文/王成 涂慶華

國內(nèi)高校門禁系統(tǒng)建設(shè)往往由各業(yè)務(wù)部門牽頭，各子門禁系統(tǒng)相對獨(dú)立、功能單一、整體性統(tǒng)籌不足。經(jīng)歷過新冠疫情的管理部門逐漸發(fā)現(xiàn)，分散的門禁體系已無法滿足需求，需要一種能整合各子門禁系統(tǒng)的大門禁平臺。

本文在多門禁系統(tǒng)整合研究基礎(chǔ)上，提出一種跨多門禁系統(tǒng)的整合框架設(shè)計(jì)，能夠兼容各子門禁系統(tǒng)的大門禁平臺。通過統(tǒng)一的校級數(shù)據(jù)中心建設(shè)實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間門禁數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)收集與交換；通過平臺權(quán)限體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)權(quán)限一體化管理；通過平臺接口建設(shè)，實(shí)現(xiàn)各子門禁系統(tǒng)對接；通過基于生物特征平臺的介質(zhì)兼容設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層、系統(tǒng)層有機(jī)整合的大門禁平臺。

高校門禁體系不足

由于校內(nèi)各子門禁系統(tǒng)相對獨(dú)立，門禁相關(guān)管理平臺、數(shù)據(jù)接口、支撐技術(shù)不一，系統(tǒng)門禁系統(tǒng)之間的交互整合困難，難以滿足快速發(fā)展的用戶服務(wù)和管理需求，存在的主要不足如下。

門禁核心技術(shù)參差不齊。門禁系統(tǒng)通常由不同的廠家建設(shè)，其技術(shù)參數(shù)不一，具體表現(xiàn)在：技術(shù)架構(gòu)不同，如操作系統(tǒng)、C/S、B/S 架構(gòu)等；門禁服務(wù)器、設(shè)備管理器等實(shí)現(xiàn)技術(shù)不同；對于門禁實(shí)時(shí)監(jiān)控、地圖監(jiān)控、事件提示等支持力度不一。

門禁權(quán)限管理復(fù)雜。由于系統(tǒng)相對孤立，各門禁之間各自單獨(dú)授權(quán)管理，授權(quán)多為采取人工批量導(dǎo)入人員數(shù)據(jù)，批量手動手授權(quán)方式，效率較低，容易出差錯，統(tǒng)籌全校權(quán)限體系相對困難。

門禁承載較多拓展功能。由于各單位對于門禁功能定位多樣，常見有門禁功能、考勤功能、預(yù)約功能等；應(yīng)用場景不同：各類通道、閘機(jī)等，以及包括會議室、教室、實(shí)驗(yàn)室等電子鎖功能。

數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象突出。由于門禁系統(tǒng)分散管理，缺乏統(tǒng)一管理辦法和技術(shù)手段，缺乏門禁相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；各門禁系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)技術(shù)不同，使得數(shù)據(jù)共享困難、數(shù)據(jù)對接難度較大；難以實(shí)現(xiàn)基于門禁流水?dāng)?shù)據(jù)個性化開發(fā)。

疫情放大了系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)聯(lián)動困難，客觀上需要一種跨多門禁系統(tǒng)整合框架統(tǒng)籌整合各子門禁，最終形成內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)流暢的校級大門禁的功能集群。

大門禁平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)

大門禁平臺架構(gòu)首先需要建立門禁數(shù)據(jù)中心，管理各類相關(guān)數(shù)據(jù)；其次建立門禁數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、平臺開放標(biāo)準(zhǔn)和第三方接入標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)大門禁平臺與企業(yè)號、各門禁系統(tǒng)的互聯(lián)互通；再設(shè)置硬件接入標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌管理第三方的設(shè)備；最后建設(shè)基于生物特征管理平臺，把人臉、校園卡、二維碼、NFC 等多種識別機(jī)制進(jìn)行整合。

考慮到本平臺的集中管理和實(shí)時(shí)通訊特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)置采用4層體系架構(gòu)，如圖1 所示，分別為應(yīng)用層、管理層、傳輸層、門禁終端設(shè)備層。

圖1 大門禁平臺框架設(shè)計(jì)

應(yīng)用層

應(yīng)用層主要分為門禁服務(wù)和基礎(chǔ)信息兩大部分。

門禁服務(wù)。門禁服務(wù)除了常見門禁、通道、門鎖等進(jìn)出控制系統(tǒng)，還包括考勤、簽到等功能，以及進(jìn)校、校內(nèi)特定區(qū)域的預(yù)約功能，并提供門禁相關(guān)各類服務(wù)信息，如權(quán)限信息、申請信息、個人基本信息、出入流水等，為用戶提供便捷、高效的門禁服務(wù)；利用刷卡、密碼、指紋識別、人臉識別等驗(yàn)證方式，滿足不同場景下的需求；不同人群權(quán)限設(shè)定，提高校園管理便捷性。

