CN105788036A - 一种基于3g/4g通信的无线门口机/围墙机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于3G/4G通信的无线门口机/围墙机，其特征在于：包括CPU核心板和与之相连的3G/4G模块、LCD显示模块、键盘模块、音频处理模块、开锁模块、OTG调试模块、DTMF模块、485通讯模块、出门按钮模块和IC/ID读卡模块，还包括与3G/4G模块相连的SIM卡模块和功放模块，功放模块还与音频处理模块相连，DTMF模块还与3G/4G模块相连，同时还包括具有电压转换功能的电源模块。本发明采用3G/4G网络通信，可供业主随时随地接收到来访信息并控制小区门/单元门的开锁，还具有APP开锁、刷卡开锁、物业开锁、按钮开锁等多种开锁方式，不仅建设成本低、维护升级也十分方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像通信设备，尤其是一种基于3G/4G通信的无线门口机/围墙机。
背景技术
现代化的楼宇对讲***里，需要在小区进出口安装围墙机、在单元楼栋进出口安装门口机用来控制人员出入，来访人员通过围墙机/门口机对需要访问的业主进行呼叫并对讲，取得进入许可后围墙机/门口机方可开锁，来访人员才可进入小区或单元楼栋，以此保障小区业主的人身安全和财产安全。
现有的楼宇对讲***主要采用总线或网络的方式将门口机设备、围墙机设备、室内机终端设备连接起来，主要分为模拟楼宇对讲***和数字楼宇对讲***，模拟楼宇对讲***主要采用总线传输方式，数字楼宇对讲***采用TCP/IP协议，采用网络（专建或借用小区局域网）传输，无论是模拟楼宇对讲***还是数字楼宇对讲***都需要建设管道、布线、接线、安装调试等施工工程，具有工程量大、周期长、费用高等不足。
现有的楼宇对讲***中关于门禁开锁这方面都需要给用户提供门禁卡，门禁卡本身需要一定的成本，且需要业主随身携带，一旦丢失就会非常的不方便。
现有的楼宇对讲***中关于对讲方面都需要给每位业主家中安装一台室内设备，用来实现接听访客呼叫、开锁和其它功能操作。由于每户都需要一台室内设备，室内设备的成本占整个***设备成本的70％以上；且室内设备安装于家庭靠近大门的墙壁上，每次使用都需要用户到门口才能操作，使用极其不便。用户如果不在家，根本无法接听门口机或围墙机的呼叫。
现有楼宇对讲***门口机或围墙机如果要进行软件升级，需要到现场进行升级，甚至需要拆机升级，由于工作量大，所以设备安装后基本无法进行软件的升级更新。
现有楼宇对讲***门口机或围墙机要么是传统的总线型模拟电路架构组成或由基于LINUX***的数字型电路架构组成，主控制器是8位的单片机或者低端的主频在400MHZ以下的控制器。
现有的采用总线或网络方式的门口机/围墙机由总控制电路部分、开锁电路部分、回音抑制电路部分、音频处理电路部分、摄像头电路部分、通信部分电路部分组成，由于没有无线通信部分电路，无法实现无线的的通信以及控制。
发明内容
为解决上述现有楼宇对讲***的门口机/围墙机存在的建设成本高、维护更新困难、无法实现无线通信等技术问题，本发明提供了一种基于3G/4G通信的无线门口机/围墙机。
本发明采用的技术方案为：包括CPU核心板、3G/4G模块、SIM卡模块、LCD显示模块、电源模块、键盘模块、音频处理模块、功放模块、开锁模块、OTG调试模块、DTMF模块、485通讯模块、出门按钮模块，其中：
所述CPU核心板为本发明的核心处理器，具有处理信息、存储数据、视频解码、智能功耗管理、显示处理及输出等功能，其中存储有小区、单元楼栋业主所在单元号、房号、关联电话号码和关联APP用户帐号等信息，还可存储视频、图片、文字等广告信息、物业信息；
所述3G/4G模块与CPU核心板连接，具有通过3G/4G网络与其他终端实现通讯的功能，如通过语音网络与业主手机进行通话、通过数据网络连接互联网终端；
