CN108734840A - 一种门禁系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种门禁系统及其控制方法，该系统包括通信单元、主控芯片U15、刷卡单元以及与门锁连接的锁控单元，其中，通信单元，用于获取移动终端和/或云平台输入的远程输入信号，并将远程控制信号传输至主控芯片U15；刷卡单元，用于接收门禁卡输入的刷卡信号，并将刷卡信号传输至主控芯片U15；主控芯片U15，用于接收所述刷卡信号和/或所述远程输入信号，并输出控制信号至锁控单元；锁控单元，用于根据所述控制信号切换状态以打开门锁。本发明实现远程开门、移动终端开门以及刷卡开门多种开门方式，可直接应用社区现有刷卡门禁系统，在其基础上增设通信单元，节省社区门禁改造成本，采用通信单元实现无线通信，方便安装。

Description

一种门禁系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及门禁系统，更具体地说是指一种门禁系统及其控制方法。

背景技术

随着物联网技术的发展，社区门禁逐渐由传统刷卡门禁向网络门禁发展，目前门禁系统的主要有刷卡门禁以及网络门禁两大类，其中，刷卡门禁：目前社区门禁系统多使用传统门禁控制器，通常只支持刷卡开门，无法支持远程或其他开门方式；网络门禁：部分社区已使用网络门禁如I-Cloud K、令令开门等，通信方式多为以太网或2G、4G通信方式，以太网在旧改项目因布线问题难以推广，然而2G、4G很多场景(如地库)信号差，价格昂贵，导致此类产品应用场景均受到较多限制，比如需要部署网线，布线成本等。

因此，有必要设计一种门禁系统，实现支持多种开门方式，适应更多应用场景，且可兼容社区现有刷卡门禁系统，节省社区门禁改造成本，方便安装。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种门禁系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种门禁系统，包括通信单元、主控芯片U15、刷卡单元以及与门锁连接的锁控单元，其中，所述通信单元，用于获取移动终端和/或云平台输入的远程输入信号，并将远程控制信号传输至主控芯片U15；所述刷卡单元，用于接收门禁卡输入的刷卡信号，并将刷卡信号传输至主控芯片U15；所述主控芯片U15，用于接收所述刷卡信号和/或所述远程输入信号，并输出控制信号至锁控单元；所述锁控单元，用于根据所述控制信号切换状态以打开门锁。

其进一步技术方案为：所述通信单元包括NB-IOT子单元，所述NB-IOT子单元包括NB-IOT芯片U14。

其进一步技术方案为：所述通信单元包括以太网子单元，所述以太网子单元包括以太网芯片U2，所述以太网芯片U2的输出端脚连接有输出隔离子单元，所述输出隔离子单元包括隔离芯片U7。

其进一步技术方案为：所述通信单元包括蓝牙子单元，所述蓝牙子单元包括蓝牙芯片U1。

其进一步技术方案为：所述刷卡单元包括刷卡芯片U16、发送子单元以及接收子单元，所述发送子单元包括滤波模块、匹配模块以及天线，所述滤波模块与所述匹配模块连接，所述天线与所述匹配模块连接，所述滤波模块以及所述接收子单元分别与所述刷卡芯片U13连接，所述刷卡芯片U16与所述主控芯片U15连接。

其进一步技术方案为：所述锁控单元包括与门锁连接的继电器控制芯片U6。

其进一步技术方案为：所述继电器控制芯片U6的输入端口连接有与门锁韦根接口信号端连接的插座J4。

其进一步技术方案为：所述系统还包括与所述主控芯片U15连接的提示单元，所述提示单元包括指示灯子单元、语音子单元以及蜂鸣器子单元中至少一种。

其进一步技术方案为：所述系统还包括与所述主控芯片U15连接的时钟单元以及电源单元，所述电源单元分别与所述主控芯片U15、所述时钟单元以及通信单元连接。

本发明还提供了一种门禁系统的控制方法，包括：

通信单元获取移动终端或云平台输入的远程输入信号，并将远程控制信号传输至主控芯片U15；刷卡单元接收门禁卡输入的刷卡信号，并将刷卡信号传输至主控芯片U15；主控芯片U15接收所述刷卡信号和/或所述远程输入信号，并输出控制信号至锁控单元；锁控单元根据所述控制信号打开门锁。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置刷卡单元、与移动终端和/或云平台连接的通信单元，实现远程开门、移动终端开门以及刷卡开门多种开门方式，在刷卡单元内设置与韦根接口信号端连接的插座，且可直接应用社区现有刷卡门禁系统，在其基础上增设通信单元，节省社区门禁改造成本，采用通信单元实现无线通信，方便安装。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例提供的一种门禁系统的示意性框图；

