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用于访问控制系统的Wi-Fi HaLow

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访问控制系统能确保资源或建筑物、居住者及其物品的安全。无论该系统的规模是一个家庭的单个智能门锁,还是一座大型酒店或办公室中的数百扇门,Wi-Fi HaLow都可以降低项目的复杂性和成本。安全系统架构师会考虑明显的入口点、预期的威胁以及空间内外用户使用的不断变化的门禁密码。多种类型的硬件设备(锁、开关、传感器、小键盘、读取器、摄像头、门)需要与一个合适的网络连接在一起,以提供系统的实时状态和控制。一个集成的安全系统,无论是在现场的电脑上运行,还是在基于云的远程监控站上运行,都将受益于使用基于互联网协议(IP)的网络,把所有组件连接在一起。现在,有了一种强大的无线技术,能够灵活地将这些不同的网络聚合到一个行业标准下。下面是IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow在现在和将来,如何安全地降低这些网络的成本和复杂性。

系统决定是否打开一扇门,可能需要验证一个人的身份,验证其输入的门禁密码或相关资料,并评估他们希望访问的当前状况。这需要低延迟、面向会话的多个输入、输出和智能系统的连接。Wi-Fi HaLow的高数据速率、远距离覆盖范围、能源效率和安全特性,可满足集成系统中对门锁、读取器、门、摄像头、传感器和尚未定义的安全设备不断增长的网络需求。

锁、锁扣板和大门:
我们首先关注一下住宅的智能门锁,如何利用Wi-Fi HaLow来提高可靠性,延长电池寿命,以及在降低总成本的情况下,与家庭互联网的连接更加稳固。

住宅智能门锁:
现在许多住宅智能门锁以前的设计,都是以低能耗为重点,而其无线通信技术(如蓝牙、Zigbee或Z-Wave等专有无线协议)的数据传输速率非常低。若要通过智能手机应用程序连接互联网以远程控制该锁,则需要支付额外的费用为IP网络提供专用网关。而且到这个网关的路径,可能需要使用其他类似设备的拥塞网格网络,这些设备具有非常低的数据吞吐量和较高的延迟性。优先考虑低能耗限制了设计者使用这些技术,若使用该技术的代价则是降低安全性和增加成本。该门锁还可能包含键盘、指纹扫描器或NFC读取器,这些设备需要通过安全通道进行定期更新。许多门锁还包括电动锁销。为了满足所有这些能源消耗设备的需求,门锁可能需要4到6节五号电池。传统Wi-Fi由于能耗高、距离短,很少被考虑。

现在,可以使用低功耗Wi-Fi HaLow,几个关键优势可以应用到智能门锁解决方案。Wi-Fi HaLow使用IPv6的标准,可以直接连接到整个家庭的Wi-Fi HaLow路由器。与使用2.4 GHz的解决方案(例如BT和Zigbee)相比,Wi-Fi HaLow采用较窄的信道、使用低于1 GHz的无线电信号传播的距离更远,穿透墙壁的能力更好,且无需额外的网关或复杂的网状网络。 WPA3安全性确保所有控制信号均已加密。若检测到新的威胁,10s Mbps的数据速率为快速固件更新提供了充足的空间。这将大大简化与基于云的家庭自动化应用程序的连接,而不会给房主或门锁制造商带来架设专有基础架构的成本负担。

企业访问控制系统(ACS):
现在,我们研究一下由阴极锁、磁板和混合智能锁来保护的大型商业建筑。该网络中的其他组件包括每扇门外面的外部键盘或RFID卡扫描器,以及每扇门里面的出口触发器,例如PIR运动检测器或“请求退出”(REX:request-to-exit)按钮。典型的安装需要安全代理的电脑连接到一个控制站,该控制站使用一个电线网络来控制用于激活门锁或改变其状态的低压电力变压器。一种常见的有线控制解决方案使用RS-485协议,对于该协议,电线可以到达距离控制站一千米的地方,并可与多达32个设备进行通信。另一种方法可能是使用以太网供电(PoE:Power-over-Ethernet)电缆向网关控制器设备提供控制信号和电源,最大距离可达一百米。一些系统使用PoE和RS-485的混合配电网络,到达附近几组房间的专有接入点,每个房间的门上都装有无线智能锁。房门会定期更新有关哪些钥匙卡具有有效的信息,例如酒店客人访问自己房间的信息。

Wi-Fi HaLow可以极大地简化这种设备网络,从而降低安全网络基础设施的成本,减少安装成本和时间,并减少电池更换和固件更新带来的系统维护成本。

Wi-Fi HaLow提供简化的星形架构,用于连接高密度的传感器和门锁控制器。Wi-Fi HaLow适用于直接与电池驱动的门锁组合,而无需中间子网关或专有控制器。网络可以像Wi-Fi HaLow AP一样简单,连接到每层楼的每一条PoE电缆。每个门锁都可以作为基于范围或基于云的设备运行。Wi-Fi HaLow也可以用作回程网络,取代主干网与设备区域之间的低速电缆连接。RS-485或PoE网络的安装、移动或更改来添加功能,需要大量的材料和人工成本。如果系统架构师希望在无线门锁上添加视频或其他多因素身份验证功能,Wi-Fi HaLow可以满足这些需求。

大门和外围屏障:
将范围扩展到外部车门或护柱。IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow采用较窄的信道、低于1 GHz的RF信号,在距接入点(AP)一公里的地方,提供最低150 kbps数据速率。这比以太网供电(PoE)有线解决方案的信号传输距离远达10倍,而后者通常限制最大距离为一百米。Wi-Fi HaLow的传播距离也是2.4 GHz Wi-Fi和其他无线技术的10倍。通过使用定向天线进行站点线连接,Wi-Fi HaLow连接得更远。HaLow可用于控制属性边缘的外围访问点。相同的标准解决方案还可以服务于多个传感器设备,例如运动检测器和接近传感器,以对即将到来的威胁进行预警。其他远程无线网络(如LoRa和Sigfox)数据传输速率极低,低至每秒12位,而且只适用于非常小的数据包。这些解决方案不支持快速且安全的无线固件更新,更不用说基于会话的连接。

Wi-Fi HaLow通过一个简单的标准解决了大多数这些问题。HaLow提供了一个可扩展的解决方案,以覆盖具有大量监控设备的结构。单个接入点(AP)最多可以支持8,191台设备,超过世界上最大酒店的客房数量。低于 1 GHz的窄带RF信号会穿透墙壁、门、天花板和地板。信号可以到达更远的地方,其传播范围可以容纳通常需要有线信号连接的设备。摩尔斯微提供额外的物理不可克隆设备(PUF:physically unclonable device)安全特性,可以用来为IP网络上的可信平台连接创建唯一的私有密钥,一个基于云的服务可以管理HaLow网络上的所有门锁系统。

[查看有关使用Wi-Fi HaLow的IP摄像头的其他博客]

现在和将来的合规性
房客会搬家。法规可能会更改。这座建筑可以屹立100年。楼宇自动化技术必须不断发展,以满足对更高安全性、能源效率和租户便利性的需求。摩尔斯微将继续提供节能技术和定制功能的不断更新,以及将来未知的加密协议升级。通过使用摩尔斯微的Wi-Fi HaLow无线技术,拆除旧电线、安装新电线的概念可能已经成为过去。如果有兴趣将Wi-Fi HaLow用于您的产品,请于此处联系我们。

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