所述SIM卡模块与3G/4G模块连接，以供***SIM卡，用于对GSM网络用户身份进行鉴别，并对设备通话时的语音信息进行加密，实现用户信息唯一性；
所述LCD显示模块输入端与CPU核心板连接，可接收CPU核心板的信号并播放图像、视频信息；
所述键盘模块输出端连接CPU核心板，可供来访者拨号输入业主单元号、房号等信息并将拨号信息发送到CPU核心板；
所述音频处理模块输入端分别连接3G/4G模块和CPU核心板，用于与其他终端通讯时的音频信号处理；
所述功放模块输入端分别连接3G/4G模块和音频处理模块，用于将语音、音频信息进行信号放大并播放；
所述开锁模块输入端连接CPU核心板，其电路采用大功率PNP三极管Q1作为开关管，可接收CPU核心板信号并控制电锁开锁；
所述OTG调试模块输出端连接CPU核心板，作为与PC端数据交换的一个接口，同时可作为设备的调试接口，当设备运行过程出现异常时，可通过PC端查看设备运行状态，以及时发现和处理问题；
所述DTMF模块输入端连接3G/4G模块，其输出端连接CPU核心板，可接收3G/4G模块传送的语音信号，并根据信号频率判断是否向CPU核心板发出开锁信号；
所述485通讯模块输出端连接CPU核心板，作为一个对外接口，可用于物业管理中心的其他总线设备与门口机/围墙机之间的通讯；
所述出门按钮模块输出端连接CPU核心板，可供用户出门时从门后通过按钮直接打开单元门或小区门；
所述电源模块采用降压电源电路，其输入端连接外接直流电源，其输出端分别连接CPU核心板、3G/4G模块、LCD显示模块、键盘模块、音频处理模块、功放模块、OTG调试模块、DTMF模块、485通讯模块，用于将外接电源电压转换为各模块所需额定工作电压，包括12V电源电路、5V电源电路、3.8V电源电路、3.3V电源电路，其中：5V电源电路最大输出电流为3.4A，持续输出电流2A，待机电流为1μA，具有热保护和过流保护功能；3.8V电源电路采用MP2307降压电路，其最大输出电流为4A，持续输出电流为3A，待机电流为1μA，具有热保护和过流保护功能；3.3V电源电路采用AN_SY8088低压差降压电路，最大输出电流为1A，持续输出电流为1A，静态电流为40μA。
进一步地，本发明还包括IC/ID读卡模块，所述IC/ID读卡模块输出端连接CPU核心板，并与电源模块相连，可读取用户的IC/ID卡信息并传送到CPU核心板，因此可供业主选择使用IC/ID卡来实施开锁。
进一步地，所述出门按钮模块的电路输入端串联有电阻R122用于防止插错信号线而将电压信号输送至CPU核心板导致设备损坏，且在输入端并联ESD器件ED9防止静电等信号干扰。
进一步地，所述12V电源电路设置有气体二极管GD1、TVS二极管D4用于防雷击和过电压保护，所述12V电源电路、5V电源电路、3.8V电源电路分别设置有肖特基二极管D3、D1、D2用于防反接保护。
本发明具有5种开锁方式：通话按键开锁、智能终端APP开锁、IC/ID读卡开锁、物业控制开锁、出门按钮开锁。同时，本发明具有通过LCD显示模块和功放模块播放视频、图片、文字等广告信息的功能，并可通过3G/4G模块连接3G/4G网络更新广告信息，也可利用USB存储设备通过OTG调试模块直接更新广告信息。
本发明相对现有技术的有益效果在于：
①本发明采用无线通讯，因此在其建设过程中无需大规模铺设管道、布线、接线、调试，不仅节约成本，也减少了施工程序，缩短了工程周期，同时后期升级、维护也十分方便；
②本发明采用业主的手机替代传统的室内终端，为业主节省了成本，同时使业主可以做到随时随地接收来访者信息并为其开门；
③本发明可使业主选择不再使用门禁卡，不仅节约成本，还避免了因为门禁卡丢失后无法进门的问题；
④本发明的OTG调试模块可让物业管理人员直接使用PC设备对门口机/围墙机进行广告、物业公告等信息的上传、删除等操作，同时可通过PC设备对本发明进行设备调试，及时发现和处理所出现的问题；
