CN104899949A - 全自动控制酒店门禁系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动控制酒店门禁系统，智能照明模块、图像监测模块和自动旋转门模块均与主控模块电连接，主控模块包括单片机和ARM处理器，智能照明模块包括光敏电阻电路和LED灯，光敏电阻电路的信号传输至主控模块，主控模块根据接收的来自光敏电阻电路的信号控制LED灯的开闭，所述图像监测模块包括摄像头单元和显示单元，所述摄像头单元采集的图像信息在主控模块的控制下通过显示单元显示，所述自动旋转门模块包括射频读取电路和步进电机，所述射频读取电路读取信息传输至主控模块，主控模块根据接收的来自射频读取电路的信息控制步进电机动作。实现提高资源的利用率和安全性的优点。

Description

全自动控制酒店门禁系统

技术领域

本发明涉及酒店智能管理领域，具体地，涉及一种全自动控制酒店门禁系统。

背景技术

目前，随着人们对个人隐私的重视，酒店也对进入酒店的人员进行限制，有的酒店采用使用房间卡搭乘电梯的方式。且现有的酒店采用门禁卡对房间用电进行管理，但现有的用电管理只是对房间内的用电进行管理，且该用电管理只是保证在住户离开房间后，造成的电能浪费，对住户在房间内或公共区域的用电没有进行合理的管理，现有酒店门禁系统存在管理不够精确，存在电能资源浪费和安全性不够的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种全自动控制酒店门禁系统，以实现提高资源的利用率和安全性的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种全自动控制酒店门禁系统，包括主控模块、智能照明模块、图像监测模块和自动旋转门模块，所述智能照明模块、图像监测模块和自动旋转门模块均与主控模块电连接，所述主控模块包括单片机和ARM处理器，所述智能照明模块包括光敏电阻电路和LED灯，所述光敏电阻电路的信号传输至主控模块，主控模块根据接收的来自光敏电阻电路的信号控制LED灯的开闭，所述图像监测模块包括摄像头单元和显示单元，所述摄像头单元采集的图像信息在主控模块的控制下通过显示单元显示，所述自动旋转门模块包括射频读取电路和步进电机，所述射频读取电路读取信息传输至主控模块，主控模块根据接收的来自射频读取电路的信息控制步进电机动作。

优选的，所述射频读取电路包括MFRC522芯片和天线电路，所述天线电路与 MFRC522芯片电连接，所述天线电路包括电阻R3、电阻R4、电容C13、电容C11、电容C9、电容C2、电容C1、电容C3、电容C4、电容C10、电容C12、电感L1和电感L2，所述电感L1、电容C11、电容C1、电容C3、电容C12和电感L1串联在一起，所述电容C2和电容C4组成的串联电路与电容C1和电容C3组成的串联电路并联，所述电容C9和电容C10组成的串联电路与电容C2和电容C4组成的串联电路并联，所述电阻R3、电阻R4和电容C13串联，且电容C13的一端与电阻R4串联，电容C13的另一端串联到电容C1和电容C2之间的节点上。

优选的，所述光敏电阻电路包括电阻R901、电阻R902、可调电阻R903、电阻R904、电阻R905、运放器A1、光敏电阻传感器、电容C901、电容C902、发光二极管D1和发光二极管D2，所述可调电阻R903的可调端与运放器A1的同相输入端连接，所述电阻R902、发光二极管D2和电阻R905串联，且电阻R902、发光二极管D2和电阻R905组成的串联电路连接在运放器A1的反相输入端与输出端之间，且电阻R902的一端与发光二极管D2的阳极串联，电阻R902的另一端与地之间串联光敏电阻传感器，且可调电阻R903的一个固定端与发光二极管D2的阳极串联，可调电阻R903的另一个固定端与地连接，发光二极管D2和电阻R905组成的串联电路与电阻R904并联，电阻R902与发光二极管D2之间的节点为b节点，电容C902串联在运放器A1的反相输入端和地之间，所述发光二极管D1和电阻R901串联在电源的两端，发光二极管D1的阴极与电阻R901连接，且发光二极管D1和电阻R901组成的串联电路与电容C901并联，电容C901与发光二极管D1之间的节点为a节点，所述a节点与b节点电连接。

优选的，所述自动旋转门模块通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，采用无线身份识别的方法,对进出人员实现自动识别,并通步进电机自动开启和关闭旋转门。

