CN104157063A - 一种门禁***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种门禁***，包括：双频双向无线认证模块（2）、身份确认模块（3）、状态模块（4）、微处理器模块（6）、驱动电路（7）、电机（8）、遥控器（1）；以及云服务器（14）、智能云主机（12）、通讯模块（9）、移动终端（15）、无线路由器（13）；还可选配显示模块（11）与音响模块（10）本发明采用双频双向无线接收器对客户身份先进行一次验证，通过后再进入一个身份验证过程，第二次验证过程进行三项固定开锁模式：指纹、卡、密码中的任意一种，必须两者通过才能安全开门，避免了单一身份验证的不安全性。

Description

一种门禁***及其控制方法
技术领域
本发明涉及安全防护领域，尤其涉及一种无线安全控制的门禁***。
背景技术
安全性是门禁***的首要考虑问题，目前门禁***的安全隐患主要包括门禁卡/机械开锁设备（钥匙类）丢失或者被复制，传统的门禁***中，门禁卡只用于存储信息，卡片的识别认证过程都是明文读出，再与门禁***服务器进行比对。除了有被复制的危险，还有被一不小心丢失的危险。
当下，指纹识别技术、门禁密码以及RFID技术越来越多地被用到门禁***中，这极大地提高了门禁***的安全性。但是，在实际应用中，非法侵入者可能尝试验证指纹，或者破解用户密码等行为也屡见不鲜。而且，由于采集指纹时动作不规范、手指表面有异物、传感器老化及外部温度环境变化等因素的影响，指纹经常不能被门禁***所识别，导致身份验证失败。尤其在家中无人的时候，现场又没有警报装置，单纯通过钥匙或者其他门禁防范危险性还是很大。
发明内容
所要解决的技术问题：
本发明针对上述缺陷，提供一种采用远程控制的安全门禁***，有着双重身份验证过程，并且可以远程监控门禁安全情况。
技术方案：
为了实现以上功能，本发明提供了一种门禁***，其特征在于：包括：双频双向无线认证模块2、身份确认模块3、状态模块4、微处理器模块6、驱动电路7、电机8、遥控器1；
其中，所述双频双向无线认证模块2与身份确认模块3相连接，双频双向无线认证模块2、遥控器均由高频模块和低频模块组成，双频双向无线认证模块2与客户随身携带1的遥控器1进行通信；
状态模块4与身份确认模块、微处理器模块6相连接，用于采集锁的开关状态以及每一次开启时是否为安全的信息，并记录开锁时间及次数；
身份确认模块采用一般的身份确认方法，对用户进行身份核实；
微处理器模块6与驱动电路7、电机8依次连接，用于各模块间的信息接收，并进行处理，再发送至目标模块，或者发送信号给驱动电路7来控制电机8工作。
所述身份验证模块具体为指纹采集模块或者密码输入模块或者RFID感应模块；所述指纹采集模块采集指纹图像并提取指纹特征，所述密码输入模块获取输入的密码信息，所述RFID感应模块用于接收用户卡片的信号。
所述双频双向无线认证模块2的高频模块采用了zigbee通信技术。
所述门禁管理***还包括云服务器14、智能云主机12、通讯模块9、移动终端15以及无线路由器13；
还可选配显示模块11与音响模块10，所述显示模块11、音响模块10与微处理器模块6相连接，用于信息的显示和发声；
所述通讯模块9与微处理器模块6连接，通过zigbee通讯技术负责智能云主机12与微处理器模块6之间的通讯；
智能云主机12，其用来负责ZigBee网络协议和TCP网络协议之间的转换；
所述无线路由器13为通讯模块9、智能云主机12、云服务器14提供网络；
云服务器14与移动终端15之间存在信息交互。
一种门禁***的控制方法，其特征在于：通过以下步骤进行***控制：