⑤本发明的485通讯模块实现其他设备如物业管理PC、电梯等与门口机/围墙机进行直接通讯：当电梯与485通讯模块相连时，门口机/围墙机接收到开锁信号后，同时向电梯发送信号，使其立刻移动到指定楼层等待用户乘坐电梯，使得物业服务更加人性化；当物业管理PC与485通讯模块相连时，物业管理中心可直接向门口机/围墙机发送指令并控制小区门/单元门的打开或关闭，以供及时应对各种突发、异常状况，当遭遇地震、火灾等意外情况时，可以为人们逃生节约宝贵的时间，具有十分重要的意义；
⑥本发明的电源模块可按照不同电路、元件的需求而将外接电源转换为额定工作电压12V、5V、3.8V、3.3V，因此具有十分广泛的适用范围，同时具有防雷击、防过电压、防过热、防过电流、防反接保护等功能，避免了因意外因素造成***损坏的问题。
附图说明
图1为本发明的功能结构示意图。
图2为本发明的CPU核心板电路结构图。
图3为本发明的SIM卡模块电路结构图。
图4为本发明的OTG模块电路结构图。
图5为本发明的485模块电路结构图。
图6为本发明的开锁模块电路结构图。
图7为本发明的出门按钮模块电路结构图。
图8为电源模块的12V电源电路结构图。
图9为电源模块的5V电源电路结构图。
图10为电源模块的3.8V电源电路结构图。
图11为电源模块的3.3V电源电路结构图。
图12为本发明的通话开锁模式流程图。
图13为本发明的智能终端APP开锁模式流程图。
图14为本发明的IC/ID读卡开锁模式流程图。
具体实施方式
结合实施例及附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明包括CPU核心板、3G/4G模块、SIM卡模块、LCD显示模块、电源模块、键盘模块、音频处理模块、功放模块、开锁模块、OTG调试模块、DTMF模块、485通讯模块、出门按钮模块、IC/ID读卡模块，其中：
如图2所示，所述CPU核心板为本发明的核心处理器，具有处理信息和存储数据的功能，集成了视频解码、智能功耗管理、显示处理及输出等多项功能，其中存储有小区、单元楼栋业主所在单元号、房号、关联电话号码、关联APP用户帐号、关联IC/ID卡等信息，还可存储视频、图片、文字等广告信息、物业信息；
所述3G/4G模块采用MC509，与CPU核心板连接，具有通过3G/4G网络与其他终端实现通讯的功能，如通过语音网络与业主手机进行通话、通过数据网络连接互联网终端；
如图3所示，所述SIM卡模块与3G/4G模块连接，以供***SIM卡，用于对GSM网络用户身份进行鉴别，并对设备通话时的语音信息进行加密，实现用户信息唯一性；
所述LCD显示模块输入端与CPU核心板连接，可接收CPU核心板的信号并播放图像信息；
所述键盘模块输出端连接CPU核心板，可供来访者拨号输入业主单元号、房号等信息并将拨号信息发送到CPU核心板；
所述音频处理模块输入端分别连接3G/4G模块和CPU核心板，用于与其他终端通讯时的音频信号处理；
所述功放模块输入端分别连接3G/4G模块和音频处理模块，用于将语音、音频信息进行信号放大并播放；
如图4所示，所述OTG调试模块输出端连接CPU核心板，作为与PC端数据交换的一个接口，同时可作为设备的调试接口，当设备运行过程出现异常时，可通过PC端查看设备运行状态，以及时发现和处理问题；
所述DTMF模块输入端连接3G/4G模块，其输出端连接CPU核心板，可接收3G/4G模块传送的语音信号，并根据信号频率判断是否向CPU核心板发出开锁信号；
如图5所示，所述485通讯模块输出端连接CPU核心板，作为一个对外接口，可用于物业管理中心的其他总线设备与门口机/围墙机之间的通讯；
如图6所示，所述开锁模块输入端连接CPU核心板，其电路采用大功率PNP三极管Q1作为开关管，可接收CPU核心板信号并控制电锁开锁；