图2为本发明另一具体实施例提供的一种门禁系统的示意性框图；

图3为本发明具体实施例提供的主控芯片U15的具体电路原理图；

图4为本发明具体实施例提供的NB-IOT子单元的具体电路原理图；

图5为本发明具体实施例提供的以太网子单元的具体电路原理图；

图6为本发明具体实施例提供的蓝牙子单元的具体电路原理图；

图7为本发明具体实施例提供的刷卡单元的具体电路原理图；

图8为本发明具体实施例提供的锁控单元的具体电路原理图；

图9为本发明具体实施例提供的指示灯子单元的具体电路原理图；

图10为本发明具体实施例提供的语音子单元的具体电路原理图；

图11为本发明具体实施例提供的蜂鸣器子单元的具体电路原理图；

图12为本发明具体实施例提供的时钟单元的具体电路原理图；

图13为本发明具体实施例提供的电源单元的具体电路原理图；

图14为本发明具体实施例提供的主控芯片U15的外围电路的具体电路原理图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1～14所示的具体实施例，本实施例提供的一种门禁系统，可以运用在智能锁体上，实现支持多种开门方式，适应更多应用场景，且可兼容社区现有刷卡门禁系统，节省社区门禁改造成本，方便安装。

请参阅图1，图1为本发明具体实施例提供的一种门禁系统的示意性框图，如图1所示，该门禁系统，包括通信单元1、主控芯片U15、刷卡单元2以及与门锁连接的锁控单元3，其中，通信单元1，用于获取移动终端7和/或云平台8输入的远程输入信号，并将远程控制信号传输至主控芯片U15；刷卡单元2，用于接收门禁卡输入的刷卡信号，并将刷卡信号传输至主控芯片U15；主控芯片U15，用于接收所述刷卡信号和/或所述远程输入信号，并输出控制信号至锁控单元3；锁控单元3，用于根据所述控制信号切换状态以打开门锁。

另外，主控芯片U15实时获取锁控单元3的切换状态情况，并通过通信单元1反馈至移动终端7和/或云平台8，利用云平台8自动监测门锁状态，出现异常自动推送给工作人员移动终端7。

该系统通过设置刷卡单元2以及通信单元1，可支持刷卡开门、手机开门、远程开门等多种开门方式，另外，通信单元1与移动终端7和/或云平台8连接，利用云平台8自动监测门锁状态，出现异常自动推送给工作人员移动终端7；统一运维，成本可控。

在一实施例中，如图3所示，上述的主控芯片U15采用国产MIPS架构应用处理器，内部集成丰富的硬件模块，工作主频1GHz，LPDDR容量32MB，FLASH芯片采用16MBspi-NorFlash芯片，U-boot、Linux、文件系统等均存储于FLASH，可存储5W条卡号和5K条记录存储需求。

在一实施例中，上述的通信单元1包括NB-IOT子单元，所述NB-IOT子单元包括NB-IOT芯片U14。

在本实施例中，上述的NB-IOT芯片U14的型号为WH-NB73；如图4所示，该NB-IOT芯片U14外部通信接口为UART接口，NB-IOT芯片U14已内置NB网络专用SIM卡，较外置SIM方式更稳定。NB_UART1_RX、NB_UART1_TX网络信号为NB-IOT芯片U14与主控芯片U15的通信接口，主控芯片U15通过AT指令与NB-IOT芯片U14进行通信，门禁数据由主控芯片U15控制UART1发送至NB-IOT芯片U14，再由运营商COAP网关传递至云平台8应用软件，下行数据也需要经过网关转发。NB_RESET为NB-IOT芯片U14复位控制信号，主控芯片U15通过IO接口通过拉低0.5S再置高电平可将NB-IOT芯片U14复位。

利用NB-IOT子单元与云平台8以及移动终端7通信，具有更广区域覆盖，大容量连接数，可适应社区大门、楼栋门、地库门等各种应用场景。

NB-IOT(基于蜂窝的窄带物联网，Narrow Band Internet of Things)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IOT是IOT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IOT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。