优选的，所述ARM处理器采用Cortex-M3处理器。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术方案，通过设置智能照明模块控制LED灯智能调节。LED灯在光线充足的时候不工作，如果光线较暗，智能照明模块控制LED灯开启，但此时，LED灯并不打开，而是根据酒店大门是否有人进入方启动LED灯，并且延时熄灭LED灯，从而合理地分配和利用资源，极大地提高资源的利用率。自动旋转门模块通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，采用无线身份识别的方法,对进出人员实现自动识别,并自动开启和关闭门。将酒店门口环境实时监测采集的数据通过液晶显示，为酒店安保人员提供酒店门环境信息，有效增加了酒店的安全性。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例所述的全自动控制酒店门禁系统的原理框图；

图2为单片机的电子电路原理图；

图3为Cortex-M3处理器的电子电路原理图；

图4至图8为摄像头单元的电子电路原理图；

图9为OV7670图像传感器的SCCB时序图；

图10为OV7670图像传感器的水平时序图；

图11为液晶显示的电子电路原理图；

图12至图14为RC522射频电路的电子电路原理图；

图15至图16为步进电机驱动电路的电子电路原理图；

图17为光敏电路的电子电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种全自动控制酒店门禁系统，包括主控模块、智能照明模块、图像监测模块和自动旋转门模块，智能照明模块、图像监测模块和自动旋转门模块均与主控模块电连接，主控模块包括单片机和ARM处理器，智能照明模块包括光敏电阻电路和LED灯，光敏电阻电路的信号传输至主控模块，主控模块根据接收的来自光敏电阻电路的信号控制LED灯的开闭，图像监测模块包括摄像头单元和显示单元，摄像头单元采集的图像信息在主控模块的控制下通过显示单元显示，自动旋转门模块包括射频读取电路和步进电机，射频读取电路读取信息传输至主控模块，主控模块根据接收的来自射频读取电路的信息控制步进电机动作。

其中，如图12至图14所示，射频读取电路包括MFRC522芯片和天线电路，天线电路与 MFRC522芯片电连接，天线电路如图14所示，包括电阻R3、电阻R4、电容C13、电容C11、电容C9、电容C2、电容C1、电容C3、电容C4、电容C10、电容C12、电感L1和电感L2，电感L1、电容C11、电容C1、电容C3、电容C12和电感L1串联在一起，电容C2和电容C4组成的串联电路与电容C1和电容C3组成的串联电路并联，电容C9和电容C10组成的串联电路与电容C2和电容C4组成的串联电路并联，电阻R3、电阻R4和电容C13串联，且电容C13的一端与电阻R4串联，电容C13的另一端串联到电容C1和电容C2之间的节点上。

光敏电阻电路如图17所示，包括电阻R901、电阻R902、可调电阻R903、电阻R904、电阻R905、运放器A1、光敏电阻传感器、电容C901、电容C902、发光二极管D1和发光二极管D2，可调电阻R903的可调端与运放器A1的同相输入端连接，电阻R902、发光二极管D2和电阻R905串联，且电阻R902、发光二极管D2和电阻R905组成的串联电路连接在运放器A1的反相输入端与输出端之间，且电阻R902的一端与发光二极管D2的阳极串联，电阻R902的另一端与地之间串联光敏电阻传感器，且可调电阻R903的一个固定端与发光二极管D2的阳极串联，可调电阻R903的另一个固定端与地连接，发光二极管D2和电阻R905组成的串联电路与电阻R904并联，电阻R902与发光二极管D2之间的节点为b节点，电容C902串联在运放器A1的反相输入端和地之间，发光二极管D1和电阻R901串联在电源的两端，发光二极管D1的阴极与电阻R901连接，且发光二极管D1和电阻R901组成的串联电路与电容C901并联，电容C901与发光二极管D1之间的节点为a节点，a节点与b节点电连接。

自动旋转门模块通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，采用无线身份识别的方法,对进出人员实现自动识别,并通步进电机自动开启和关闭旋转门。

ARM处理器采用Cortex-M3处理器。

利用STM32嵌入式微控制器作为主控，实现多线程多任务的操作，包括摄像头实时监控，智能IC卡监管，根据天气自动开启照明灯，大门全自动旋转等。

本发明技术方案用Cortex-M3处理器和51单片机同时作为主控，控制摄像头模块实时监控，控制IC卡内外监管，利用光敏电阻采集信息，根据采集的信息作出数据处理的结果，根据结果作出反应。主控模块：本系统采用51单片机和Cortex—M3作为主控。采用STM32F103作为Cortex-M3嵌入式主控芯片。

51 单片机是一类单片机的总称，美国在 1980 年就推出了51 系列单片机，它片内含可反复擦写的 Flash 只读程序存储器，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISPFlash 存储单元， 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。简单的 51 单片机最小系统电路是很简单的，一个单片机＋一个复位电路＋一个晶振＋ 2 个磁片电容就可工作。如图2所示。