如图7所示，所述出门按钮模块输出端连接CPU核心板，可供用户出门时从门后通过按钮直接打开单元门或小区门，所述出门按钮模块的电路输入端串联有电阻R122用于防止插错信号线而将电压信号输送至CPU核心板导致设备损坏，且在输入端并联ESD器件ED9防止静电等信号干扰；
所述IC/ID读卡模块输出端连接CPU核心板，可读取用户的IC/ID卡信息并传送到CPU核心板，因此可供业主选择使用IC/ID卡来实施开锁。
所述电源模块输入端连接外接直流电源，输出端分别连接CPU核心板、3G/4G模块、LCD显示模块、键盘模块、音频处理模块、功放模块、IC/ID读卡模块、OTG调试模块、DTMF模块、485通讯模块，用于将外接电源电压DC_IN转换为各模块所需额定工作电压。
如图8-图11所示，所述电源模块采用降压电源电路，包括12V电源电路、5V电源电路、3.8V电源电路、3.3V电源电路，其中：5V电源电路最大输出电流为3.4A，持续输出电流2A，待机电流为1μA，具有热保护和过流保护功能；3.8V电源电路采用MP2307降压电路，其最大输出电流为4A，持续输出电流为3A，待机电流为1μA，具有热保护和过流保护功能；3.3V电源电路采用AN_SY8088低压差降压电路，最大输出电流为1A，持续输出电流为1A，静态电流为40μA。所述12V电源电路设置有气体二极管GD1、TVS二极管D4用于防雷击和过电压保护，所述12V电源电路、5V电源电路、3.8V电源电路分别设置有肖特基二极管D3、D1、D2用于防反接保护。
本发明具有5种开锁方式：通话按键开锁、智能终端APP开锁、IC/ID读卡开锁、物业控制开锁、出门按钮开锁，其具体过程如下：
①如图12所示，通话按键开锁的过程为：
来访者唤醒门口机/围墙机开锁界面，用键盘模块输入业主单元号/房间号；
键盘模块将数据发送到CPU核心板，CPU核心板根据业主单元号/房间号查询业主手机号码，CPU核心板调用对讲程序并将号码信息发送到3G/4G模块，3G/4G模块拨打业主手机；
业主接听通话，与来访者对讲，业主若同意开锁则在手机端按下“＃”键，不同意开锁则可挂断或按下其他键；
3G/4G模块接收到按键声音信号后发送到DTMF模块，DTMF模块对按键声音信号进行识别，若识别为“＃”键则向CPU核心板发送开锁信号，若识别为非“＃”键则不做进一步操作；
CPU核心板接收到开锁信号后，发送相应的信号到LCD显示模块和开锁模块，LCD显示开锁成功信号，同时开锁模块执行开锁动作，完成开锁。
②如图13所示，智能终端APP开锁的过程为：
业主通过智能终端登录APP，找到APP中对应的小区门/单元门，通过3G/4G网络向门口机/围墙机发送开锁信号；
门口机/围墙机的3G/4G模块将收到的开锁信号发送到CPU核心板；
CPU核心板判断开锁信号是否为本小区/本单元业主的关联APP用户帐号，若判断为“否”则不做操作，若判断为“是”则发送相应的信号到LCD显示模块和开锁模块，LCD显示开锁成功信号，同时开锁模块执行开锁动作，完成开锁。
③如图14所示，IC/ID读卡开锁过程为：
业主将所持门禁卡（IC/ID卡）靠近IC/ID读卡模块；
IC/ID读卡模块读取IC/ID卡的数据并将数据发送到CPU核心板；
CPU核心板判断IC/ID卡是否为本小区/本单元相关业主的IC/ID卡，若判断为“否”则不做操作，若判断为“是”则发送相应的信号到LCD显示模块和开锁模块，LCD显示开锁成功信号，同时开锁模块执行开锁动作，完成开锁。
④物业控制开锁的过程为：
物业管理中心的PC设备向485通讯模块发送开锁指令；
485通讯模块收到开锁指令后向CPU核心板发送开锁信号；
CPU核心板判断开锁信号是否为物业管理中心的信号，若判断为“否”则不做操作，若判断为“是”则发送相应的信号到LCD显示模块和开锁模块，LCD显示开锁成功信号，同时开锁模块执行开锁动作，完成开锁。
⑤出门按钮开锁过程为：
