CN112037370B - 一种基于电子门禁的监门防误放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子门禁的监门防误放系统。本发明包括电源模块、门禁信号检测模块、门锁状态检测模块、信号控制处理模块、集中式控制按钮模块和信号输出模块。门禁信号检测模块实时检测电子门禁刷卡或生物识别系统的电子信号，门锁状态检测模块实时检测电子磁力锁的门磁信号状态；两个检测模块将检测到的开门信号、关门信号、开门超时信号提交信号处理模块按照预先设置好的程序进行分析处理；处理完毕后，根据处理结果使集中式控制按钮生效或无效，控制电子磁力锁开门或关门，或者输出语音报警信号。本发明实现一键傻瓜式按钮，解决了多个按钮、多个指示灯，操作人员忙乱出错、误操作的问题。

Description

一种基于电子门禁的监门防误放系统
技术领域
本发明涉及电子门禁控制的技术领域，具体是一种基于电子门禁的监门防误放系统。
背景技术
监狱和看守所安全稳定事关党和国家工作大局、事关社会安全稳定、事关人民安居乐业，随着社会安全管控要求的不断提高，监狱和看守所安全已成为社会敏感的热门话题。为提高监管安全防范水平，监狱、看守所和武警部队近年来大力投入信息化建设，推进“智慧监所”、“智慧监管”和“智慧磐石”建设。从近年来一系列监狱安全事件的曝光情况来看，随着监墙不断加高，高压电网、电子围栏、监控系统等设施系统的不断完善，罪犯和犯罪嫌疑人从监墙脱逃的比例下降了，但是从监门混出、冲闯、尾随等脱逃的比例正在升高。因此研发监门防误放系统，提高监狱和看守所技防水平，具有重要社会效应和广阔的发展空间。
监门通常由狱警和驻所武警共同看管，设置AB门人行通道和车行通道，在“智慧监所”建设中，为防止罪犯和犯罪嫌疑人混出，要求出所人员在AB门进行生物识别并接入电子门禁系统。狱警通过手动开门按钮管控的监门包括监墙门(C门)、人行通道B门、车行通道B门、安检门等，武警通过手动开门按钮管控的门包括滚闸门、人行通道A门、车行通道A门等。但从目前的电子门禁管控方式看，一方面一个狱警或武警需要控制3到4个开门按钮，比较繁琐复杂；另一方面开门按钮没有防误放功能，存在误操作开门放行的可能，安全隐患较大。因此通过研发监门防误放系统简化操作方式、避免误操作，从而解决监门防误放问题，具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的只针对现有技术的不足，提供一种电子门禁的监门防误放系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于包括电源模块、门禁信号检测模块、门锁状态检测模块、信号控制处理模块、集中式控制按钮模块和信号输出模块；门禁信号检测模块实时检测电子门禁刷卡或生物识别系统的电子信号，门锁状态检测模块实时检测电子磁力锁的门磁信号状态；两个检测模块将检测到的开门信号、关门信号、开门超时信号提交信号控制处理模块按照预先设置好的程序进行处理；处理完毕后，根据处理结果使集中式控制按钮生效或无效，控制电子磁力锁开门或关门，或者输出语音报警信号；所述的电源模块将输入的12V电源进行稳压整流后为门禁信号检测模块、门锁状态检测模块、信号控制处理模块、集中式控制按钮模块和信号输出模块供电；所述的门禁信号检测模块支持4路门禁电锁输入信号，输入信号分为NO常开型DC12V电源或NC常闭型DC12V电源；利用光耦电路检测电锁信号输入状态，当检测到输入信号通断电状态变化时，门禁信号检测模块向信号控制处理模块输出信号；所述的门锁状态检测模块支持4路门磁输入信号，输入信号为开关量信号，检测4路电磁锁开关状态。
本发明最终实现效果：
监门狱警或武警只需通过一个按钮可以控制A门、B门、C门、滚闸门或车行通道门等多道门。当按钮指示灯亮起时，表示有人通过门禁系统验证，此时按下按钮则相应门开启；当多道门同时有人通过验证时，可根据安全风险评估设定开门先后顺序，每次按下按钮只能开启一个门；当某扇门开启时间过长时，可自动语音提示门未关闭。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明电源模块示意图；