基于NB-IOT子单元进行通信处理整个流程如下：

NB-IOT子单元入网后，首先携带设备鉴权信息连接鉴权中心服务器，获取到业务服务器的连接信息，再连接业务服务器，之后与业务服务器交互业务数据。具体包括：

初始化系统，从NB-IOT子单元同步实时时间；

加载预置的设备鉴权信息；

连接鉴权中心服务器；

判断服务器鉴权是否成功；

若是，则设备连接到服务器指定的业务服务器；

判断是否成功连接到业务服务器；

若否，则返回连接鉴权中心服务器步骤；

若是，则判断是否接收到数据包；

若接收到数据包，则处理数据包；

定时发送心跳包；

判断心跳是否超时；

若不超时，则返回接收数据包；

若超时，则判断NB-IOT子单元是否异常断网；

若是，则恢复NB-IOT子单元入网，并返回连接鉴权中心服务器步骤；

若否，则返回连接鉴权中心服务器步骤；

若服务器鉴权不成功，则提示鉴权失败，并进入连接鉴权中心服务器。

其中，实时时间是从NB-IOT子单元同步，用于记录每次开门时间；设备鉴权信息由鉴权中心服务器颁发，每个设备都不一样，在设备出厂时烧录到设备中。设备联网时，服务器通过校验鉴权信息来鉴定设备的合法性；业务通讯数据采用Protobuf格式传送，既能节省通讯流量，也就是节省运营成本，又便于后面扩展新业务功能；通过定时向服务器发心跳包机制，判断通讯是否正常。如果发现通讯不正常，则进入恢复通讯流程。

当开门事件发生时，系统先检查远程通讯是否正常，如果正常，则上报事件到服务器，如果不正常，则把事件相关信息保存在本地数据库。远程通讯恢复正常后，系统检查数据库里是否存有事件，如果有，则从数据库里逐个取出时间最早的事件上报，上报成功后，把数据库里事件删除。

在一实施例中，如图5所述，通信单元1包括以太网子单元，以太网子单元包括以太网芯片U2，以太网芯片U2的输出端脚连接有输出隔离子单元，输出隔离子单元包括隔离芯片U7。

以太网接口的MAC层模块已集成于主控芯片U15内部，实现以太网接口只需外部物理层收发器物理层电路，上述的以太网芯片U2的型号为LAN8720，使用RMII接口与主控芯片U15连接，MDIO接口实现以太网芯片U2的寄存器配置功能，MAC_MDC和MAC_MDIO分别为时钟线和数据线，RMII接口信号主要有MAC_TXD0、MAC_TXD1、MAC_TXEN、MAC_RXD0、MAC_RXD1，时钟电路采用主控芯片U15输出的50MHz信号，连接以太网芯片U2的5脚MAC_PHY_CLK，可以省去外部25Mhz晶体电路，以太网芯片U2的外围电源电路有VDDA、VDDIOMAC、VDDCR等。

在本实施例中，上述的隔离芯片U7的型号为HST—1027SR，用于阻抗变换和电气隔离。

在一实施例中，如图6所示，上述的通信单元1包括蓝牙子单元，蓝牙子单元包括蓝牙芯片U1。上述的蓝牙芯片U1的型号为C2640，支持蓝牙4.0-蓝牙5.0标准，具有很强的兼容性，蓝牙芯片U1通过串口与主控芯片U15进行通信，BLE_WAKEUP信号为蓝牙芯片U1由休眠状态唤醒控制端，BLE_RESET为主控芯片U15控制蓝牙复位的引脚，当蓝牙芯片U1与移动终端7连接异常无法断开链接时，主控芯片U15通过该BLE_RESET引脚对蓝牙芯片U1进行复位，BLE_CLR为断开当前连接的控制脚，BLE_INT为蓝牙芯片U1中断引脚。

通过对以太网、蓝牙以及NB-IOT通信技术灵活应用，实现了门禁设备与移动互联网设备的无缝连接，通过NB-IOT子单元实现远程控制，信号覆盖更具优势，支持三种通信方式，适应领域更广，硬件设计集成度高，电路采用模块化设计，重用性好，故障隔离性能好。以NB-IOT通信技术为基础，对现有门禁硬件技术加以整合，将传统脱机门禁改造为物联网门禁系统，可与项目原有门禁系统并存使用，也可单机构成门禁系统，非常适用于旧社区门禁改造场景；采用无线通信方式，省去布线成本。