基礎(chǔ)信息。通過房產(chǎn)系統(tǒng)獲取各類房屋信息；通過人事管理系統(tǒng)，能夠即時(shí)同步人員信息；通過獲取一卡通等數(shù)據(jù)及人臉、指紋、二維碼等數(shù)據(jù)，完善門禁基礎(chǔ)信息。門禁服務(wù)利用相關(guān)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更多的智能化功能。通過考勤系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)自動打卡功能；利用門禁出入時(shí)間，實(shí)現(xiàn)考勤功能，方便學(xué)校進(jìn)行考勤管理和統(tǒng)計(jì)分析；與報(bào)警系統(tǒng)集成，將門禁事件與報(bào)警聯(lián)動，便于及時(shí)采取措施；最后通過分析門禁系統(tǒng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，管理員可以掌握校內(nèi)人員流動情況，便于優(yōu)化校園管理和資源配置。

南京理工大學(xué)

管理層

管理層可分為三大部分：數(shù)據(jù)管理、門禁管理、設(shè)備與系統(tǒng)接入管理。

數(shù)據(jù)管理。負(fù)責(zé)大門禁平臺與關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。把數(shù)據(jù)中心、各門禁系統(tǒng)、一卡通、房產(chǎn)、宿管等數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，將各門禁點(diǎn)的數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)同步到大門禁平臺中，實(shí)現(xiàn)人、門禁客戶端、權(quán)限等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。

校級生物特征管理平臺。采集匯總所有人臉數(shù)據(jù)，通過后臺技術(shù)進(jìn)行人臉特征提取，并下發(fā)到對接人臉識別設(shè)備中；把校園卡、二維碼、NFC 等多種識別機(jī)制進(jìn)行整合，形成一人對應(yīng)多種識別機(jī)制生物特征管理平臺，根據(jù)場景需要啟用相關(guān)的識別方式。

通過制定校級數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)時(shí)回傳門禁流水?dāng)?shù)據(jù)，定義門禁控制器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、門禁子系統(tǒng)接入標(biāo)準(zhǔn)，定義數(shù)據(jù)同步方式，同步周期，同步數(shù)據(jù)等內(nèi)容。

門禁管理。構(gòu)建校級權(quán)限管理體系。通過集中管理，統(tǒng)一授權(quán)、分級管理，形成全校性的權(quán)限管理體系，并把身份權(quán)限與各門禁控制點(diǎn)相同步，實(shí)現(xiàn)把不同人員活動范圍進(jìn)行限定。

應(yīng)用管理。通過平臺對人員進(jìn)行管理和控制；記錄和監(jiān)控，如記錄進(jìn)入和離開的時(shí)間，以及所進(jìn)入的區(qū)域；遠(yuǎn)程管理，如部分門禁系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程管理功能，管理員可以通過手機(jī)或電腦實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程查看和控制門禁設(shè)備。

報(bào)警功能。與其他安全設(shè)備，如攝像頭、報(bào)警器等進(jìn)行聯(lián)動，一旦發(fā)生異常情況，比如非法闖入、門被強(qiáng)行打開等，系統(tǒng)會自動觸發(fā)報(bào)警并通知相關(guān)人員。

統(tǒng)計(jì)分析功能。基于數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和門禁流水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行的各維度數(shù)據(jù)挖掘，輔助學(xué)校科學(xué)決策，支撐智慧校園建設(shè)。門禁流水記錄可以用于后續(xù)的審計(jì)和安全分析，也可以作為監(jiān)控員工出勤情況的依據(jù)。

設(shè)備與系統(tǒng)接入管理。通過描述門禁系統(tǒng)和門禁設(shè)備的接入規(guī)范，將現(xiàn)有門禁系統(tǒng)和設(shè)備納入大門禁平臺管理。

定義子門禁系統(tǒng)接入規(guī)范。通過定義系統(tǒng)間接口協(xié)議、數(shù)據(jù)交換協(xié)議，以及門禁狀態(tài)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)門禁流水?dāng)?shù)據(jù)傳輸、門禁黑白名單上傳下載等功能；通過大門禁平臺遠(yuǎn)程操控命令、門禁設(shè)備狀態(tài)讀取命令，實(shí)現(xiàn)操控門禁客戶端設(shè)備。最終實(shí)現(xiàn)主流門禁廠家的系統(tǒng)接入大門禁平臺。