STM32F103系列属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3。 该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）。 芯片集成定时器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART，等多种功能。

ARM的Cortex™-M3处理器是最新一代的嵌入式ARM处理器，它为实现MCU的需要提供了低成本的平台、缩减的引脚数目、降低的系统功耗，同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。 ARM的Cortex™-M3是32位的RISC处理器，提供额外的代码效率，在通常8和16位系统的存储空间上发挥了ARM内核的高性能。ARM的Cortex™-M3处理器是最新一代的嵌入式ARM处理器，它为实现MCU的需要提供了低成本的平台、缩减的引脚数目、降低的系统功耗，同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。 ARM的Cortex™-M3是32位的RISC处理器，提供额外的代码效率，在通常8和16位系统的存储空间上发挥了ARM内核的高性能。如图3所示。

摄像头单元：采用ov7670型号的摄像头作为实时监控的工具，OV7670CAMERACHIPTM图像传感器，体积小、工作电压低，提供单片VGA摄像头和影像处理器的所有功能。通过SCCB 总线控制，可以输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率8位影响数据。该产品VGA图像最高达到30帧/秒。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、饱和度、色度等都可以通过SCCB接口编程。OmmiVision 图像传感器应用独有的传感器技术，通过减少或消除光学或电子缺陷如固定图案噪声、托尾、浮散等，提高图像质量，得到清晰的稳定的彩色图像。如图4至图8所示。

OV7670图像传感器的硬件接口电路具体如下：OV7670视频口有八根数据线, D[7:0]，它支持的数据格式有8位 RGB raw 输出, 8位YcbCr 输出, 8位 RGB 565/555/444 输出。行同步信号 Href 和 Hsyn 是用同一引脚（Href pin）输出，通过写SCCB寄存器，可选择这个引脚作为 Href 或hsyn信号。SCCB总线 SIO_C 和SIO_D应外加上拉电阻，典型值是4.7K。Reset#低有效，可由GPIO控制，若不使用时可连到DOVDD。如果Reset#连到DOVDD，必须通过写SCCB寄存器来进行软件复位。如图9和图10所示。

显示单元采用液晶彩屏，ALIENTEK TFTLCD液晶彩屏模块，是一款通用的TFTLCD模块，采用全新LCD模块外加钢化玻璃触摸屏。ALIENTEK TFTLCD液晶彩屏模块，是一款通用的TFTLCD模块，采用全新LCD模块外加钢化玻璃触摸屏。如图11所示。

TFTLCD液晶彩屏的技术参数具体如下：1，LCD尺寸：2.8寸。2，显示区域：57.6mm*47.2mm。3，驱动IC：ILI9341。4，分辨率：320*240（RGB）。5，色彩深度：16位（65K色）。6，工作电压：3.3V。7，背光电压：3.3V（默认）/5V。8，触摸屏类型：电阻式，钢化玻璃触摸屏。9，接口方式：16位，8080/6800并口。10，模块尺寸：51mm*82.6mm。

射频读取电路中的射频卡电路，采用 RC522芯片； MF RC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，是NXP公司针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。 MF RC522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持14443A兼容应答器信号。数字部分处理ISO14443A帧和错误检测。此外，还支持快速CRYPTO1加密算法，用语验证MIFARE系列产品。MFRC522支持MIFARE系列更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s。 作为13.56MHz高集成度读写卡系列芯片家族的新成员，MF RC522与MF RC500和MF RC530有不少相似之处，同时也具备许多特点和差异。它与主机间通信采用SPI模式，有利于减少连线，缩小PCB板体积，降低成本。如图12至图14所示。

RFID采用Philips MFRC522原装芯片设计读卡电路，使用方便，成本低廉，适用于设备开发、读卡器开发等高级应用的用户、需要进行射频卡终端设计/生产的用户。本模块可直接装入各种读卡器模具。模块采用电压为3.3V,通过SPI接口简单的几条线就可以直接与用户任何CPU主板相连接通信,可以保证模块稳定可靠的工作、读卡距离远。

RC522具体物理参数如下：1.空闲电流：10-13mA/直流3.3V，2.工作电流：13—26mA/直流3.3V，3.休眠电流：<80uA，4.峰值电流：<30mA，5.工作频率：13.56MHz，6.支持的卡类型：mifare1 S50、mifare1 S70、mifare UltraLight、mifare Pro、mifare Desfire，7.产品物理特性：尺寸：40mm×60mm，8.环境工作温度：摄氏-20—80度，9.环境储存温度：摄氏-40—85度，10.环境相对湿度：相对湿度5%—95%。

