由此产生电压。
这个电压便是IC卡片供电的源头，可以驱动IC卡片里的芯片运行。

C、发射或吸收数据：在电压的驱动下，IC卡片的芯片可以将储存在个中的信息，通过电磁波的形式发射出去。
同时，芯片也可以吸收来自读卡器传来的旗子暗记，进行数据的读取或写入操作。

D、身份验证和掌握：读卡器获取卡片信息，传输到掌握器进行身份验证——掌握器核实后，掌握电锁的开关，同时记录了进出刷卡记录。
某些高安全性的卡片也会对读卡器反向校验。

个中关于射频读卡器（不须要插入特定读写器插槽）：交变电流利过导体，导体周围会形成交变的电磁场，形成频率高于100kHz、具有远间隔传输能力的高频电磁波。

手机仿照实体门禁卡：

条件是手机支持NFC且门禁卡未加密。
NFC即近场通信（Near Field Communication），是短间隔的高频无线通信技能，通过电磁感应来传输数据。
在一对一通信中，主动发起连接的一方为发起设备，另一方为目标设备，发起和目标设备都支持主动和被动通信模式。

A、手机复制门禁卡存储信息。
NFC的手机作为读卡器发出射频旗子暗记，门禁卡作为RFID吸收器接管射频旗子暗记、产生电流，进而驱动将标识符信息返回给发射器手机。
手机将这个信息存储起来，实现复制门禁卡功能。

B、手机仿照门禁卡刷卡开门。
门禁读卡器发出射频旗子暗记，手机仿照门禁卡吸收旗子暗记，感应电流驱动将标识符信息以电磁波形式返回到电锁，实现开门。

比如华为手机复制的门禁卡：

1.2 遥控器

门禁遥控器内部配备了无线电发射模块，当用户按下按钮时，发射模块会将门禁开关旗子暗记转换为无线电波旗子暗记，并进行发射。
这个旗子暗记会被门禁设备吸收并解码，然后门禁设备会根据解码后的旗子暗记来判断是开门还是关门。

常用的门禁遥控器频率紧张有315MHz和433MHz两种。

A、315MHz：传输旗子暗记稳定、传输间隔较为远、滋扰较小，在门禁市场上运用广泛。

B、433MHz：穿透力较强，能够穿过一些障碍物，如墙体、隔音门等，传输间隔也较为远，但受滋扰影响较大。

1.3 人脸识别

人脸识别技能也已经遍及。
以业内有名的3D视觉感知整体技能方案供应商【奥比中光】为例，供应了3D刷脸门锁门禁办理方案。
人脸识别技能包括：3D人脸辨识算法、人脸活体检测等。

① 3D人脸辨识算法

3D传感器，采取立体视觉技能，可以感知三维空间。
个中立体视觉，利用两个或者更多的摄像头（像人的双眼一样）从不同的角度获取目标物体的图像，然后通过打算机算法，推测出物体在三维空间中的形状和位置。

3D人脸识别便是扫描被检测人的脸部，形成包含面部特色的3D模型，与已经储存在数据库中的3D模型进行比较。
若比较的结果超过了预设的阈值，则认为检测人的脸部和数据库存储的真实人脸是同等的。

②人脸活体检测

常见方案是交互式的随机动作检测，比如张嘴、眨眼、旁边转。

在门禁系统中，一样平常采取非交互式的方法，比如近红外人脸活体检测。

A、近红外光照射：通过摄像头对人脸拍摄、同时近红外光对人脸照射，由于近红外线对人眼不可见、以是不会对人造成不适。

B、反射光检测：人脸皮肤、眼球对近红外线的反射不同，活体和非活体（如照片、视频、假脸）对近红外线的反射也不同。

C、活体检测：摄像头捕获反射回来的近红外光，与活体人脸特色进行比较，判断是否为活体。

光流法，属于打算机视觉领域，能进一步提升人脸活体检测的准确率。
光流便是像素点在韶光序列图像中的移动效果，脸部的微动（如眨眼、微笑等）会改变图像的像素值，这些微动通过光流法可以被检测出来。
如果在不雅观察期间，一张脸的像素值经历了正常的、与自然脸部微动同等的变革，那么这张脸更可能被判断为活体。

