CN109920106A - 基于4g/5g的通道动态门控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于4G/5G的通道动态门控系统及方法，包括UWB定位系统，门控装置、4G/5G通信平台、门控管理服务器；UWB定位系统有线/无线连接门控管理服务器；门控装置包括门控卡、RFID读卡器和磁力锁；RFID读卡器用于识别门控卡，控制磁力锁的启闭；RFID读卡器通过4G/5G通信平台连接门控管理服务器，并向门控管理服务器发送设备信息；RFID读卡器还电连接有计时模块和报警模块；磁力锁内设置有4G/5G通信模块，用于接收门控管理服务器的控制信号。本发明实现动态设置磁力锁的门禁权限，可根据任务需要动态设置通道或间隔门控权限，能够满足权限外的作业人员在执行临时作业任务的需求，省去更换门控卡或变更门控权限的方式，简化了门控流程，提高了作业效率和安全性。

Description

基于4G/5G的通道动态门控系统及方法

技术领域

本发明涉及门禁系统技术领域，特别涉及基于4G/5G的通道动态门控系统及方法。

背景技术

在换流站/变电站的运检工作中，因误入通道而发生事故的情况时有发生，非法人士很容易进入用户变电站，无法保证人员和财产的安全，不利于变电站的安全运维管理。

一般常用的门禁控制系统主要是采用无线感测技术，由设置在门口处的无线读卡机感测人员随身携带的门禁卡，并且在从门禁卡上读取到的信息正确时，允许人员通行。但是，此类门禁卡往往设置为一卡通用，或一卡一用的权限，即，一张门禁卡控制所有的通道门，或一张门禁卡仅控制一个对应的通道门。对于在类似换流站/变电站这种危险工作区域的作业人员不同运检任务的门禁权限无法进行动态管理，一卡通用的情况无法从根源上防止人员进入非授权(或非安全)区域。同时，一卡一用的情况对于权限外的作业人员在执行临时作业任务时，需要跟换门禁卡或变更门禁权限方可进入。

因此，如何提供一种便于管理的基于4G/5G的通道动态门控系统及方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对上述研究现状和存在的问题，考虑到换流站/变电站的复杂电磁环境，结合UWB定位技术，提供一种基于4G/5G的通道动态门控系统及方法。具体方案如下：

本发明公开了一种基于4G/5G的通道动态门控系统，包括UWB定位系统，门控装置、4G/5G通信平台、门控管理服务器；

所述UWB定位系统有线/无线连接所述门控管理服务器；

所述门控装置包括门控卡、RFID读卡器和磁力锁；所述RFID读卡器用于识别所述门控卡，同时电连接所述磁力锁，控制所述磁力锁的启闭；所述RFID读卡器通过4G/5G通信平台连接所述门控管理服务器，并向所述门控管理服务器发送设备信息；所述RFID读卡器还电连接有计时模块和报警模块；所述磁力锁内设置有4G/5G通信模块，所述4G/5G通信模块与所述4G/5G通信平台无线连接，用于接收所述门控管理服务器的控制信号。

本发明通过UWB定位系统可以实时获取换流站/变电站内工作人员或车辆的实时位置信息，可有效避免电站复杂电磁干扰，门控管理服务器结合UWB定位设定门控权限，并绑定授权的设备信息，实现了权限内的自动化门控管理。对于权限外的工作人员或车辆，通过门控卡可以实现通道进出入的临时备案，并具有报警功能，增加了门控系统的实用性，便捷性。

优选的，所述UWB定位系统包括UWB标签、UWB基站和定位服务器，至少三个所述UWB基站识别UWB标签信息并定位所述UWB标签的位置信息，发送至所述定位服务器；所述门控管理服务器连接所述定位服务器，并调用所述UWB标签的位置信息。

优选的，所述设备信息包括设备号，每个所述磁力锁具有唯一的设备号，所述UWB标签信息与授权的所述设备号绑定存储在所述门控管理服务器。

优选的，所述报警模块通过所述4G/5G通信平台无线连接所述门控管理服务器。

本发明提供的基于4G/5G的通道动态门控系统，实现动态设置磁力锁的门禁权限。可根据任务需要动态设置通道或间隔门控权限，对于权限内的UWB标签信息，无需门控卡即可实现通道或间隔门的自动放行；对于权限外的UWB标签，仅授予指定时长的权限，通过门控卡和4G/5G通信平台实现自动化备案和报警。不仅能够防止人员进入非授权(或非安全)区域。同时，能够满足权限外的作业人员在执行临时作业任务的需求，省去更换门控卡或变更门控权限的方式，简化了门控流程，提高了作业效率和安全性。