在一实施例中，如图7所示，上述的刷卡单元2包括刷卡芯片U16、发送子单元以及接收子单元，发送子单元包括滤波模块、匹配模块以及天线，滤波模块与所述匹配模块连接，天线与匹配模块连接，滤波模块以及接收子单元分别与刷卡芯片U13连接，刷卡芯片U16与主控芯片U15连接。

在本实施例中，上述的刷卡芯片U16的型号为MS522，该刷卡芯片U16与NXP的RC522功能完全兼容，支持ISO/IEC14443typeA的射频卡。

另外，上述的滤波模块包括滤波电感L2、L3、滤波电容C11、C3，其中，滤波电感L2、L3分别与刷卡芯片U16连接，且滤波电容C11一端与滤波电感L2连接，滤波电容C11另一端接地，滤波电容C3一端与滤波电感L3连接，滤波电容C3另一端接地；上述的匹配模块包括电容C8、C22、C9、C10，其中电容C8与滤波电感L2，电容C22与滤波电感L3连接；电容C9的一端与电容C8连接，电容C9的另一端接地；电容C10的一端与电容C22连接，电容C10的另一端接地；且电容C8、C22的一端连接天线，滤波电容C11连接于滤波电感L2与电容C8之间，电容C9连接于电容C8与天线之间；滤波电容C23连接于滤波电感L3与电容C22之间，电容C10连接于电容C22与天线之间.

刷卡芯片U16内部振荡电路从Y2分频产生工作所需的13.56Mhz时钟，经刷卡芯片U16内整形放大后从TX1、TX2输出，经由滤波电感L2、L3、滤波电容C11、C3对高频谐波成分进一步过滤，再经过电容C8、C22、C9、C10对阻抗进行最佳匹配，阻抗匹配取决于天线参数和PCBA整体布局及整机结构，天线参数起决定作用，根据选型的天线参数进行匹配参数如图所示，刷卡距离可以做到5CM。

在一实施例中，上述的接收子单元包括耦合电容C17、耦合电阻R31、偏置电容C16以及匹配电阻R16，其中，偏置电容C16一端与刷卡芯片U16连接，另一端接地；匹配电阻R16与刷卡芯片U16的两个端脚连接，耦合电容C17的一端连接与天线与电容C22之间，耦合电容C17的另一端与耦合电阻R31连接，耦合电阻R31的一端与刷卡芯片U16连接。

包含刷卡信息的载波信号通过天线经耦合电容C17、耦合电阻R31耦合送至刷卡芯片U16的17脚。信号从17脚送入刷卡芯片U16进行解码。刷卡芯片U16的16脚输出1.6V电压作为接收偏置电压，偏置电容C16用于偏置电压的滤波，匹配电阻R16为接收端匹配电阻。IC_MOSI、IC_MISO、IC_SCLK、IC_SDA网络连主控芯片U15的SPI控制接口，IC_IRQ为刷卡芯片U16中断引脚，操作流程为寻卡、防冲突、选卡、读/写卡。

在一实施例中，如图8所示，上述的锁控单元3包括与门锁连接的继电器控制芯片U6。

在本实施例中，继电器控制芯片U6的型号为EA2-5NU，继电器控制芯片U6的1脚连接工作电源VCC_5V，10脚为控制端，2、9脚为常开端子，3、8脚为公共端连接12V锁控信号，继电器控制芯片U6的端脚连接有自恢复保险丝RT2，以防止门锁短路引起12V电源短路。继电器控制芯片U6的4、7脚为常闭端子；J3为跳线针，通过跳线帽选择可控制长闭或常开的锁具。

继电器控制芯片U6的端脚连接有三极管Q2，继电器控制芯片U6的端脚连接有二极管D3，主控芯片U15控制DOOR_CTR信号，该信号为高电平时三极管Q2对地导通，继电器吸合，其COM端与NO端子接通，经J3后12V电压通过插座J4输出至外部电插锁或电磁锁。二极管D3为驱动保护电路，防止继电器内部线圈在断电瞬间产生过压，将其通过二极管D3形成回路，降低对5V电源供电的干扰。