步骤1，客户携带遥控器进入到门禁***可以接收信号的范围以内，遥控器中内置的低频模块和高频模块向双频双向无线认证模块2发出信号，如果低频信号匹配，则启动双频双向无线认证模块2中的高频模块，双频双向无线认证模块2中的高频模块将收到的信号与保存的匹配信号进行对比，如果相一致，双频双向无线认证模块2向微处理器模块6发送通过认证信号。
步骤2，经过双频双向无线认证后，客户可以选择指纹解锁、输入密码或者是RFID感应三种身份确认方式中的一种进行身份确认；
步骤3，通过身份确认的客户被确认为是安全开锁，微处理器模块6记录开锁的时间和次数，并通过驱动电路7控制电机8开关门禁。
如果未通过双频双向无线认证模块2的认证直接采取指纹解锁、输入密码或者是RFID感应，或者是直接使用钥匙进行机械开锁5，状态模块4会认定此次开锁为不安全开锁微处理器模块6将报警指令通过通讯模块9传送移动终端15。
移动终端15通过专用APP软件向云服务器14发出查询请求，查询门锁的开锁情况。
有益效果：
本发明采用双频双向无线接收器对客户身份先进行一次验证，通过后再进入一个身份验证过程，第二次验证过程进行三项固定开锁模式：指纹、卡、密码中的任意一种，必须两者通过才能安全开门，避免了单一身份验证的不安全性。如果未通过第一次验证直接进入第二次验证过程，或者直接用钥匙进行机械开锁，则开锁过程会被认为是不安全的，状态模块会对其进行记录，并且发送至客户的手机中，确保了客户使用的安全性。
指纹部分采用自主研发的BY6210指纹芯片方案，和同类产品相比，特别是AS602模块相比，BY芯片具有以下特色：
1.指纹适应性强：指纹图像读取过程中，采用自适应参数调节机制，使干湿手指都有较好的成像质量，适用人群更广泛。
2.算法性能优异：BR 模块算法根据光学头成像原理另行设计。算法对变形、质量差指纹均有较好的校正和容错性能。
3.简单易用方便扩充：无需具备指纹识别专业知识即可应用。用户按照BR 模块提供的丰富控制命令，可自行开发出功能强大的指纹识别应用***。
4.灵活设置安全等级：面对不同应用场合，用户可自行设定不同安全等级。此指纹芯片设计直接集成在主板上，通过UART串口和MCU直接通讯，方便操作。主板上有下载接口，提供可执行程序可以直接烧录此芯片程序。
用户无需担心钥匙丢失，如果钥匙丢失了，被他人盗用，非合法用户仅仅使用机械开锁，门禁***会进行报警，并且通知客户有人企图闯入。微处理器以及门禁管理器时时记录门禁被使用的次数，远程看到家庭来访的情况。客户实时可以通过手机上的APP软件查询自家门锁的情况。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为采用本发明门禁***的结构示意框图。
具体实施方式
本发明提供一种门禁***及其控制方法，为使本发明的目的，技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种门禁***，其特征在于：包括：双频双向无线认证模块2、身份确认模块3、状态模块4、微处理器模块6、驱动电路7、电机8、遥控器1；
其中，所述双频双向无线认证模块2与身份确认模块相连接，双频双向无线认证模块2、遥控器均由高频模块和低频模块组成，双频双向无线认证模块2与客户随身携带的遥控器中所含芯片进行通信。
遥控器和门锁均由高频和低频模块组成，遥控器接近门锁时，由低频模块实现唤醒功能，通过高频模块也就是ZIGBEE技术，传输发送至门锁，门锁的高频模块经行接收，通过处理器连接低频模块，进行解锁，实现唤醒功能。
锁内的高频模块采用德仪CC2530芯片，通过ZIGBEE通讯协议来进行传输、通讯的功能。而低频选择发射功率TC4422，9A高速场效应管驱动器，进行功率放大输出，驱动采用125K发射。
门禁高频也是采用德仪CC2530芯片，进行ZIGBEE传输，而低频部分使用125k响应接收模块采用奥地利的低功耗IC AS3932，灵敏度极高，响应距离可调。并采用3V纽扣电池供电，待机功耗在10ua。
