CN110796766A

CN110796766A - 一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统

Info

Publication number: CN110796766A
Application number: CN201911091846.XA
Authority: CN
Inventors: 李逸凡; 王轶文; 和薇
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-02-14

Abstract

本发明涉及一种针对特定使用环境下的多功能开门系统，提供了一个价格低廉、不改变原有门锁结构、不影响原有门锁功能的门锁电子化改造方案，实现了刷校园卡进门、手机nfc进门、密码进门和宿舍内遥控开门、按钮开门。本发明以arduino单片机应用为基础，采用舵机和绳子的组合拉开门锁，给予门锁足够活动空间，维持原有功能；双重供电设计，备用电力可维持停电后系统三天工作；解决了学生宿舍门体厚度较薄、不便更换锁芯和可承受价格低这三大难题，填补了市面上电子门锁在大学生集体宿舍这一特定使用环境下的空白。

Description

一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统

技术领域：

本发明多功能开门系统，以arduino单片机应用技术为核心，涉及一种电子门锁在特殊使用环境下的改进，在不对门锁进行任何改造的前提下实现了刷校园卡进门、手机nfc进门、密码进门和宿舍内遥控开门、按钮开门。

背景技术：

当前，大学生都居住在集体宿舍，仍然使用门体厚度较薄、装有老式门锁的木门或防火门，学校为方便管理，一般不允许对门体或锁芯进行改装。以上条件使得大学生出门不得不携带一把钥匙，这与只愿随身携带一部手机和一张校园卡的现代大学生的生活习惯格格不入，因此，大学生对于电子门锁的需求日益增高。而如今市面上几乎所有的家用电子门锁，均为针对于防盗门的整体化设计，更换时不仅需要拆除原有锁芯，且要求门的厚度到达一定数值(一般安装厚度需要大于100mm)，更换锁芯和厚度要求，对大学生集体宿舍门锁的电子化改造有很大的障碍。除此之外，市面上的电子门锁价格普遍在1500元左右，对于学生个人来说负担过重，对于学校来说集中更换成本过高。

发明内容：

为解决市面上电子门锁在大学生集体宿舍这一特定使用环境下的空白，本发明创造了一个价格低廉(整体价格100元左右)、不改变原有门锁结构、不影响原有门锁功能的电子化门锁改造。与市面上的电子门锁相比，在确保安全性和可靠性的前提下，解决了学生宿舍门体厚度较薄、不便更换锁芯和可承受价格低这三大难题，实现了刷校园卡进门、手机nfc进门、密码进门和宿舍内遥控开门、按钮开门，学生出门无需再携带宿舍钥匙，宿舍内部开门无需走到门前手动扭锁。

本发明在门的内侧安装一个arduino单片机模块和一个舵机，将rfid读卡器模块和键盘模块延伸到门的外侧。使用方法是：一是刷卡或手机nfc时，若为认证则启动舵机拉开门锁，指示灯呈现流光效果，若为非认证舵机无反应，指示灯显示红色。二是密码输入时，密码正确则启动舵机拉开门锁，指示灯呈现流光效果，若密码错误舵机无反应，指示灯显示红色。三是按动遥控或门把手上开门按钮时，门锁自动打开。

有益效果

本发明解决了不改变原有门锁结构、不影响原有门锁功能的电子化门锁改造，设计上重视可靠性：供电系统采用充电宝，充电宝可保证停电状态下三天的工作能力，同时通过数据线为充电宝连续供电；舵机与门锁并非刚性连接，不改变其内部结构，不影响其任何功能，任何情况下均可外部钥匙开门和内部扭锁开门。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明的系统结构简图；

图2是本发明的系统框图；

图3是本发明的系统流程图。

图中数字表示：

1.开关控制系统 2.RFID通讯系统 3.遥控系统 4.键盘输入模块 5.门锁执行机构 6.RGB LED指示灯 7.直流电源装置 101.Arduino Mega单片机 102.输入输出电路103.以太网卡模块 201.RFID rc522刷卡器 202.芯片组 301.发射器 302.接收器 303.控制组件 401.薄膜键盘 402.键盘控制芯片 501.MG-996舵机 502.锁片钣金件 503.安装座

具体实施例:

如图3，本发明中单片机具体程序流程是：

一是刷卡或nfc开门。rfid rc522读卡器读取到card uid，单片机一方面通过串口通讯将card uid输出(如连接到电脑就会在串口监视器显示。如图1，无论正确与否都会输出，方便软件调试，数据录入)，另一方面将其与程序中已有数据顺序比对，若比对成功则输出转动信号至舵机，舵机转动180度拉开门锁，同时单片机输出三路电压至指示灯，指示灯呈现流光效果；若比对不成功，单片机不输出转动信号至舵机，舵机无反应，同时输出一路电压至指示灯，指示灯显示红色。