自恢复保险丝RT2的一端连接有光耦合器U8、U9、U10，光耦合器U8、U9、U10与所述自恢复保险丝RT2之间对应连接有限流电阻R13、R15、R17；光耦合器U8、U9、U10的另一端对应连接有光耦负载电阻R33、R34、R35；光耦合器U8、U9、U10分别为门磁检测DOOR_MC、告警信号DOOR_ALARM、按键信号DOOR_BUTT信号的输入端，因这类信号线可能连线较长，为防止电压信号长距离引入干扰，将这类信号使用光耦合器U8、U9、U10进行光电隔离，限流电阻R13、R15、R17可防止输入光耦的电流过大。光耦负载电阻R33、R34、R35可防止干扰导致主控芯片U15检测出错，在前端达到一定电流后才输出低电平有效信号给主控芯片U15检测。

另外，上述的继电器控制芯片U6的输入端口连接有与门锁韦根接口信号端连接的插座J4。插座J4的8、9脚分别为韦根接口的WG-D0、WG-D1信号，连接门锁内的门禁控制器韦根接口D0、D1信号端，实现旧改项目的韦根开门方式。可兼容现有门禁系统，可逐步替换损坏的门禁刷卡设备。

在一实施例中，如图2所示，系统还包括与主控芯片U15连接的提示单元4，提示单元4包括指示灯子单元、语音子单元以及蜂鸣器子单元中至少一种。

在一实施例中，如图9所示，上述的指示灯子单元包括与主控芯片U15连接的发光二极管D4、D2，发光二极管D4、D2为红色和绿色两种颜色的指示灯，用于指示刷卡成功与否，配置是否成功等状态指示。发光二极管D4、D2的正极接3.3V电源，发光二极管D4、D2的负极对应通过电阻R6、R56连接至主控芯片U15的IO控制接口，CRT-LED-RED信号连接红色指示灯，CTR-LED-GREEN信号连接绿色指示灯，控制信号为低电平时对应的指示灯被点亮，控制信号为高电平时对应的指示灯熄灭。

在一实施例中，如图10所示，上述的语音子单元包括数字音频功率放大芯片U13，在本实施例中，数字音频功率放大芯片U13的型号为CS8302，其为D类字音频功率放大芯片，主控芯片U15内部已集成音频解码单元电路，可直接播放wav格式语音，主控芯片U15解码音频后输出PWM格式的音频信号需要进行功率放大再驱动扬声器发声，从主控芯片U15输出的数字音频信号CODEC_PWMRP、CODEC_PWMRN差分音频信号经过耦合电容C27、耦合电阻R50、耦合电容C28、耦合电阻R49送至数字音频功率放大芯片U13的IN+和IN-端，经数字音频功率放大芯片U13内部降噪滤波放大，从数字音频功率放大芯片U13的5、8脚输出功率信号驱动喇叭发音，最大输出音频功率3瓦，SHUT8302信号网络连接主控芯片U15的IO口，主控芯片U15控制SHUT8302信号为低电平即关闭功放电路。可根据不同开门方式或节假日播放不同语音。

在一实施例中，如图11所示，上述的蜂鸣器子单元包括与主控芯片U15连接的三极管Q1、与三极管Q1连接的蜂鸣器B1，通过主控芯片U15控制三极管Q1导通与关闭实现蜂鸣器的鸣响功能，BUZZ连接至主控芯片U15的IO引脚，主控芯片U15控制输出BUZZ信号高电平时3.3V电压经电阻R10加至三极管Q1的基极，三极管Q1导通后5V电压即施加于蜂鸣器B1两端，蜂鸣器B1发声，主控芯片U15控制BUZZ信号为低电平时蜂鸣器B1停止发声。

在一实施例中，如图2所示，上述的系统还包括与主控芯片U15连接的时钟单元5以及电源单元6，电源单元6分别与所述主控芯片U15、所述时钟单元5以及通信单元1连接。

在一实施例中，如图12所示，上述的时钟单元5包括时钟芯片U3，时钟芯片U3的端脚连接有振荡器Y1，上述的时钟芯片U3型号为PCF8563，时钟芯片U3与主控芯片U15的通信方式为I2C接口，作用为设备断电后保持时间正常运行，振荡器Y1为32.768Khz晶体，采用CR927纽扣电池作为断电后的备用电源，电池电压3.0V，设备工作状态时3.3V电压通过二极管D5加至时钟芯片U3的8脚，因VCC_3V3于高于3.0V电池电压，会通过二极管D5自动切换为外置电源供电，断电后电池通过二极管D5加载电池的3V电压至时钟芯片U3，RTC_SCK、RTC_SDA信号连接至主控芯片U15的I2C1端口，INT_8563为RTC的中断引脚，用于定时中断功能触发主控芯片U15中断。