本发明还公开了一种基于4G/5G的通道动态门控方法，包括如下步骤，

步骤1，门控管理服务器设定门控权限，绑定UWB标签信息与授权门卡的磁力锁设备号，并实时获取UWB位置信息；

步骤2，门控管理服务器实时比对UWB位置信息与磁力锁位置的距离，当距离小于或等于预设有效距离时，并判断当前磁力锁是否为所述UWB标签信息授权门卡的磁力锁设备号，若是，门控管理服务器通过4G/5G通信平台控制所述磁力锁开启；若否，进入步骤3；

步骤3，RFID读卡器读取门控卡信息，通过4G/5G通信平台发送至门控管理服务器备案，并控制所述磁力锁开启，同时计时模块进行计时，并进入步骤4；

步骤4，当计时时间大于或等于预设报警时长时，报警模块进行声光报警，并通过4G/5G通信平台发送报警信号至门控管理服务器。

优选的，所述步骤2中，所述门控管理服务器通过所述4G/5G通信平台发送开锁信号至所述磁力锁的4G/5G通信模块。

优选的，所述步骤3中，直至RFID读卡器再次读取相同门控卡的RFID信号，并且门控管理服务器监控UWB标签位置信号远离所述磁力锁达到指定范围外，计时模块的计时动作停止。门控卡在同一RFID读卡器的识别开锁权限为一次，该权限有门控管理服务器设定。

优选的，所述4G/5G通信平台与所述RFID读卡器、所述4G/5G通信模块、所述报警模块之间均通过AP基站进行通信。

优选的，所述5G通信平台或所述5G通信模块采用5.8G通信频率和802.11ac协议进行通信。

本发明相较现有技术具有以下有益效果：

采用4G/5G通信技术，极大地增加了无线电传输速度，能够精准、快速的获取换流站/变电站内大量门控装置的传输数据，包括自动获取载有UWB标签的人员或车辆的定位信息，并自动控制权限内的电磁阀执行开门操作，克服了现有门禁卡一门一卡的局限性。本发明还对权限外的开门操作采用门控卡方案，通过在RFID读卡器刷门控卡，进行计时作业，并在门控管理服务器进行备案，实现了门控权限的动态授权，简化了换流站/变电站门控管理流程，保证了换流站/变电站危险工作区域作业人员的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明基于4G/5G的通道动态门控系统的架构图；

图2为本发明基于4G/5G的通道动态门控方法的流程图。

在图中：

1为门控卡；2为RFID读卡器；3为磁力锁；4为4G/5G通信平台；5为门控管理服务器；6为计时模块；7为报警模块；81为UWB标签；82为UWB基站；83为定位服务器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种基于4G/5G的通道动态门控系统及方法，包括UWB定位系统，门控装置、4G/5G通信平台4、门控管理服务器5；UWB定位系统有线/无线连接门控管理服务器5；门控装置包括门控卡1、RFID读卡器2和磁力锁3；RFID读卡器2用于识别门控卡1，同时电连接磁力锁3，控制磁力锁3的启闭；RFID读卡器2通过4G/5G通信平台4连接门控管理服务器5，并向门控管理服务器5发送设备信息；RFID读卡器2还电连接有计时模块6和报警模块7；磁力锁3内设置有4G/5G通信模块31，4G/5G通信模块31与4G/5G通信平台4无线连接，用于接收门控管理服务器5的控制信号。

UWB定位系统的定位原理为：当UWB标签被至少3个UWB基站获取标签信息后，UWB基站将标签信息发送至定位服务器，并基于至少3组位置坐标结算UWB标签的位置信息。

门控管理服务器5连接定位服务器83，并实时调用UWB标签81的位置信息。门控管理服务器5通过监控佩戴UWB标签的人员或装在UWB标签的车辆的实时位置信息，计算其与最近的磁力锁的位置距离，门控管理服务器5内预先存有相应UWB标签的门控权限，门控权限的体现形式为：将UWB标签信息与授权的通道或间隔门的磁力锁的设备号进行绑定，以数据表的形式存储在门控管理服务器5内。当门控管理服务器5计算UWB标签与最近的磁力锁的位置距离小于或等于预先设定的距离值时，调取UWB标签信息与授权的通道或间隔门的磁力锁设备号绑定的数据表，进行设备号比对，若当前磁力锁的设备号在数据表中，则门控管理服务器5通过4G/5G通信平台向磁力锁的4G/5G通信平台发送控制信号，控制磁力锁3开启。若当前磁力锁的设备号不在数据表中，说明前方区域为该UWB标签人员或车辆的非授权区域，磁力锁3不动作。