定義子門禁設(shè)備前置接入規(guī)范。通過定義門禁設(shè)備接入規(guī)范、門禁設(shè)備操控命令協(xié)議，實(shí)現(xiàn)主流廠商的第三方產(chǎn)品終端設(shè)備接入。

傳輸層

傳輸層完成設(shè)備與大門禁平臺之間信息交互的基礎(chǔ)通道，包括人員和黑白名單下發(fā)、設(shè)備的自動簽到、權(quán)限數(shù)據(jù)下發(fā)和門禁流水?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集等，主要支持設(shè)備以局域網(wǎng)、WI-FI、各門禁專網(wǎng)等形式，特定場合下使用RFID與藍(lán)牙技術(shù)，優(yōu)先采用TCP/IP傳輸實(shí)現(xiàn)。

門禁終端設(shè)備層

目前高校使用門禁終端有兩種方式：一是門禁控制器結(jié)合門禁讀卡器；二是門禁一體機(jī)，此外還配有少量自助人臉數(shù)據(jù)采集設(shè)備。大門禁系統(tǒng)接入提供3 種模式，分別是設(shè)備直接接入模式、前置接入模式、子門禁系統(tǒng)接入模式，適用于不同對接場景。

設(shè)備接入模式。按照設(shè)備接入?yún)f(xié)議，子門禁的控制器直接與大門禁前置機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)大門禁直接管控終端設(shè)備、數(shù)據(jù)采集和指令下發(fā)等功能，弱化或者取消原有子門禁系統(tǒng)。

前置接入模式。按照大門禁平臺接入規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，通過大門禁前置機(jī)接入平臺。對新增門禁控制器也采用該模式，通過轉(zhuǎn)換協(xié)議格式，實(shí)現(xiàn)平滑無縫接入，即在現(xiàn)有大門禁平臺基礎(chǔ)上直接接入新購客戶端設(shè)備。

系統(tǒng)接入模式。此模式為大門禁系統(tǒng)與子門禁系統(tǒng)后臺對接模式，通過各自系統(tǒng)接口或數(shù)據(jù)接口進(jìn)行對接。實(shí)現(xiàn)將原門禁系統(tǒng)產(chǎn)生的流水?dāng)?shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)中心，或者大門禁平臺中，主要用于原門禁系統(tǒng)無法提供技術(shù)支持場景。

大門禁平臺核心功能設(shè)計(jì)

大門禁平臺提供了門禁相關(guān)功能的全生命周期管理，包括人臉識別相關(guān)算法管理、規(guī)則管理等功能，以及學(xué)校、院系、管理員三級的權(quán)限管理體系設(shè)計(jì)等。

算法、規(guī)則管理。人臉識別相關(guān)算法管理。能集成第三方的識別算法，提供移動端、PC、web 的多種接入標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件通過調(diào)用接口調(diào)取大門禁平臺的識別認(rèn)證功能；實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備集成，即插即用，簡化系統(tǒng)對接難度。

調(diào)度算法、調(diào)度規(guī)則管理。為實(shí)現(xiàn)算法的可管、可控、可擴(kuò)展，提供算法冗余支持。根據(jù)不同應(yīng)用場景，多種認(rèn)證方式配合認(rèn)證，提高認(rèn)證精度及安全性。

基于個人生物特征的識別介質(zhì)兼容設(shè)計(jì)。以校園卡為主節(jié)點(diǎn)，在此節(jié)點(diǎn)下支持其他介質(zhì)數(shù)據(jù)維護(hù)，把校園卡、二維碼、人臉識別等介質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)一管理，統(tǒng)一進(jìn)行身份認(rèn)證。通過開放標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)各子門禁系統(tǒng)的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享、流通，把識別需求的應(yīng)用于各種場景。

權(quán)限數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。針對原有各門禁系統(tǒng)權(quán)限不一，權(quán)限管理維護(hù)困難，采用大門禁平臺統(tǒng)一進(jìn)行權(quán)限管理，進(jìn)行區(qū)域分組、人員分組，按類別授權(quán)方式進(jìn)行權(quán)限管理。

區(qū)域分組。對建筑、場所的門禁控制器進(jìn)行分組，能大大減輕授權(quán)工作量。

人員分組。學(xué)生組按照入學(xué)年級，學(xué)生類別分組；教師組分為教師、返聘、臨聘等類別；還有校友組、后勤類組、黑白名單，以及各類臨時(shí)進(jìn)校組。

大門禁平臺中權(quán)限結(jié)構(gòu)為：人員－權(quán)限組－設(shè)備，弱化各子門禁系統(tǒng)中的權(quán)限，邏輯上實(shí)現(xiàn)大門禁平臺人員－設(shè)備綁定關(guān)系。通過JSON 統(tǒng)一下發(fā)權(quán)限到各子門禁系統(tǒng)，再轉(zhuǎn)發(fā)到子門禁控制器，由此實(shí)現(xiàn)所有的門禁權(quán)限統(tǒng)一歸口管理的目的。

