CN104361669A - 基于Zigbee无线通信技术的门锁系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

基于Zigbee无线通信技术的门锁系统及其控制方法，门锁系统包括用户远程控制终端、无线基站以及若干个门锁；无线基站与用户远程控制终端之间通过有线网络进行数据通讯，门锁与无线基站之间的数据通讯通过无线网络实现。控制方法包括在用户刷卡后，无线模块接收到电子锁卡信息并存放至存储器；然后无线基站检测网络信道是否空闲，空闲时把信息传送至用户远程控制终端；用户远程控制终端接收信息后，将该信息与已经录入的授权用户信息进行比对，如果两者相符，控制终端反馈指令控制门锁打开并记录开锁时间，如果两者不符，控制终端记录错误时间并向管理员报警。本发明使用Zigbee技术组建门锁系统的内部通信网，系统安装方便，扩展性好。

Description

基于Zigbee无线通信技术的门锁系统及其控制方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于Zigbee无线通信技术的门锁系统及其控制方法。

背景技术

传统的电子门锁有两种类型，一种是总线之间通过RS485进行通信，另一种是TCP/IP联网型，两种类型电子门锁的所有信息都必须先输入电脑，再通过读写机写入电脑中，所有卡上信息也必须通过读写机读出，再与终端电脑连线工作。由于每扇门都需要布线和主机连接，因此布线复杂；并且有线传输的缺点在于导线布局造成的硬件故障较多，传输线传输成本较高。对于已投入使用的建筑物，装修和综合布线已完成，安装电子门锁系统时，需独立进行布线，施工量大，安装时间长，影响正常工作和生活。这些缺点严重阻碍了现场总线在电子门锁中的应用，基于无线技术的电子门锁技术应用将势在必行。

目前，比较流行的短距离无线通信技术主要有红外(IrDA：InfraredData Association)技术、家庭无线电射频(HomeRF)技术、IEEE802.11技术以及蓝牙(Bluetooth)技术等，这些技术存在芯片价格高，功耗高，协议较复杂，传输距离受限制以及抗干扰能力差等缺点，并不适用于要求低成本、低功耗的家庭网络。

与其它无线通信技术相比，Zigbee无线通信技术更有能力胜任于电子门锁系统中。Zigbee技术的基础是IEEE 802.15.4，专注于低速率传输应用，协议简单，成本低，具有低功耗，容量大，时延短，网络的自组织、自愈能力强，通信可靠等特点。Zigbee使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)，有效覆盖范围10～75米之间，并且信号有穿过墙壁等障碍物的能力。每个Zigbee网络最多可支持255个设备，通过该网络，通信范围可延伸至一栋大楼。因此，对于将Zigbee技术应用于门锁系统的研究是很有价值的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本，能够双向无线通信的基于Zigbee无线通信技术的门锁系统及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明基于Zigbee无线通信技术的门锁系统包括用户远程控制终端、无线基站以及若干个门锁；所述的无线基站与用户远程控制终端之间通过Internet网络进行数据通讯，门锁与无线基站之间的数据通讯通过Zigbee无线网络实现。

所述的门锁包括Zigbee模块、射频卡头以及存储器，Zigbee模块通过射频卡头收发用户的电子锁卡信息，并把信息存放在存储器中。

所述的无线基站检测到网络空闲时，通过发送端把存储器中的信息传送至用户远程控制终端。

所述的用户远程控制终端为能够实现远程控制功能的PC机。

所述的用户远程控制终端记录有授权用户电子锁卡信息，并能够将接收到的用户电子锁卡信息与已经记录的信息进行比对。

所述的门锁还包括能够播放打开或者错误提示音的语音录放电路。

本发明基于Zigbee无线通信技术门锁系统的控制方法，包括以下步骤：

1)用户刷卡后，Zigbee模块通过射频卡头接收到用户电子锁卡信息，并把这些信息存放在存储器中；

2)无线基站检测Internet网络信道是否空闲，检测到网络空闲时，通过发送端把存储器中的信息传送至用户远程控制终端；

3)用户远程控制终端成功接收用户电子锁卡信息后，将该信息与已经录入的授权用户电子锁卡信息进行比对，如果两者信息相符，用户远程控制终端沿原路反馈指令控制门锁打开并记录开锁时间，如果两者信息不符，用户远程控制终端记录错误时间并向管理员报警。

