CN104867222A - 基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统，包含手机客户端、门禁服务器以及门禁控制器。该门禁系统依靠智能手机的app软件通过广域网络向门禁服务器发出操作请求，门禁服务器判断操作请求后，利用移动基站发送GSM信号给变电站前端的门禁控制器，由变电站前端设备进而控制实现开门操作，能够同时对同一区域内的多个变电站的多个门锁进行控制。实现了工作人员利用智能手机控制变电站门禁、无卡开门的操作减少了因此产生的人工成本和车辆成本，提高了进入变电站的效率，实现了门禁系统的物联网智能化。本发明同时还公开了一种基于智能移动平台的无人值班变电站门禁方法。

Description

基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统及方法

技术领域

本发明涉及一种门禁系统，特别涉及一种基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统及方法。

背景技术

目前无人值班变电站使用的门禁系统依靠工作班人员持有感应式IC卡刷卡开门，由于常发生人为引起的IC卡损坏、IC卡长期使用导致损坏、IC卡丢失，户外门禁读卡设备故障等原因导致不能正常开门，影响了进入变电站工作的效率，是电网安全运行的一个不能忽视的隐患。

智能手机已经占有了几乎所有的手机市场，每个人手中都有一部或几部智能手机。所以利用智能手机作为智能控制的手段是个不错的办法。Android是Google开发的一款智能操作系统，广泛应用于智能手机、平板电脑等电子设备上。申请号为201010259876.X的专利申请公开了一种基于GSM网络的门禁系统及方法，用户直接基于GSM网络通过向控制核心模块打电话或发送短信来控制门锁的启闭，解决了连线的问题。但由于在该系统中用户的手机号码被预先存储于存储芯片上，使得用户信息的更新仅能通过更换芯片或改变其他硬件配置来实现，不适用于变电站门禁系统。

本发明设计了基于Android智能操作系统研发新的门禁系统，实现了工作人员仅需要持有智能手机就能实现无卡开门。基于Android系统的门禁服务器将控制密码和SIM卡号等信息储存于其内部的数据库中，利用软件对其进行管理，极大地方便了用户端数据等内容的更新，克服了现有技术中的缺陷。另外通过相应的软件设计，实现了门禁服务器对用户权限的有效控制，进一步实现了变电站门禁的智能化管理。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提供一种简单方便、经济适用、安全性高并且同时对同一区域内的多个变电站的多个门锁进行控制的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统及方法。

本发明的一种基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统及方法通过以下技术方案实现：

一种基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统，其特征在于，包含手机客户端、门禁服务器以及门禁控制器，其中：

用户从所述手机客户端通过Internet访问门禁服务器向门禁服务器发送控制请求，并接收来自门禁服务器的反馈信息；

所述门禁服务器包括内部数据库，并且所述门禁服务器用于在接收到用户发来的控制请求后访问内部数据库，并在做出请求权限状态判断后通过GSM向门禁控制器发出控制指令；以及

所述门禁控制器包括单片机、带有SIM卡的GSM模块、电源模块和输出模块，所述单片机通过串口与所述GSM模块连接，所述电源模块分别为所述单片机、所述GSM模块和所述输出模块提供电能，所述输出模块和所述单片机相连接，并且所述门禁控制器用于在接收到所述门禁服务器发出的控制指令后，控制操作相应的门锁，并在完成相应的操作后向所述门禁服务器发送反馈信息。