图3为本发明门禁信号检测模块示意图；
图4为本发明门锁状态检测模块示意图；
图5为本发明信号分析处理模块示意图；
图6为本发明集中式控制按钮示意图；
图7为本发明信号输出部分示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施对本发明作进一步说明。
本发明包括电源模块、门禁信号检测模块、门锁状态检测模块、信号控制处理模块、集中式控制按钮模块和信号输出模块。门禁信号检测模块实时检测电子门禁刷卡或生物识别系统的电子信号，门锁状态检测模块实时检测电子磁力锁的门磁信号状态；两个检测模块将检测到的开门信号、关门信号、开门超时信号提交信号处理模块按照预先设置好的程序进行分析处理；处理完毕后，根据处理结果使集中式控制按钮生效或无效，控制电子磁力锁开门或关门，或者输出语音报警信号。
所述的电源模块将输入的12V电源进行稳压整流后为门禁信号检测模块、门锁状态检测模块、信号控制处理模块、集中式控制按钮模块和信号输出模块供电。所述的电源模块包括第一芯片U1、第二芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第一电阻R1、第二十六发光二极管D26、整流二极管SD1和第一电感L1。
第一芯片U1的输入引脚(vin)外接12V电源同时与第一电容C1的正极、第二电容C2的一端相连接；第一芯片U1的反馈引脚(feedback)与第一电感L1的一端、第七电容C7的正极、第十电容C10的一端、第二芯片U2的输入引脚(vin)、第一电阻R1的一端、第五电容C5的正极、第九电容C9的一端相连接；第一芯片U1的输出引脚(output)与整流二极管SD1的负极、第一电感L1的另一端相连接；第一芯片U1的接地引脚(gnd)与ON/OFF引脚同时与第一电容C1的负极、第二电容C2的另一端、第七电容C7的负极、第十电容C10的另一端、整流二极管SD1的正极相连接。第一电阻R1的另一端与发光二极管D26的正极相连接；第二芯片U2的接地引脚与发光二极管D26的负极、第五电容C5的负极、第九电容C9的另一端、第六电容C6的负极、第十一电容C11的一端相连接后接地；第二芯片U2的输出引脚与第六电容C6的正极、第十一电容C11的另一端相连，并输出3.3V电压。
所述的第一芯片U1的型号是TD1509P5；第二芯片U2的型号是SPX1117-3.3；整流二极管SD1的型号是MBRA340T3。
所述的门禁信号检测模块支持4路门禁电锁输入信号，输入信号分为NO常开型DC12V电源或NC常闭型DC12V电源。利用光耦电路检测电锁信号输入状态，当检测到输入信号通断电状态变化时，门禁信号检测模块向信号控制处理模块输出信号，电路如图3所示。门禁信号检测模块包括四个结构相同的单元电路和一个接插件J2；每个单元电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、第十八电阻R18、第三十二电阻R32、第十四二极管D14、第一发光二极管D1、光电耦合器U3、第十九电容C19、第二十二电容C22；
第十八电阻R18的一端、第三十二电阻R32的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第十八电阻R18的另一端与第一发光二极管D1的正极相连接；第一发光二极管D1的负极、第三十二电阻R32的另一端同时与第十九电容C19的一端、光电耦合器U3的一个端口相连接；第十九电容C19的另一端接地；光电耦合器U3的另一个端口与第十四二极管D14的负极、第二十二电容C22的一端、第二电阻R2的一端相连接；光电耦合器U3的再一个端口、第十四二极管D14的正极、第二十二电容C22的另一端均与接插件J2的第十引脚相连接；第二电阻R2的另一端与接插件J2的第三引脚相连接；第三电阻R3的一端与接插件J2的第二引脚相连接；第三电阻R3的另一端与接插件J2的第一引脚相连接。