在一实施例中，如图13所示，上述的电源单元6包括输入保护子单元、与输入保护子单元连接的主电源变换子单元以及与主电源变换子单元连接的二级电源变换子单元；二级电源变换子单元与主控芯片U15、时钟单元5以及通信单元1连接；其中，输入保护子单元包括过压保护模块、过流保护模块、反极性保护模块以及降噪模块。

所述过压保护模块包括一端与外部电源连接的瞬态抑制二极管TVS1，该瞬态抑制二极管TVS1的另一端接地；瞬态抑制二极管TVS1具备5A瞬间电流承受能力，在发生过压时对信号起到钳位作用，钳位电压约15V，对电源浪涌、瞬间过电压，感应雷击均有很好的防护用途，都有很好的防护效果。

上述的过流保护模块包括自恢复保险丝RT1，在过流发生时超过其保护阈值1.5A则呈现断路状态，可有效保护后级电路免受过电流损坏，在保持电流低于其阈值时，恢复导通状态，使整机恢复正常供电。

上述的反极性保护模块包括二级管D1，该二极管D1为肖特基二极管，其中，二极管D1连接自恢复保险丝RT1与外部电源之间，正常工作时二极管处于正偏置状态，导通压降约0.2V，当电源反接时处于截至状态，可有效防止电源接反时负电压接入后级电路。

上述的降噪电路包括降噪电容CD1、C20、C24和降噪电感L4，上述的降噪电容CD1、C20、C24的一端分别连接于自恢复保险丝RT1与降噪电感L4之间，降噪电容CD1、C20、C24的另一端接地。

上述的降噪电路还包括一端接地的电感L4，电感L4为共模滤波器，其特性为差模直流信号阻抗很小，共模信号输入阻抗很大，有效降低电源线混入的共模干扰信号。

上述的主电源变换子单元包括电源变换器U4，电源变换器U4连接的软启动模块，该软启动模块包括电阻R26以及电容C4，电阻R26的一端分别与电容C4以及设有的按键K1连接，在本实施例中，上述的电源变换器U4的型号为RT6214BHGJ6F，输入端12V经电源变换器U4内部高频开关电路，电源变换器U4内部集成同步整流电路，省去外置肖特基二级管，电阻R26和C4作用为上电延时启动U4，防止前级未稳定情况下启动DC/DC带来较大干扰。按键K1为断电开关，在整机需要断电重启时时可通过此按键控制，按下按键关闭主电源供电，松开按键打开主电源供电。主电源变换子单元采用DC/DC转换方式，提供3A连续输出能力，具有体积小，转换效率高的特点。

上述的电源变换器U4的端脚上还连接有滤波电感L1、分压电阻R18、R22以及滤波电容C41、CA1、C19。

上述的二级电源变换子单元包括稳压器U5，上述的稳压器U5的型号为RT2515H，将主电源变换子单元产生的5V电源转换为3.8V、3.3V等，3.8V电源供NB-IOT子单元，3.3V供刷卡单元2、以太网子单元、蓝牙子单元及其他部分工作。

上述的稳压器U5的端脚连接有分压电阻R4、R5以及滤波电容C39；如图13所示，5V电压由稳压器U5的3脚输入，经过7脚ADJ设置输出电压，输出电压为0.5×(R4+R5)/R5，经滤波电容C39滤波后供给后级电路，以降低后级供电噪声。

在一实施例中，如图14所示，上述的主控芯片U15的端脚连接有端子XP1，上述的主控芯片U15的端脚上连接有光耦合器U11、U12，光耦合器U11、U12与稳压器U5之间对应设有限流电阻R54、R52，以防止输入光耦的电流过大；光耦合器U11、U12的一端连接有光耦负载电阻R51、R53，以防止干扰导致主控芯片U15检测出错。

该系统通过将NB-IOT通信技术应用于门禁产品，通过移动终端7或云平台8开门的方式实现社区住户无卡通行的便捷通行，支持管理中心或业主为访客远程开门，支持语音播报带来良好的用户体验，NB-IOT信号覆盖强的优势可适应地库等应用场景。利用刷卡单元2内的插座J4，可兼容社区现有刷卡门禁系统，节省社区门禁改造成本，方便安装。