进一步地，所述手机客户端基于Android智能操作系统来开发，以及，所述门禁服务器为基于Android智能操作系统的智能手机。

进一步地，所述门禁服务器利用手机内置的GSM通信功能，和变电站端的所述门禁控制器通过特定格式的短信进行通信。

进一步地，所述内部数据库为SQlite数据库，包括用户表、变电站表、门锁表、权限表、操作记录表、时区表、异常情况表中的一个或多个。

进一步地，所述单片机为STC89C52单片机，并且所述GSM模块为GSM通信TC35模块。

进一步地，所述输出模块包括接入到电磁锁类型的门锁电源回路中或者移动门的开关控制开关回路中的4通道继电器，通过继电器的常开常闭接点动作来具体实现门锁控制。

一种基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统使用方法，其特征在于，包含：

用户从手机客户端通过Internet访问门禁服务器向门禁服务器发送控制请求，并接收来自门禁服务器的反馈信息；

所述门禁服务器在接收到用户发来的控制请求后访问内部数据库，并在做出请求权限状态判断后通过GSM向门禁控制器发出控制指令；以及

门禁控制器在接收到所述门禁服务器发出的控制指令后，控制相应的门锁，并在完成相应的操作后向所述门禁服务器发送反馈信息。

进一步地，方法进一步包括：

用户通过手机号码在所述手机客户端注册；

所述门禁服务器人工核对信息并反馈注册结果；以及

确认注册成功后，用户输入密码后进入操作界面。

进一步地，方法进一步包括用户从手机客户端对权限内的变电站门锁的启闭状态进行远程监控。

进一步地，方法进一步包括所述门禁服务器对所述数据库中的手机用户端数据进行更新。

由于采用以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.门禁控制器以GSM网络作为数据传输网络，仅一条短信就实现了门锁控制，不需要使用特定的门禁IC卡或ID卡，方便了工作人员的使用。利用GSM短信系统进行无线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，实现了远程控制门禁。

2.用户能够通过手机客户端对权限内的变电站门锁的启闭状态进行远程监控。

3.相对于目前使用的门禁系统，减少了读卡器、区域控制器等设备，变电站现场布线简单，费用低廉、受环境影响小，经济实用。

4.手机客户端手机app通过手机电话号码进行注册，手机客户端app仅能对根据门禁服务器给定的权限获得相应的变电站及门锁的列表进行控制，门禁服务器实现了对门禁的权限管理；

5.门禁控制器的控制密码和SIM卡号存放在门禁服务器端，实现了门禁控制的安全管理。

附图说明

图1为依据本发明的门禁系统的结构示意图；

图2为依据本发明的门禁系统的手机客户端的操作流程图；

图3为依据本发明的门禁系统的门禁服务器的结构图示意图；

图4为依据本发明的门禁系统的门禁服务器的操作流程图；

图5为依据本发明的门禁系统的门禁控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统(以下简称门禁系统)的结构示意图。如图1所示，门禁系统分为三个部分：遥控部分手机客户端、门禁服务器、以及实现功能的门禁控制器。用户打开手机上的手机客户端APP(应用程序)后，选择需要控制的变电站的具体门锁，通过Internet访问门禁服务器，发出控制请求；门禁服务器(智能手机)收到用户发来的控制请求后，访问内部的数据库，判断请求的权限状态后，通过GSM(全球移动通信系统)向变电站门禁控制器发出控制指令；变电站前端的门禁控制器接收到门禁服务器发出的相关指令后，门禁控制器相应地控制相关的门锁。

1手机客户端

在本发明的一个实施例中，手机客户端基于智能手机常用的Android智能操作系统来开发，可通过Internet访问门禁服务器。图2为本发明的门禁系统的手机客户端的操作流程图。将手机客户端app软件设计为包含注册、登录、密码保护、显示变电站列表及门锁列表、向门禁控制器发送请求、接收门禁服务器返回确认信息等功能，使得用户下载安装好手机客户端app软件后能够按照如图2所示的流程进行操作。1、用户首次使用门禁系统需要填写用户名和手机号码向门禁服务器进行注册，门禁服务器经人工核对信息后确认注册成功；2、注册成功的用户需要输入手机客户端密码之后才能进入操作界面，由于手机号码为实名制注册，从而实现了用户操作的真实性；3、手机客户端app向门禁服务器请求变电站及门锁列表，门禁服务器向手机客户端传送相应权限的变电站及门锁列表，手机客户端只能对自己权限内的变电站及门锁列表进行操作，实现了手机客户端的操作可控性；4、手机客户端进一步确认对相应门锁的选择操作并接收门禁服务器关于操作成功的返回信息。