第二个单元电路包括第六电阻R6、第七电阻R7、第二十二电阻R22、第三十七电阻R37、第十五二极管D15、第三发光二极管D3、光电耦合器U6、第二十一电容C21、第二十三电容C23；第二十二电阻R22的一端、第三十七电阻R37的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第二十二电阻R22的另一端与第三发光二极管D3的正极相连接；第三发光二极管D3的负极、第三十七电阻R37的另一端同时与第二十一电容C21的一端、光电耦合器U6的一个端口相连接；第二十一电容C21的另一端接地；光电耦合器U6的另一个端口与第十五二极管D15的负极、第二十三电容C23的一端、第六电阻R6的一端相连接；光电耦合器U6的再一个端口、第十五二极管D15的正极、第二十三电容C23的另一端均与接插件J2的第十引脚相连接；第六电阻R6的另一端与接插件J2的第五引脚相连接；第七电阻R7的一端与接插件J2的第四引脚相连接；第七电阻R7的另一端与接插件J2的第一引脚相连接。
第三个单元电路包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第二十五电阻R25、第四十八电阻R48、第十二极管D10、第五发光二极管D5、光电耦合器U9、第二十七电容C27、第二十八电容C28；
第二十五电阻R25的一端、第四十八电阻R48的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第二十五电阻R25的另一端与第五发光二极管D5的正极相连接；第五发光二极管D5的负极、第四十八电阻R48的另一端同时与第二十七电容C27的一端、光电耦合器U9的一个端口相连接；第二十七电容C27的另一端接地；光电耦合器U9的另一个端口与第十二极管D10的负极、第二十八电容C28的一端、第十电阻R10的一端相连接；光电耦合器U9的再一个端口、第十二极管D10的正极、第二十八电容C28的另一端均与接插件J2的第十引脚相连接；第十电阻R10的另一端与接插件J2的第七引脚相连接；第十一电阻R11的一端与接插件J2的第六引脚相连接；第十一电阻R11的另一端与接插件J2的第一引脚相连接。
第四个单元电路包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二十六电阻R26、第五十二电阻R52、第二十三极管D23、第七发光二极管D7、光电耦合器U12、第三十一电容C31、第三十二电容C32；
第二十六电阻R26的一端、第五十二电阻R52的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第二十六电阻R26的另一端与第七发光二极管D7的正极相连接；第七发光二极管D7的负极、第五十二电阻R52的另一端同时与第三十一电容C31的一端、光电耦合器U12的一个端口相连接；第三十一电容C31的另一端接地；光电耦合器U12的另一个端口与第二十三极管D23的负极、第三十二电容C32的一端、第十四电阻R14的一端相连接；光电耦合器U12的再一个端口、第二十三极管D23的正极、第三十二电容C32的另一端均与接插件J2的第十引脚相连接；第十四电阻R14的另一端与接插件J2的第九引脚相连接；第十五电阻R15的一端与接插件J2的第八引脚相连接；第十五电阻R15的另一端与接插件J2的第一引脚相连接。
所述的门锁状态检测模块支持4路门磁输入信号，输入信号为开关量信号，检测4路电磁锁开关状态，电路如图4所示。所述的门锁状态检测模块包括四个结构相同的单元电路和一个接插件J3；门锁状态检测模块中的每个单元电路与门禁信号检测模块中的单元电路结构相同；