所述的门锁、无线基站以及用户远程控制终端之间出现信息传输失败时，发送端自动重新再次发送信息，直到接收端正确接收为止。

所述的用户远程控制终端实时监控门锁的开关状态，门锁超过设定时间未关闭时发出警报。

所述的用户远程控制终端能够远程编辑和查询门锁信息，并能够对门锁的开关进行主动控制。

与现有技术相比，本发明门锁系统使用Zigbee技术组建自动门控系统的内部通信网，用户远程控制终端通过有线的Internet网络与无线基站进行数据通讯，无线基站与门锁之间通过Zigbee网络实现无线数据传输，解决了传统电子门锁布线繁杂，硬件故障多，成本较高的问题，基于IEEE 802.15.4的Zigbee技术，使得本系统具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本，能够双向无线通信的特点，本发明门锁系统安装方便，扩展性好，具有很好的实用价值。

进一步的，本发明门锁通过存储器能够对接收到的用户电子锁卡信息进行暂时存放，当无线基站检测到网络空闲时，通过发送端把存储器中的信息传送至用户远程控制终端，避免网络忙碌时发生错误。

进一步的，本发明用户远程控制终端记录有授权用户电子锁卡信息，如果接收到的用户电子锁卡信息与已经记录的信息吻合，随即反馈指令控制门锁打开，反之则报警错误，操作过程简单可靠。

本发明门锁系统的控制方法在用户刷卡后通过Zigbee模块将用户电子锁卡信息实时发送给用户远程控制终端，用户远程控制终端成功接收用户电子锁卡信息后，将该信息与已经录入的授权用户电子锁卡信息进行比对，如果两者信息相符，随即反馈指令控制门锁打开，门锁打开后，Zigbee模块向用户远程控制终端发送已打开信息，用户远程控制终端记录开锁时间，如果两者信息不符，用户远程控制终端记录错误时间并向管理员报警。本发明门锁系统的控制方法结合了Zigbee无线通信技术，通过进行双向通信，工作流程清晰可靠。

进一步的，本发明门锁系统的控制方法在信息传输失败时，发送端自动重新再次发送信息，直到接收端正确接收为止，保证了信息传输过程的可靠性。

进一步的，本发明门锁系统的控制方法用户远程控制终端实时监控门锁的开关状态，门锁超过设定时间未关闭时发出警报，避免因忘记锁门造成用户的财产损失。

进一步的，本发明门锁系统的控制方法用户远程控制终端能够远程编辑和查询门锁信息，并能够对门锁的开关进行主动控制，实现了门锁的远程控制与数据操作，便于门锁信息及状态的集中管理。

附图说明

图1本发明门锁系统的结构框图；

图2本发明门锁系统控制方法的流程图；

附图中：1.用户远程控制终端；2.无线基站；3.门锁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1，本发明基于Zigbee无线通信技术的门锁系统包括用户远程控制终端1、无线基站2以及若干个门锁3；无线基站2与用户远程控制终端1之间通过Internet网络进行数据通讯，门锁3与无线基站2之间的数据通讯通过Zigbee无线网络实现。

用户远程控制终端1由PC机远程控制来实现其功能；门锁3硬件包括Zigbee模块，微控制器，射频卡头，振检测电路，语音录放电路，控制接口及指示电路，微控制器连接房门电子锁的电磁线圈，通过微处理器控制电磁线圈的开合，控制接口与Zigbee模块对接，Zigbee模块通过射频卡头收发用户的电子锁卡信息，并把信息存放在存储器中；微控制器将房门电子锁的开启命令通过Zigbee模块发送无线基站，无线基站2检测到网络空闲时，通过发送端把存储器中的信息传送至用户远程控制终端1，用户远程控制终端1记录有授权用户电子锁卡信息，并能够将接收到的用户电子锁卡信息与已经记录的信息进行比对，语音录放电路能够播放打开或者错误提示音。

参见图2，本发明的门锁系统在用户刷卡后，Zigbee模块通过射频卡头接收到用户电子锁卡信息，并把这些信息存放在存储器中。然后检测信道是否空闲，当检测到网络空闲时，发送端把存储器中的信息通过无线基站传送出去。控制终端成功接收用户信息后与已有用户数据进行比对，若一致则原路返回一个应答打开门锁，同时控制终端记录开锁时间。若发送端发送信息失败、接收端无法接收信息或者在传输过程丢失，发送端就重新发送该信息，直到正确接收到相应的请求。若电子锁卡身份错误或为未授权卡，控制终端记录错误时间，并向管理员报警。控制终端可实时监控电子门锁的开关状态，当锁超过一定时间未关闭，控制终端将向管理员发出警报。