另外，用户能够通过手机客户端对其权限内的变电站门锁的启闭状态进行远程监控。在一个实施例中，手机客户端对其权限内的变电站门锁状态的远程监控具体包括以下步骤：1、变电站门禁控制器在收到服务器的控制指令，继电器动作，操作成功后，向远程控制端的门禁服务器发送“操作成功！一开二开三关四开”的短信，其中“一开二开三关四开”即控制器的四个继电器的状态；2、远程控制端的门禁服务器收到“操作成功！一开二开三关四开”的短信后，将该变电站的门锁状态记录在数据库相应的门禁控制器实时状态一栏；3、手机客户端app在每次登录的时候，均会连接服务器，获取最新的相应的变电站列表和变电站门锁的状态，并显示。例如，如果此时移动门A处于开启状态，则在门锁列表的移动门A处显示已打开，此时移动门A的操作按钮显示为“关门”，即如果要进行操作，则是进行的关闭移动门的操作。

2门禁服务器

本发明采用了轻量化的嵌入式门禁服务器即使用智能手机进行开发门禁服务器。主要考虑是，相对于大型专业的门禁服务器系统来说，利用手机开发门禁服务器，仅需要一个智能手机app，智能手机同时能够管理用户手机客户端和变电站端的短信响应，硬件结构简单，也不需要再添加短信收发控制器部分；另一方面，变电站门禁服务器的访问频次较少，利用嵌入式门禁服务器可以满足要求。图3为依据本发明的门禁系统的门禁服务器的结构图示意图，主要包括SQLite数据库、对客户手机访问的响应，对变电站端的控制器的互相通信，门禁服务器端本身对数据处理等。

SQlite数据库是一款轻型的数据库，同比Mysql、PostgreSQL等数据库管理系统来讲，处理速度快，移植性好。数据库主要包括用户表、变电站表、门锁表、权限表、操作记录表、时区表、异常情况表等。通过门禁服务器端的app可以直接访问、查询、修改、删除、更新各项数据表，实现对各类数据的管理。

将门禁服务器接入Internet互联网，手机客户端手机app访问web浏览器通过Http协议与门禁服务器进行通信。门禁服务器内置的web门禁服务器监听浏览器的服务请求，在接收到手机客户端的请求后，处理用户请求并返回需要的数据。主要流程包括手机客户端用户的注册、数据库中与用户相关的数据(用户端数据)的更新，对用户遥控门禁控制器的请求的响应等。

门禁服务器利用手机内置的GSM通信功能，和变电站端的门禁控制器通过特定格式的短信进行通信，实现对门禁控制器的遥控、状态访问、修改密码等功能。门禁服务器对不同的用户设置了不同的权限，手机客户端仅能对自己权限内的变电站门锁进行远程控制，实现了门禁服务器对手机客户端的权限控制。由于手机客户端app是访问门禁服务器进行操作请求，直接控制门禁控制器的控制密码和SIM卡号均存放在门禁服务器端，有效地避免了控制密码从手机客户端的泄露，实现了变电站端的安全控制。

图4为依据本发明的门禁系统的门禁服务器的操作流程图。如图4所示，门禁服务器在启动I-jetty服务后对是否接收到手机客户端的控制请求进行判定。一旦确定已经接收到控制请求，便访问SQlite数据库，并验证客户的权限。根据验证结果对是否允许客户操作进行判定。如果判定结果为允许客户操作，则访问SQlite数据库，根据客户所请求的变电站及门锁编号生成格式短信，并将格式短信发送至相应的变电站门禁控制器。当接收到来自门禁控制器反馈的短信后，门禁服务器对短信进行分析，将操作结果记入SQlite数据库，并将操作结果反馈给手机客户端。

3门禁控制器

图5为依据本发明的门禁系统的门禁服务器的结构示意图。如图所述，门禁控制器包括单片机、带有SIM卡的GSM模块、电源模块和输出模块：门禁控制器是以STC89C52单片机为核心，组成最小单片机系统，通过串口与GSM通信TC35模块连接；电源模块分别为单片机、GSM模块和输出控制模块提供不同工作电压的电能；输出模块和所述单片机相连接，4通道开关量输出作为输出模块进行相应的操作，其中输出模块的四个继电器分别与单片机的P1.0、P1.1、P1.5、P1.6连接并接地，当单片机在P0.0、P0.1、P0.2和P0.3管脚输出高电平时，输出模块相应的继电器动作，这样来控制门锁的状态。