用户在门口向出门按钮模块发送开锁请求；
出门按钮模块发送开锁信号到CPU核心板；
CPU核心板发送相应的信号到LCD显示模块和开锁模块，LCD显示开锁成功信号，同时开锁模块执行开锁动作，完成开锁。
本发明还具有通过LCD显示模块和功放模块播放音频、视频、图片等广告信息的功能，并可通过3G/4G模块连接3G/4G网络更新广告信息，也可利用其他PC设备通过OTG调试模块直接上传广告信息、物业广告信息到CPU核心板。
Claims (4)
1.一种基于3G/4G通信的无线门口机/围墙机，其特征在于：包括CPU核心板、3G/4G模块、SIM卡模块、LCD显示模块、电源模块、键盘模块、音频处理模块、功放模块、开锁模块、OTG调试模块、DTMF模块、485通讯模块、出门按钮模块，其中：
所述CPU核心板具有处理信息、存储数据、视频解码、智能功耗管理、显示处理及输出等功能；
所述3G/4G模块与CPU核心板连接，看通过3G/4G网络与其他终端进行通讯；
所述SIM卡模块与3G/4G模块连接，以供***SIM卡，用于对GSM网络用户身份进行鉴别，并对设备通话时的语音信息进行加密，实现用户信息唯一性；
所述LCD显示模块输入端与CPU核心板连接，用于播放图像、视频信息；
所述键盘模块输出端连接CPU核心板，用于拨号并将信息发送到CPU核心板；
所述音频处理模块输入端分别连接3G/4G模块和CPU核心板，用于语音、音频信号处理；
所述功放模块输入端分别连接3G/4G模块和音频处理模块，用于将语音、音频信息进行信号放大并播放；
所述开锁模块输入端连接CPU核心板，其电路采用大功率PNP三极管Q1作为开关管，可接收CPU核心板信号并控制电锁开锁；
所述OTG调试模块输出端连接CPU核心板，作为与PC端数据交换的一个接口，同时可作为设备的调试接口；
所述DTMF模块输入端连接3G/4G模块，其输出端连接CPU核心板，用于接收并识别3G/4G模块传送的语音信号，并向CPU核心板发送信号；
所述485通讯模块输出端连接CPU核心板，用于其他总线设备与CPU核心板的通讯；
所述出门按钮模块输出端连接CPU核心板，用于用户通过其向CPU核心板发送信息；
所述电源模块采用降压电源电路，其输入端连接外接直流电源，其输出端分别连接CPU核心板、3G/4G模块、LCD显示模块、键盘模块、音频处理模块、功放模块、OTG调试模块、DTMF模块、485通讯模块，用于将外接电源电压转换为各模块所需额定工作电压，包括12V电源电路、5V电源电路、3.8V电源电路、3.3V电源电路，其中：5V电源电路最大输出电流为3.4A，持续输出电流2A，待机电流为1μA，具有热保护和过流保护功能；3.8V电源电路采用MP2307降压电路，其最大输出电流为4A，持续输出电流为3A，待机电流为1μA，具有热保护和过流保护功能；3.3V电源电路采用AN_SY8088低压差降压电路，最大输出电流为1A，持续输出电流为1A，静态电流为40μA。
2.如权利要求1所述的一种基于3G/4G通信的无线门口机/围墙机，其特征在于：本发明还包括IC/ID读卡模块，所述IC/ID读卡模块输出端连接CPU核心板，并与电源模块相连，可读取用户的IC/ID卡信息并传送到CPU核心板。
3.如权利要求1所述的一种基于3G/4G通信的无线门口机/围墙机，其特征在于：所述出门按钮模块的电路输入端串联有用于防接错保护的电阻R122，且在输入端并联有用于防静电干扰的ESD器件ED9。
4.如权利要求1所述的一种基于3G/4G通信的无线门口机/围墙机，其特征在于：所述12V电源电路设置有用于防雷击和过电压保护的气体二极管GD1和TVS二极管D4，所述12V电源电路、5V电源电路、3.8V电源电路分别设置有用于防反接保护的肖特基二极管D3、D1、D2。
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