本发明技术方案使用ULN2003大功率达林顿芯片驱动步进电机， A、B、C、D发光二极管指示四相步进电机工作时的状态，配有步进电机的标准接口，使用时可直接插拨。如图15至图16所示。

ULN2003电路特点：

1.ULN2003 的每一对达林顿都串联一个 2.7K 的基极电阻,在 5V 的工作电压下它能与 TTL 和 CMOS 电路。

2.直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。

3.ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达 500mA，并且能够在关态时承受 50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。

4.ULN2003 采用 DIP—16 或 SOP—16 塑料封装。

光敏检测：光线亮度检测,光线亮度传感器。光敏电阻对环境光线最敏感，一般用来检测周围环境的光线的亮度，触发单片机或继电器模块等；模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO端输出低电平；DO输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光线亮度改变；DO输出端可以直接驱动本店继电器模块，由此可以组成一个光控开关。

光敏电阻电路的特色：1、采用灵敏型光敏电阻传感器。2、比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA。3、配可调电位器可调节检测光线亮度。4、工作电压3.3V-5V。5、输出形式 ：数字开关量输出（0和1）。6、设有固定螺栓孔，方便安装。7、小板PCB尺寸：3.2cm x 1.4cm。8、使用宽电压LM393比较器。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全自动控制酒店门禁系统，其特征在于，包括主控模块、智能照明模块、图像监测模块和自动旋转门模块，所述智能照明模块、图像监测模块和自动旋转门模块均与主控模块电连接，所述主控模块包括单片机和ARM处理器，所述智能照明模块包括光敏电阻电路和LED灯，所述光敏电阻电路的信号传输至主控模块，主控模块根据接收的来自光敏电阻电路的信号控制LED灯的开闭，所述图像监测模块包括摄像头单元和显示单元，所述摄像头单元采集的图像信息在主控模块的控制下通过显示单元显示，所述自动旋转门模块包括射频读取电路和步进电机，所述射频读取电路读取信息传输至主控模块，主控模块根据接收的来自射频读取电路的信息控制步进电机动作。

2.根据权利要求1所述的全自动控制酒店门禁系统，其特征在于，所述射频读取电路包括MFRC522芯片和天线电路，所述天线电路与 MFRC522芯片电连接，所述天线电路包括电阻R3、电阻R4、电容C13、电容C11、电容C9、电容C2、电容C1、电容C3、电容C4、电容C10、电容C12、电感L1和电感L2，所述电感L1、电容C11、电容C1、电容C3、电容C12和电感L1串联在一起，所述电容C2和电容C4组成的串联电路与电容C1和电容C3组成的串联电路并联，所述电容C9和电容C10组成的串联电路与电容C2和电容C4组成的串联电路并联，所述电阻R3、电阻R4和电容C13串联，且电容C13的一端与电阻R4串联，电容C13的另一端串联到电容C1和电容C2之间的节点上。

3.根据权利要求1或2所述的全自动控制酒店门禁系统，其特征在于，所述光敏电阻电路包括电阻R901、电阻R902、可调电阻R903、电阻R904、电阻R905、运放器A1、光敏电阻传感器、电容C901、电容C902、发光二极管D1和发光二极管D2，所述可调电阻R903的可调端与运放器A1的同相输入端连接，所述电阻R902、发光二极管D2和电阻R905串联，且电阻R902、发光二极管D2和电阻R905组成的串联电路连接在运放器A1的反相输入端与输出端之间，且电阻R902的一端与发光二极管D2的阳极串联，电阻R902的另一端与地之间串联光敏电阻传感器，且可调电阻R903的一个固定端与发光二极管D2的阳极串联，可调电阻R903的另一个固定端与地连接，发光二极管D2和电阻R905组成的串联电路与电阻R904并联，电阻R902与发光二极管D2之间的节点为b节点，电容C902串联在运放器A1的反相输入端和地之间，所述发光二极管D1和电阻R901串联在电源的两端，发光二极管D1的阴极与电阻R901连接，且发光二极管D1和电阻R901组成的串联电路与电容C901并联，电容C901与发光二极管D1之间的节点为a节点，所述a节点与b节点电连接。

4.根据权利要求1所述的全自动控制酒店门禁系统，其特征在于，所述自动旋转门模块通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，采用无线身份识别的方法,对进出人员实现自动识别,并通步进电机自动开启和关闭旋转门。

5.根据权利要求4所述的全自动控制酒店门禁系统，其特征在于，所述ARM处理器采用Cortex-M3处理器。