RS485和TCP/IP通讯方式的门禁控制器各有哪些优缺点?

2020-10-21 09:30:50 诺塔斯智能科技夏旭 26

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。

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RS232通讯参数和特点:
通讯距离:几米到几十米
联网设备数量:1台

RS232通讯的优点:
1 开发简单,
几乎所有的编程语言都带有RS232通讯的控件和案例。

2 当时没有其他更好的通讯方式。
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。

RS232通讯的缺点:
1 传输速度慢,通讯距离短。

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。

2 不能多台设备联网。

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。

RS485通讯参数和特点:
通讯距离: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。
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通讯的缺点:
1 抗干扰能力差

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。

2 对施工布线的规范性要求高

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。

3 通讯速度慢。

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。

4 加密能力差

RS485是公开的非安全性通讯协议,指令被截获的可能性大,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 RS485 USB转换器,企图继续长时间推广485通讯方式的门禁控制器。RS485 USB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。

TCP/IP通讯参数和特点:
通讯距离: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)
联网设备数量:不限

TCP/IP通讯的优点:
1 通讯速度快,系统容量大
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。

2 设备联网数量多,联网距离长,覆盖范围广
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。

3 抗干扰能力强,加密手段多。
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。

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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!