状态模块4与身份确认模块、微处理器模块6相连接，用于采集锁的开关状态以及每一次开启时是否为安全，并记录开锁时间及次数，通过通讯模块传送至移动终端；
身份确认模块采用一般的身份确认方法，对用户进行身份核实；
微处理器模块6与驱动电路7、电机8依次连接，用于各模块间的信息接收，并进行处理，再发送至目标模块，或者发送信号给驱动电路7来控制电机8工作。
所述双频双向无线认证模块2的高频模块采用了zigbee通信技术。
微处理器模块6为一MCU，其采用MSP430F249型号，TI公司的低功耗IC，货源稳定充足，性价比可以，IO口资源丰富，QFP64封装，带硬件双串口资源。
进一步的，所述身份验证模块具体为指纹采集模块或者密码输入模块或者RFID感应模块；所述指纹采集模块采集指纹图像并提取指纹特征，所述密码输入模块获取输入的密码信息，所述RFID感应模块用于接收用户卡片的信号。
指纹部分采用自主研发的BY6210指纹芯片方案，和同类产品相比，特别是AS602模块相比，BR芯片具有以下特色：
1.指纹适应性强：指纹图像读取过程中，采用自适应参数调节机制，使干湿手指都有较好的成像质量，适用人群更广泛。
2.算法性能优异：BR 模块算法根据光学头成像原理另行设计。算法对变形、质量差指纹均有较好的校正和容错性能。
3.简单易用方便扩充：无需具备指纹识别专业知识即可应用。用户按照BR 模块提供的丰富控制命令，可自行开发出功能强大的指纹识别应用***。
4.灵活设置安全等级：面对不同应用场合，用户可自行设定不同安全等级。此指纹芯片设计直接集成在主板上，通过UART串口和MCU直接通讯，方便操作。主板上有下载接口，提供可执行程序可以直接烧录此芯片程序。
RFID感应模块采用刷卡IC采用RC522刷卡芯片，采用微波检测的方式，通过定时唤醒RC522刷卡芯片，发射载波。利用IC卡片接近时，通过检波的方式，检测的波形和电压有变化的原理，唤醒MCU工作。触摸IC采用台湾的一款低功耗触摸ICTTP229，接口为I2C接口。
另外，板上内置掉电存储EEPROM，存储密码，指纹，刷卡ID号，接口为I2C接口。
进一步的，所述门禁管理***还包括云服务器14、智能云主机12、通讯模块9、移动终端15以及无线路由器13；
还可选配显示模块与音响模块；显示模块、音响模块与微处理器模块10相连接，用于信息的显示和发声；
显示屏采用12864液晶，液晶为OLED技术，不需要背光源，做成模块形式，板子上预留液晶接口，方便组装，接口为I2C接口。
智能云主机14，其用来负责ZigBee网络协议和TCP网络协议之间的转换。
所述通讯模块9与微处理器模块6连接，通过zigbee通讯技术负责智能云主机（12）与微处理器模块6之间的通讯；
所述无线路由器13为通讯模块9、智能云主机12、云服务器14提供网络；
云服务器14与移动终端15之间存在信息交互。
一种门禁***的控制方法，其特征在于：通过以下步骤进行***控制：
步骤1，客户携带遥控器进入到门禁***可以接收信号的范围以内，遥控器1中内置的低频模块和高频模块向双频双向无线认证模块2发出信号，如果低频信号匹配，则启动双频双向无线认证模块2中的高频模块，双频双向无线认证模块2中的高频模块将收到的信号与保存的匹配信号进行对比，如果相一致，双频双向无线认证模块2向微处理器模块6发送通过认证信号。
步骤2，经过双频双向无线认证后，客户可以选择指纹解锁、输入密码或者是RFID感应三种身份确认方式中的一种进行身份确认；
步骤3，通过身份确认的客户被确认为是安全开锁，微处理器模块6记录开锁的时间和次数，并通过驱动电路7控制电机8开关门禁。
作为一种优选，如果未通过双频双向无线认证模块2的认证直接采取指纹解锁、输入密码或者是RFID感应，或者是直接使用钥匙进行机械开锁5，状态模块4会认定此次开锁为不安全开锁微处理器模块6将报警指令通过通讯模块9传送移动终端15。