该控制器采用的4通道继电器接入到电磁锁类型的门锁电源回路中或者移动门的开关控制开关回路中，通过继电器的常开常闭接点动作来具体实现门锁控制。控制器带有通信SIM卡的GSM模块TC35正常工作后，当接收到远程控制端通过移动基站发送来的短信时，将短信通过串口传递给单片机。单片机控制程序分析该短信信息，短信编码符合控制指令格式，则控制继电器动作，具体实现控制门锁动作，操作成功，将反馈短信通过GSM反馈给远程控制端的门禁服务器。

例如：远程控制端的门禁服务器向门禁控制器SIM卡发送短信格式：“332211K2H”，其中“332211”为该控制器的控制密码，“K”为开门指令，“2”为该控制器端口号。单片机程序分析短信的格式以及密码正确后，将2号继电器动作，操作成功后，向远程控制器发送“操作成功！”的短信。

本发明依靠智能手机的app软件通过广域网络向门禁服务器发出操作请求，门禁服务器判断操作请求后，利用移动基站发送GSM信号给变电站前端的门禁控制器，由变电站前端设备进而控制实现开门操作，能够同时对同一区域内的多个变电站的多个门锁进行控制。实现了工作人员利用智能手机控制变电站门禁、无卡开门的操作。避免了原来门禁系统导致的需往返重新取新的IC卡或者等待维修人员赶来抢修现象。减少了因此产生的人工成本和车辆成本，提高了进入变电站的效率，实现了门禁系统的物联网智能化。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统，其特征在于，包含手机客户端、门禁服务器以及门禁控制器，其中：

用户从所述手机客户端通过Internet访问门禁服务器向门禁服务器发送控制请求，并接收来自门禁服务器的反馈信息；

所述门禁服务器包括内部数据库，并且所述门禁服务器用于在接收到用户发来的控制请求后访问内部数据库，并在做出请求权限状态判断后通过GSM向门禁控制器发出控制指令；以及

所述门禁控制器包括单片机、带有SIM卡的GSM模块、电源模块和输出模块，所述单片机通过串口与所述GSM模块连接，所述电源模块分别为所述单片机、所述GSM模块和所述输出模块提供电能，所述输出模块和所述单片机相连接，并且所述门禁控制器用于在接收到所述门禁服务器发出的控制指令后，控制操作相应的门锁，并在完成相应的操作后向所述门禁服务器发送反馈信息。

2.根据权利要求1所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统，其特征在于，所述手机客户端基于Android智能操作系统来开发，以及，所述门禁服务器为基于Android智能操作系统的智能手机。

3.根据权利要求1所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统，其特征在于，所述门禁服务器利用内置的GSM通信功能，和变电站端的所述门禁控制器通过特定格式的短信进行通信。

4.根据权利要求1所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统，其特征在于，所述内部数据库为SQlite数据库，包括用户表、变电站表、门锁表、权限表、操作记录表、时区表、异常情况表中的一个或多个。

5.根据权利要求1所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统，其特征在于，所述单片机为STC89C52单片机，并且所述GSM模块为GSM通信TC35模块。

6.根据权利要求1所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统，其特征在于，所述输出模块包括接入到电磁锁类型的门锁电源回路中或者移动门的开关控制开关回路中的4通道继电器，通过继电器的常开常闭接点动作来具体实现门锁控制。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁系统使用方法，其特征在于，包含：

用户从手机客户端通过Internet访问门禁服务器向门禁服务器发送控制请求，并接收来自门禁服务器的反馈信息；

所述门禁服务器在接收到用户发来的控制请求后访问内部数据库，并在做出请求权限状态判断后通过GSM向门禁控制器发出控制指令；以及

门禁控制器在接收到所述门禁服务器发出的控制指令后，控制相应的门锁，并在完成相应的操作后向所述门禁服务器发送反馈信息。

8.根据权利要求7所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁方法，其特征在于，进一步包括：

用户通过手机号码在所述手机客户端注册；

所述门禁服务器人工核对信息并反馈注册结果；以及

确认注册成功后，用户输入密码后进入操作界面。

9.根据权利要求7或8所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁方法，其特征在于，进一步包括用户从手机客户端对权限内的变电站门锁的启闭状态进行远程监控。

10.根据权利要求7或8所述的基于智能移动平台的无人值班变电站门禁方法，其特征在于，进一步包括所述门禁服务器对所述内部数据库中与用户相关的数据进行更新。