1.4 APP或小程序+蓝牙

类似共享单车，都是通过蓝牙开锁。
事理如下：

A、蓝牙通信。
蓝牙是一种短间隔（一样平常10m以内）的无线通信技能（个人局域网），由一个主设备掌握、1个或多个从设备构成，形成点对点、点对多点的网络构造。
事情在2.4GHz旁边，属于环球无需取得执照容许（但有监管）的免费频段。
利用频率跳跃扩频（通信双方跳跃到某个频率），降落无线电滋扰；通过配对码来完成蓝牙配对，确保私密性和安全性。

B、运用掌握。
通过手机上的APP或小程序，用户可以向门锁发送开启或关闭的指令。
这些指令被编码成分外的蓝牙旗子暗记，然后被手机的蓝牙模块发送出去。

C、门锁吸收。
门锁自身也有一个蓝牙模块，可以吸收蓝牙旗子暗记。
一旦吸收到来自APP或小程序的开锁或闭锁指令，门锁的电子系统将据此激活机器开关，进行开锁或闭锁。

其余社区开门的APP/小程序，通过相对刚性的开门做事+物业做事进行引流，拓展了保洁和有害生物防治、家电洗濯和维修、废品回收等社区做事。

比如【亲邻开门】成立于2015年，截止2023年，做事社区超过6万、互助物业超过1.2万家、手机开门用户超过2800万、开门次数32亿次。
算是一个比较强的流量入口了。

1.5 可视对讲

实现了图像、声音的双向通话。
事理包括：

A、图像传输。
来访者通过门铃要求物业或住户开门，室外摄像头开始拍摄图像，转换为电旗子暗记传输到室内、解码显示到屏幕上。

B、音频传输。
室内外可以实现语音双向通话，在于室闺阁外都有麦克风和扬声器，麦克风网络语音后转化为电旗子暗记、传输到对方再解码，通过扬声器播放出来。

环球安防领域排名头部的海康威视，在京东出售的一拖一（一个室内机一个室外机）可视对讲门禁系统，大概也就出售800元出头。
下图为海康威视的室内机开门：

个中，对付室外机的设计，包括了：

A、高清红外夜视（120广角镜头）：红外夜视利用目标发出的红外热辐射旗子暗记，通过红外探测器转换为电旗子暗记，经由旗子暗记放大、处理和成像，形成人眼可见的红外图片。
而广角镜头，焦距较短、视角较大，这样拍摄视野较为宽阔。

B、室外机防水设计（IP65）：IP65代表防尘等级为6，完备防止灰尘侵入；防水等级为5，防止喷射的水侵入。

2. 门禁掌握器

用来管控一定区域内门的开启和关闭。
门禁掌握系统的核心是：掌握面板。

承担处理信息和决策的功能。
通过微处理器，对读卡器或其他设备（指纹扫描仪、人脸识别仪）发过来的数据进行处理，根据预设规则做出决策。
通过存储器，存储运行程序、门禁权限规则和记录通畅日志等，当然联网情形下，本地存储可能弱化。
在繁芜的门禁系统中，还须要通过以太网或WiFi来与管理系统通信。

如果一个门，进门刷卡、出门按按钮，掌握器对付每个门只能接一个读卡器，叫单向掌握器。

如果一个门，进门刷卡、出门也刷卡（也可以接出门按钮），每个掌握器对付每个门可以接两个读卡器，一个是进门读卡器，一个是出门读卡器，叫双向掌握器。

海康威视的门禁掌握器如下：

门禁掌握器的接线：

3. 门禁电源

门禁电源的紧张功能，是将标准民用电压220V的互换电转换为门禁所需的12V（一样平常情形）直流电，为门禁系统中的掌握器、读卡器、电子锁、楼宇对讲等设备供应电力支持。

同时，门禁电源还具有过流保护、过压保护和短路保护等功能，以确保系统的安全和稳定。

4. 门禁闸机

门禁闸机是掌握职员进出的通道管理设备。
只有完成身份识别后，才能许可通畅。

4.1 闸机类型

A、三棍闸。
我们在地铁站、体育馆等地方常常可以看到。

B、翼闸。
如在写字楼，验证身份后，则打开两边“翅膀”