本发明Zigbee无线门锁与用户远程控制终端信息交换时能够实现以下功能：

1、双向通信：终端通过Zigbee无线网络向门锁下达命令和数据，门锁也可向用户终端发送数据。

2、终端对门锁数据操作：终端通过Zigbee无线网络可以对门锁卡片信息进行修改、删除、更新时间等数据操作。

3、终端对门锁远程控制：终端通过Zigbee无线网络能远程无线控制门锁的一直开启(启动门锁常开功能)，刷卡后恢复。也可远程控制门锁关闭。

4、终端与门锁信息交换：终端通过Zigbee无线网络能查询门锁的电池状态、门锁的开关等状态；也可以查询门锁里卡片信息。

5、门锁上报数据：门锁在开关门的时候会向终端发送开门记录(卡号、开门时间)，方便总台对门进行实时监控。门锁会实时向电脑上报门锁状态(开关门、电池)。

6、终端修正门锁时间：终端通过Zigbee无线网络能查询门锁的时间，然后可以通过电脑校准门锁的时间，保证事件记录的正确性。

7、门锁报警功能：当非法卡开门、门没关好、撬门时，门锁电池低压，门锁会发出快速的报警声“滴滴滴..滴滴滴”，同时门锁会向管理软件发送警报信号，以便管理人员及时发现。

本发明基于Zigbee无线通信技术的门锁系统及其控制方法，使用Zigbee技术组建自动门控系统的内部通信网，系统安装方便，扩展性好，具有很好的实用价值。

Claims (10)

1.一种基于Zigbee无线通信技术的门锁系统，其特征在于：包括用户远程控制终端(1)、无线基站(2)以及若干个门锁(3)；所述的无线基站(2)与用户远程控制终端(1)之间通过Internet网络进行数据通讯，门锁(3)与无线基站(2)之间的数据通讯通过Zigbee无线网络实现。

2.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信技术的门锁系统，其特征在于：所述的门锁(3)包括Zigbee模块、射频卡头以及存储器，Zigbee模块通过射频卡头收发用户的电子锁卡信息，并把信息存放在存储器中。

3.根据权利要求2所述的基于Zigbee无线通信技术的门锁系统，其特征在于：所述的无线基站(2)检测到网络空闲时，通过发送端把存储器中的信息传送至用户远程控制终端(1)。

4.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信技术的门锁系统，其特征在于：所述的用户远程控制终端(1)为能够实现远程控制功能的PC机。

5.根据权利要求1或4所述的基于Zigbee无线通信技术的门锁系统，其特征在于：所述的用户远程控制终端(1)记录有授权用户电子锁卡信息，并能够将接收到的用户电子锁卡信息与已经记录的信息进行比对。

6.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信技术的门锁系统，其特征在于：所述的门锁(3)还包括能够播放打开或者错误提示音的语音录放电路。

7.一种基于Zigbee无线通信技术门锁系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)用户刷卡后，Zigbee模块通过射频卡头接收到用户电子锁卡信息，并把这些信息存放在存储器中；

2)无线基站(2)检测Internet网络信道是否空闲，检测到网络空闲时，通过发送端把存储器中的信息传送至用户远程控制终端(1)；

3)用户远程控制终端(1)成功接收用户电子锁卡信息后，将该信息与已经录入的授权用户电子锁卡信息进行比对，如果两者信息相符，用户远程控制终端(1)沿原路反馈指令控制门锁(3)打开并记录开锁时间，如果两者信息不符，用户远程控制终端(1)记录错误时间并向管理员报警。

8.根据权利要求7所述的基于Zigbee无线通信技术门锁系统的控制方法，其特征在于：所述的门锁(3)、无线基站(2)以及用户远程控制终端(1)之间出现信息传输失败时，发送端自动重新再次发送信息，直到接收端正确接收为止。

9.根据权利要求7所述的基于Zigbee无线通信技术门锁系统的控制方法，其特征在于：所述的用户远程控制终端(1)实时监控门锁(3)的开关状态，门锁(3)超过设定时间未关闭时发出警报。

10.根据权利要求7所述的基于Zigbee无线通信技术门锁系统的控制方法，其特征在于：所述的用户远程控制终端(1)能够远程编辑和查询门锁(3)信息，并能够对门锁(3)的开关进行主动控制。