门锁状态检测模块的第一个单元电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第十九电阻R19、第三十三电阻R33、第十六二极管D16、第二发光二极管D2、光电耦合器U4、第二十电容C20、第二十五电容C25；第十九电阻R19的一端、第三十三电阻R33的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第十九电阻R19的另一端与第二发光二极管D2的正极相连接；第二发光二极管D2的负极、第三十三电阻R33的另一端同时与第二十电容C20的一端、光电耦合器U4的一个端口相连接；第二十电容C20的另一端接地；光电耦合器U4的另一个端口与第十六二极管D16的负极、第二十五电容C25的一端、第四电阻R4的一端相连接；光电耦合器U4的再一个端口、第十六二极管D16的正极、第二十五电容C25的另一端均与接插件J3的第十引脚相连接；第四电阻R4的另一端与接插件J3的第三引脚相连接；第五电阻R5的一端与接插件J3的第二引脚相连接；第五电阻R5的另一端与接插件J3的第一引脚相连接。
门锁状态检测模块的第二个单元电路包括第八电阻R8、第九电阻R9、第二十三电阻R23、第三十八电阻R38、第十七二极管D17、第四发光二极管D4、光电耦合器U7、第二十四电容C24、第二十六电容C26；第二十三电阻R23的一端、第三十八电阻R38的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第二十三电阻R23的另一端与第四发光二极管D4的正极相连接；第四发光二极管D4的负极、第三十八电阻R38的另一端同时与第二十四电容C24的一端、光电耦合器U7的一个端口相连接；第二十四电容C24的另一端接地；光电耦合器U7的另一个端口与第十七二极管D17的负极、第二十六电容C26的一端、第八电阻R8的一端相连接；光电耦合器U7的再一个端口、第十七二极管D17的正极、第二十六电容C26的另一端均与接插件J3的第十引脚相连接；第八电阻R8的另一端与接插件J3的第三引脚相连接；第九电阻R9的一端与接插件J3的第二引脚相连接；第九电阻R9的另一端与接插件J3的第一引脚相连接。
门锁状态检测模块的第三个单元电路包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第二十九电阻R27、第四十九电阻R49、第二十二极管D20、第六发光二极管D6、光电耦合器U10、第二十九电容C29、第三十电容C30；第二十九电阻R27的一端、第四十九电阻R49的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第二十九电阻R27的另一端与第六发光二极管D6的正极相连接；第六发光二极管D6的负极、第四十九电阻R49的另一端同时与第二十九电容C29的一端、光电耦合器U10的一个端口相连接；第二十九电容C29的另一端接地；光电耦合器U10的另一个端口与第二十二极管D20的负极、第三十电容C30的一端、第十二电阻R12的一端相连接；光电耦合器U10的再一个端口、第二十二极管D20的正极、第三十电容C30的另一端均与接插件J3的第十引脚相连接；第十二电阻R12的另一端与接插件J3的第三引脚相连接；第十三电阻R13的一端与接插件J3的第二引脚相连接；第十三电阻R13的另一端与接插件J3的第一引脚相连接。
门锁状态检测模块的第三个单元电路包括第十六电阻R16、第十七电阻R17、第二十八电阻R28、第五十三电阻R53、第二十四二极管D24、第八发光二极管D8、光电耦合器U13、第三十三电容C33、第三十四电容C34；第二十八电阻R28的一端、第五十三电阻R53的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第二十八电阻R28的另一端与第八发光二极管D8的正极相连接；第八发光二极管D8的负极、第五十三电阻R53的另一端同时与第三十三电容C33的一端、光电耦合器U13的一个端口相连接；第三十三电容C33的另一端接地；光电耦合器U13的另一个端口与第二十四二极管D24的负极、第三十四电容C345的一端、第十六电阻R16的一端相连接；光电耦合器U13的再一个端口、第二十四二极管D24的正极、第三十四电容C34的另一端均与接插件J3的第十引脚相连接；第十六电阻R16的另一端与接插件J3的第三引脚相连接；第十七电阻R17的一端与接插件J3的第二引脚相连接；第十七电阻R17的另一端与接插件J3的第一引脚相连接。