二是密码开门。键盘每一个按键摁下则传入信号被单片机识别，当输入密码时，单片机记录每次按下的数字，向led输入短暂发光信号，提示使用者输入成功，当摁下*键时清空已输入密码，当摁下#键时，程序开始将已输入密码与正确密码比对，密码正确则单片机输出转动信号至舵机，舵机转动180度拉开门锁，同时单片机输出三路电压至指示灯，指示灯呈现流光效果；密码错误，单片机不输出转动信号至舵机，舵机无反应，同时输出一路电压至指示灯，指示灯显示红色。

三是遥控或按钮开门。摁下遥控器时，遥控器发出信号至接收器，接收器收到信号则传入单片机；按下按钮时，将闭合信号传入单片机。单片机读取到遥控接收器或按钮输入信号后输出转动信号至舵机，舵机转动180度拉开门锁，同时单片机输出三路电压至指示灯，指示灯呈现流光效果。

Claims

1.一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统，其特征在于，包括开关控制系统、RFID通讯系统、RGB LED指示灯、直流电源装置、门锁执行机构、遥控系统、键盘输入模块；

所述开关控制系统信号输入端分别与所述RFID通讯系统、所述遥控系统、所述键盘输入模块连接；所述开关控制系统输出端与所述门锁执行机构连接、RGB LED指示灯连接；所述RFID通讯系统与所述直流电源装置连接；所述遥控系统电源端与所述直流电源装置连接；所述键盘输入模块电源端与所述直流电源装置连接。

2.如权利要求1所述的一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统，其特征在于，所述开关控制系统包括Arduino Mega单片机、输入输出控制电路、以太网卡模块；所述Arduino Mega单片机嵌入输入输出控制电路中；所述输入输出控制电路扩展端与所述以太网卡模块连接；所述输入输出控制电路输入端分别与所述RFID通讯系统、所述遥控系统、所述键盘输入模块连接并行连接；所述输入输出控制电路输出端与门锁执行机构连接。

3.如权利要求1或2所述的一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统，其特征在于，所述RFID通讯系统包括RFID rc522刷卡器、芯片组；所述RFID rc522刷卡器一端与所述输入输出控制电路输入端相连；所述RFID rc522刷卡器另一端与所述直流电源装置连接；所述芯片组保持在使用者处。

4.如权利要求1或2所述的一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统，其特征在于，所述遥控系统包括发射器、接收器、控制组件；所述发射器保持在使用者处；所述接收器与所述控制组件连接；所述控制组件分别与所述输入输出控制电路输入端、所述直流电源装置连接。

5.如权利要求1或2所述的一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统，其特征在于，键盘输入模块包括薄膜键盘、键盘控制芯片；所述薄膜键盘与键盘控制芯片一端连接；所述控制芯片另一端分别与所述输入输出控制电路输入端、所述直流电源装置连接。

6.如权利要求1或2所述的一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统，其特征在于，门锁执行机构包括MG-996舵机、锁片钣金件、安装座；所述MG-996舵机一端分别与所述输入输出控制电路输出端、所述直流电源装置连接；所述MG-996舵机另一端机械接口与所述锁片钣金件连接；所述MG-996舵机与所述锁片钣金件均置于所述安装座之中；所述安装座与原门锁连接，设置有机械锁紧接口。

7.如权利要求1或2所述的一种应用在学生宿舍门锁上的多功能开门系统，其特征在于，所述RGB LED指示灯一端与所述开关控制系统输出端连接，负责接收开/关锁信号，其中，开门显示为绿灯，关门或开门错误显示为红灯。

当有人刷卡时，RFID rc522刷卡器读取card uid并传入单片机，单片机一方面通过串口通讯将card uid输出(如果连接电脑则可在电脑上显示),另一方面将其与程序中已有数据比对，若比对成功则将信号输出给MG-996舵机，舵机转动，拉开门锁，开门指示灯RGB LED指示灯呈现流光效果；若不成功不给MG-996舵机输入任何信号，RGB LED指示灯红色闪三下；密码开门时摁下按钮输入数字，完成后摁#键确认密码，Arduino Mega单片机将其与正确密码进行比对，密码正确开门，开门原理同上；摁*键重置密码，Arduino Mega单片机删除已输入密码；若遥控接收器或开关任意一个收到信号则开门，开门原理同上。