需要进一步说明，磁力锁3具有定位功能，并通过4G/5G通信模块向门控管理服务器5发送位置信息。

每个通道或间隔门的磁力锁3均连接有RFID读卡器2，RFID读卡器2和磁力锁3是一一匹配的。若UWB标签人员或车辆需要在非授权区域执行临时作业任务，则门控卡工作站向该UWB标签人员或车辆发放门控卡，RFID读卡器2读取门控卡1信息，通过4G/5G通信平台4发送至门控管理服务器5备案，门控管理服务器5通过4G/5G通信平台4发送开锁信号至磁力锁3的4G/5G通信模块31，控制磁力锁3开启，同时计时模块6进行计时。同时，门控管理服务器5向当前门控卡分配预设报警时长，当计时时间大于或等于预设报警时长时，报警模块7进行声光报警，并通过4G/5G通信平台4发送报警信号至门控管理服务器5。

计时模块6计时过程中，当RFID读卡器2再次读取当前门控卡1的RFID信号，并且门控管理服务器5监控UWB标签位置信号远离所述磁力锁达到指定范围外，计时模块的计时动作停止。门控卡1在同一RFID读卡器2的识别开锁权限为一次，能够有效防止对同一RFID读卡器2执行多次刷卡操作，以延长计时时长的情况发生，该权限有门控管理服务器设定。

为了进一步优化上述技术方案，4G/5G通信平台4与RFID读卡器2、4G/5G通信模块31、报警模块7之间均通过AP基站进行通信。

为了进一步优化上述技术方案，5G通信平台或5G通信模块采用5.8G通信频率和802.11ac协议进行通信。

以上对本发明所提供的一种基于4G/5G的通道动态门控系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种基于4G/5G的通道动态门控系统，其特征在于，包括UWB定位系统，门控装置、4G/5G通信平台、门控管理服务器；

所述UWB定位系统有线/无线连接所述门控管理服务器；

所述门控装置包括门控卡、RFID读卡器和磁力锁；所述RFID读卡器用于识别所述门控卡，同时电连接所述磁力锁，控制所述磁力锁的启闭；所述RFID读卡器通过4G/5G通信平台连接所述门控管理服务器，并向所述门控管理服务器发送设备信息；所述RFID读卡器还电连接有计时模块和报警模块；所述磁力锁内设置有4G/5G通信模块，所述4G/5G通信模块与所述4G/5G通信平台无线连接，用于接收所述门控管理服务器的控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G的通道动态门控系统，其特征在于，所述UWB定位系统包括UWB标签、UWB基站和定位服务器，至少三个所述UWB基站识别UWB标签信息并定位所述UWB标签的位置信息，发送至所述定位服务器；所述门控管理服务器连接所述定位服务器，并调用所述UWB标签的位置信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于4G/5G的通道动态门控系统，其特征在于，所述设备信息包括设备号，每个所述磁力锁具有唯一的设备号，所述UWB标签信息与授权的所述设备号绑定存储在所述门控管理服务器。

4.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G的通道动态门控系统，其特征在于，所述报警模块通过所述4G/5G通信平台无线连接所述门控管理服务器。

5.一种根据权利要求1-4中任一项所述基于4G/5G的通道动态门控系统的动态门控方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，门控管理服务器设定门控权限，绑定UWB标签信息与授权门卡的磁力锁设备号，并实时获取UWB位置信息；

步骤2，门控管理服务器实时比对UWB位置信息与磁力锁位置的距离，当距离小于或等于预设有效距离时，并判断当前磁力锁是否为所述UWB标签信息授权门卡的磁力锁设备号，若是，门控管理服务器通过4G/5G通信平台控制所述磁力锁开启；若否，进入步骤3；

步骤3，RFID读卡器读取门控卡信息，通过4G/5G通信平台发送至门控管理服务器备案，并控制所述磁力锁开启，同时计时模块进行计时，并进入步骤4；

步骤4，当计时时间大于或等于预设报警时长时，报警模块进行声光报警，并通过4G/5G通信平台发送报警信号至门控管理服务器。

6.根据权利要求5所述的基于4G/5G的通道动态门控方法，其特征在于，所述步骤2中，所述门控管理服务器通过所述4G/5G通信平台发送开锁信号至所述磁力锁的4G/5G通信模块。

7.根据权利要求5所述的基于4G/5G的通道动态门控方法，其特征在于，所述4G/5G通信平台与所述RFID读卡器、所述4G/5G通信模块、所述报警模块之间均通过AP基站进行通信。

8.根据权利要求5所述的基于4G/5G的通道动态门控方法，其特征在于，所述5G通信平台或所述5G通信模块采用5.8G通信频率和802.11ac协议进行通信。