C、全高旋转闸。
比如在社区、高铁购票的出口。
可以供应更好安全保障，不随意马虎超过或钻过去。

4.2 闸机功能

通过门禁掌握器来实现多种功能，比如：

A、多门互锁。
紧张是多门形成联动，只能保持一个门是开启。
不能同时开启多个门、形成通道，防止非事情职员志畅通无阻。
当碰着火警等分外情形，则可以解除多门互锁、保持常开状态。

B、反潜回。
针对双向刷卡的门禁，是一种防尾随机制，哀求职员验证通畅记录是一进一出严格对应。
比如一个人利用刷卡或指纹办法进入后（没有离开记录），将IC卡交给其他人也无法再次验证进入。

5. 联动系统

5.1 梯控

梯控，即电梯掌握器，掌握电梯运行、知足电梯搭客需求。
比如搭客按下呼叫按钮，梯控系统就会根据搭客的位置、电梯确当前运行状态等，通过电梯调度算法来选择一部最适宜的电梯来做事。
当电梯在运行中时，梯控系统则会根据楼层的高低、运行的速率等，来掌握电梯的开门、关门、上升、低落等行为。

目前许多连锁酒店、居民楼、写字楼也都联动了门禁和梯控。
即进入电梯后，须要再次刷IC卡来识别身份，自动或者手动选择指定权限的楼层。

比如海康威视的梯控主机，最大可实现128层进出权限的管控、支持刷卡、指纹、刷卡+密码等多种认证办法。

5.2 考勤

对付学校、办公写字楼，涉及考勤问题。

钉钉推出智能硬件产品，也包含了人脸/指纹考勤门禁机。
员工刷脸，识别后自动开门、同步完成考勤打卡。

如下是钉钉管理员可配置考勤管理系统添加智能考勤机。

5.3 访客管理

访客机也已经遍及，供应了访客的预约、登记。
当访客利用通畅证进入闸机时，接入了门禁系统，实现身份验证、访问权限掌握（包括可访问的区域和有效韶光）。

5.4 消防报警

疏散通道设置门禁，影响逃生。
当有失火发生，失火报警系统发出旗子暗记，门禁系统实行掌握指定闸机开启或关闭，保障职员正常疏散逃生。

电动推杆锁，兼具门禁管控、消防逃生的功能，实现安消一体化管理。
非常适宜阛阓、超市、写字楼等消防疏散通道。
未经授权的人推压逃生门锁，启动语音蜂鸣报警循环播放“这里是逃生出口，请迅速撤离，WO、WO、WO” ，并可开门外出。
发生失火时，逃生门锁收到联动旗子暗记，启动语音蜂鸣报警循环播放“这里是逃生出口，请迅速撤离+，WO、WO 、WO”，勾引职员从这里逃生。

三、门禁行业1. 市场规模及增长率

根据安信证券研究中央的报告：门禁市场年均复合增长率还行，在13%旁边。

但是门禁行业是一个比较细分的赛道，总规模不大（<250亿）。

2. 发展现状

进入壁垒并不高，行业内参差不齐，家当集中度也不高。
同质化竞争下，打起贴身价格战、利率相对较薄。

全体行业走向整合，发挥品牌化、集团化的上风。
同时，门禁系统干系技能已经相对成熟，进入大规模发展阶段，与安全、金融、交通等多个领域相领悟。

行业内的大玩家，包括安防领域的海康威视、从办公软件切入的钉钉、A股上市公司大华科技和熵基科技，以及从社区管理切入的亲邻科技。

3. 立方控股的门禁业务

立方控股的智能门禁系统毛利≥60%，该当很高了。
该公司有20年景长史、在北交所上市了，也算比较大的玩家了。

立方控股紧张客户构造如下，前5大客户发卖收入占比<20%

立方控股在2022年研发用度率达到16.3%，个中关于门禁干系技能如下：

四、写在末了

1、门禁产品已经从纯挚的硬件，发展到软硬件一体化的物联网系统，领悟了弱电系统工程和打算机技能。

2、门禁行业属于安防领域，正从同质化竞争走向品牌化、规模化发展，从而供应集成办理方案、企业得到更高毛利率。

本文由 @马老师 原创发布于大家都是产品经理。
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