使用时，可通过蓝牙通信方式连接移动终端7APP，可与“住这儿”APP、微信小程序、管理APP建立连接，实现住户、员工手机开门功能及管理员对设备进行配置管理等功能。系统通过NB-IOT或以太网方式接入云平台8，通过后台应用实现住户、员工手机或管理处远程开门功能，通过NB-IOT通信方式的使用极大扩展了设备的适用范围，不再受制于布线问题，可适用更多场景，在已有网线的环境也可使用，同时支持刷卡开门功能，可作为一体门禁控制器功能，也可作为现有系统的一部分；通过云平台8可实现设备统一管理和状态维护，从而降低企业运营成本。采用高集成度硬件设计，实现全部门禁功能和与后台实时通信功能，方便、实用且适应多种场景，成本低安装方便，具有很强的实用价值。

上述的一种门禁系统，通过设置刷卡单元2、与移动终端7和/或云平台8连接的通信单元1，实现远程开门、移动终端7开门以及刷卡开门多种开门方式，在刷卡单元2内设置与韦根接口信号端连接的插座，且可直接应用社区现有刷卡门禁系统，在其基础上增设通信单元1，节省社区门禁改造成本，采用通信单元1实现无线通信，方便安装。

另外，在一实施例中，还提供了一种门禁系统的控制方法，包括：

通信单元1获取移动终端7或云平台8输入的远程输入信号，并将远程控制信号传输至主控芯片U15；刷卡单元2接收门禁卡输入的刷卡信号，并将刷卡信号传输至主控芯片U15；主控芯片U15接收所述刷卡信号和/或所述远程输入信号，并输出控制信号至锁控单元3；锁控单元3根据所述控制信号打开门锁。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种门禁系统，其特征在于，包括通信单元、主控芯片U15、刷卡单元以及与门锁连接的锁控单元，其中，所述通信单元，用于获取移动终端和/或云平台输入的远程输入信号，并将远程控制信号传输至主控芯片U15；所述刷卡单元，用于接收门禁卡输入的刷卡信号，并将刷卡信号传输至主控芯片U15；所述主控芯片U15，用于接收所述刷卡信号和/或所述远程输入信号，并输出控制信号至锁控单元；所述锁控单元，用于根据所述控制信号切换状态以打开门锁。

2.根据权利要求1所述的一种门禁系统，其特征在于，所述通信单元包括NB-IOT子单元，所述NB-IOT子单元包括NB-IOT芯片U14。

3.根据权利要求2所述的一种门禁系统，其特征在于，所述通信单元包括以太网子单元，所述以太网子单元包括以太网芯片U2，所述以太网芯片U2的输出端脚连接有输出隔离子单元，所述输出隔离子单元包括隔离芯片U7。

4.根据权利要求3所述的一种门禁系统，其特征在于，所述通信单元包括蓝牙子单元，所述蓝牙子单元包括蓝牙芯片U1。

5.根据权利要求4所述的一种门禁系统，其特征在于，所述刷卡单元包括刷卡芯片U16、发送子单元以及接收子单元，所述发送子单元包括滤波模块、匹配模块以及天线，所述滤波模块与所述匹配模块连接，所述天线与所述匹配模块连接，所述滤波模块以及所述接收子单元分别与所述刷卡芯片U13连接，所述刷卡芯片U16与所述主控芯片U15连接。

6.根据权利要求4所述的一种门禁系统，其特征在于，所述锁控单元包括与门锁连接的继电器控制芯片U6。

7.根据权利要求6所述的一种门禁系统，其特征在于，所述继电器控制芯片U6的输入端口连接有与门锁韦根接口信号端连接的插座J4。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种门禁系统，其特征在于，所述系统还包括与所述主控芯片U15连接的提示单元，所述提示单元包括指示灯子单元、语音子单元以及蜂鸣器子单元中至少一种。

9.根据权利要求8所述的一种门禁系统，其特征在于，所述系统还包括与所述主控芯片U15连接的时钟单元以及电源单元，所述电源单元分别与所述主控芯片U15、所述时钟单元以及通信单元连接。

10.一种门禁系统的控制方法，其特征在于，包括：

通信单元获取移动终端或云平台输入的远程输入信号，并将远程控制信号传输至主控芯片U15；刷卡单元接收门禁卡输入的刷卡信号，并将刷卡信号传输至主控芯片U15；主控芯片U15接收所述刷卡信号和/或所述远程输入信号，并输出控制信号至锁控单元；锁控单元根据所述控制信号打开门锁。