作为一种优选，移动终端15通过专用APP软件向云服务器14发出查询请求，查询门锁的开锁情况。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种门禁***，其特征在于：包括：双频双向无线认证模块（2）、身份确认模块（3）、状态模块（4）、微处理器模块（6）、驱动电路（7）、电机（8）、遥控器（1）；
其中，所述双频双向无线认证模块（2）与身份确认模块（3）相连接，双频双向无线认证模块（2）、遥控器（1）均由高频模块和低频模块组成，双频双向无线认证模块（2）与客户随身携带的遥控器（1）进行通信；
状态模块（9）与身份确认模块（3）、微处理器模块（6）相连接，用于采集锁的开关状态以及每一次开启时是否为安全的信息，并记录开锁时间及次数；
身份确认模块采用一般的身份确认方法，对用户进行身份核实；
微处理器模块（6）与驱动电路（7）、电机（8）依次连接，用于各模块间的信息接收，并进行处理，再发送至目标模块，或者发送信号给驱动电路（7）来控制电机（8）工作。
2.根据权利要求1所述的一种门禁***，其特征在于：所述双频双向无线认证模块（2）的高频模块采用了zigbee通信技术。
3.根据权利要求2所述的一种门禁***，其特征在于：所述身份验证模块（3）具体为指纹采集模块或者密码输入模块或者RFID感应模块；所述指纹采集模块采集指纹图像并提取指纹特征，所述密码输入模块获取输入的密码信息，所述RFID感应模块用于接收用户卡片的信号。
4.根据权利要求2所述的一种门禁***，其特征在于：所述门禁管理***还包括云服务器（14）、智能云主机（12）、通讯模块（9）、移动终端（15）以及无线路由器（13）；
还可选配显示模块（11）与音响模块（10），所述显示模块（11）、音响模块（10）与微处理器模块（6）相连接，用于信息的显示和发声；
所述智能云主机（12），其用来负责ZigBee网络协议和TCP网络协议之间的转换；
所述通讯模块（9）与微处理器模块（6）连接，通过zigbee通讯技术负责智能云主机（12）与微处理器模块（6）之间的通讯；
所述无线路由器（13）为通讯模块（9）、智能云主机（12）、云服务器（14）提供网络；
云服务器（14）与移动终端（15）之间存在信息交互。
5.一种门禁***的控制方法，其特征在于：通过以下步骤进行***控制：
步骤1，客户携带遥控器进入到门禁***可以接收信号的范围以内，遥控器中内置的低频模块和高频模块向双频双向无线认证模块（2）发出信号，如果低频信号匹配，则启动双频双向无线认证模块（2）中的高频模块，双频双向无线认证模块（2）中的高频模块将收到的信号与保存的匹配信号进行对比，如果相一致，双频双向无线认证模块（2）向微处理器模块（6）发送通过认证信号；
步骤2，经过双频双向无线认证后，客户可以选择指纹解锁、输入密码或者是RFID感应三种身份确认方式中的一种进行身份确认；
步骤3，通过身份确认的客户被确认为是安全开锁，微处理器模块（6）记录开锁的时间和次数，并通过驱动电路（7）控制电机（8）开关门禁。
6.根据权利要求5所述的一种门禁***的控制方法，其特征在于：如果未通过双频双向无线认证模块（2）的认证直接采取指纹解锁、输入密码或者是RFID感应，或者是直接使用钥匙进行机械开锁（5），状态模块（4）会认定此次开锁为不安全开锁，微处理器模块（6）将报警指令通过通讯模块（9）传送移动终端（15）。
7.根据权利要求5所述的一种门禁***的控制方法，其特征在于：移动终端（15）通过专用APP软件向云服务器（14）发出查询请求，查询门锁的开锁情况。
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