用戶自助服務(wù)管理。為方便師生及時(shí)掌握門禁權(quán)限、進(jìn)出日志情況，開發(fā)基于移動端查詢功能?？刹榭吹幕A(chǔ)數(shù)據(jù)有：人員基本信息；一卡通基本卡信息，包括卡狀態(tài)標(biāo)志：正常、掛失、凍結(jié)、注銷；管控狀態(tài)查詢，查出是否在黑白灰名單中。此外還提供人臉自助采集功能等，并兼容主流平臺的手機(jī)端使用。

終端設(shè)備管理。終端設(shè)備主要有閘機(jī)、辦公門禁、宿舍門鎖等等，大門禁平臺支持門禁設(shè)備更換、支持設(shè)備的集中管理維護(hù)，并能在更換門禁設(shè)備后，自動繼承原設(shè)備權(quán)限、參數(shù)信息，能較好減輕運(yùn)維工作量。

關(guān)鍵支撐技術(shù)設(shè)計(jì)

異構(gòu)數(shù)據(jù)的提取和整合。大門禁與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)中心與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這些數(shù)據(jù)包括機(jī)構(gòu)、人員、圖片、一卡通、宿管等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心起著重要的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)作用，并進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗轉(zhuǎn)化工作。

大門禁接收數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)：獲取組織機(jī)構(gòu)庫；人員基本信息；獲取人員人臉照片數(shù)據(jù)；一卡通物理卡號信息；宿管信息，對接宿舍區(qū)域，樓幢、單元、層、房間信息。獲取各子系統(tǒng)原有權(quán)限信息，以及門禁控制器設(shè)備信息。

大門禁平臺同步門禁流水給數(shù)據(jù)中心，同步人員指紋、人臉等給相關(guān)的子門禁系統(tǒng)。

系統(tǒng)層對接設(shè)計(jì)。大門禁平臺對接各相關(guān)管理平臺：如統(tǒng)一認(rèn)證平臺、移動App、電子地圖系統(tǒng)等系統(tǒng)。

與統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺對接。大門禁平臺的通過統(tǒng)一認(rèn)證平臺認(rèn)證后登錄，登錄接口調(diào)用統(tǒng)一認(rèn)證平臺，根據(jù)返回值判斷是否正常登錄。

移動企業(yè)號等對接。門禁總平臺提供人員信息（基本信息、人臉照片）錄入接口給移動APP，門禁平臺人員信息錄入接口。

與校園GIS 對接。大門禁軟硬件故障報(bào)警信息嵌入校園GIS系統(tǒng)，以地圖方式對系統(tǒng)內(nèi)各門禁的運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警信息、視頻監(jiān)控信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

預(yù)留健康碼對接接口，實(shí)現(xiàn)與省級大數(shù)據(jù)管理中心對接；預(yù)留與公安系統(tǒng)人臉識別對接，實(shí)現(xiàn)快速識別可疑用戶、智能預(yù)警功能。

安全性設(shè)計(jì)。在大門禁平臺的安全設(shè)計(jì)中，既要考慮數(shù)據(jù)資源的共享，還要考慮數(shù)據(jù)信息的保護(hù)以及子門禁系統(tǒng)直接的邏輯隔離。大門禁平臺部署在校園內(nèi)，對流水日志等數(shù)據(jù)采用加密處理。

網(wǎng)絡(luò)層面。根據(jù)不同業(yè)務(wù)需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)內(nèi)劃分不同的Vlan進(jìn)行邏輯隔離。通過標(biāo)準(zhǔn)化封裝接口、算法加密等手段保證數(shù)據(jù)安全性。

算法層面。每個算法在接入大門禁平臺時(shí)，會對算法進(jìn)行加密，同時(shí)封裝統(tǒng)一接口，通過二次加密形式保證算法的安全性。

接口通道。提供接口智能管理，主力通道+備份通道，規(guī)避突發(fā)事件，確保認(rèn)證順暢，操作行為全程可追溯。

總之，大門禁平臺能有效整合各子門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備、流水?dāng)?shù)據(jù)、授權(quán)體系的集中管理，建立起統(tǒng)一、可靠的門禁管理體系；支持主流門禁產(chǎn)品的平滑接入，最大程度利用現(xiàn)在門禁資源，為后疫情時(shí)代校園管理提供技術(shù)參考。此外，平臺提供完善的數(shù)據(jù)服務(wù)、多種認(rèn)證方式的管理等功能，還將繼續(xù)為學(xué)校科學(xué)管理作出貢獻(xiàn)。