所述的信号控制处理模块如图5所示，包括单片机U12、第二十一电阻R21、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第四十～四十七电阻R40～R47、第六十七电阻R67、第二电容C2、第四电容C4、第八电容C8、第十二电容C12、第十三电容C13、第十六～十八电容C16～C18、第三十五～三十八电容C35～C38、第二电感L2、第二十五发光二极管D25、第二十八～二十九二极管D28～D29、接插件J5、排座JP1、开关KEY、电池BT1、第一晶振Y1、第二晶振Y2。
单片机U12的第1引脚同时与第二十八二极管D28的负极、第二十九二极管D29的负极相连接；第二十九二极管D29的正极接3.3V电源；第二十八二极管D28的正极与电池BT1的正极相连接，电池BT1的负极与第十二电容C12的一端、开关KEY的一端相连接同时接地；第十二电容C12的另一端与第三十五电阻R35的一端、开关KEY的另一端、单片机U12的第7引脚相连接并接地；第三十五电阻R35的另一端接3.3V电源；单片机U12的第2引脚与第二十五发光二极管D25的负极相连接，第二十五发光二极管D25的正极与第二十一电阻R21的一端相连接，第二十一电阻R21的另一端接3.3V电源；单片机U12的第3引脚与晶振Y1的一端、第三十五电容C35的一端相连接；单片机U12的第3引脚与晶振Y1的另一端、第三十六电容C36的一端相连接；第三十五电容C35的另一端、第三十六电容C36的另一端、第三十七电容C37的一端、第三十八电容C38的一端、第八电容C8的负极、第十三电容C13的一端均与单片机U12的第12引脚相连接并接地；单片机U12的第5引脚与第六十七电阻R67的一端、第三十七电容C37的另一端、第二晶振Y2的一端相连接，单片机U12的第6引脚与第六十七电阻R67的另一端、第二晶振Y2的另一端、第三十八电容C38的另一端相连接；单片机U12的第13引脚与第八电容C8的正极、第十三电容C13的另一端、第二电感L2的一端相连接；第二电感L2的另一端接3.3V电源；单片机U12的第18引脚与第十六电容C16的一端相连接；单片机U12的第19引脚与第十六电容C16的另一端相连接同时外接3.3V电源；单片机U12的第31引脚与第十七电容C17的一端相连接；单片机U12的第32引脚与第十七电容C17的另一端相连接同时外接3.3V电源；排座JP1的第1引脚与排座JP1的第2引脚、第十五电容C15的一端、第四十一电阻R41的一端、第四十二电阻R42的一端、第四十三电阻R43的一端、第四十四电阻R44的一端相连接；排座JP1的第3引脚与第四十一电阻R41的另一端、单片机U12的第56引脚相连接；排座JP1的第5引脚与第四十二电阻R42的另一端、单片机U12的第50引脚相连接；排座JP1的第7引脚与第四十三电阻R43的另一端、单片机U12的第46引脚相连接；排座JP1的第9引脚与第四十电阻R40的一端、单片机U12的第49引脚相连接；相连接；第四十电阻R40的另一端接地；排座JP1的第13引脚与第四十四电阻R44的另一端、单片机U12的第55引脚相连接；排座JP1的第15引脚与单片机U12的第7引脚相连接；排座JP1的第4、6、8、10、12、14、16、18、20引脚与第十五电容C15的另一端相连接同时接地；接插件J5的第1、2引脚同时与第二电容C2的正极、第四电容C4的一端相连接同时外接12V电源；第二电容C2的负极、第四电容C4的另一端均接地；接插件J5的第4引脚与单片机U12的第43引脚相连接；接插件J5的第5、6引脚同时与单片机U12的第42引脚相连接；接插件J5的第7、8引脚同时接地；单片机U12的第53引脚与第四十五电阻R45的一端相连接，第四十五电阻R457的另一端接3.3V电源；单片机U12的第54引脚与第四十六电阻R46的一端相连接，第四十六电阻R46的另一端接3.3V电源；单片机U12的第62引脚与第四十七电阻R47的一端相连接，第四十七电阻R47的另一端接3.3V电源；单片机U12的第64引脚与第十四电容C14的一端相连接同时接3.3V电源，单片机U12的第63引脚与第十四电容C14的另一端相连接同时接地；单片机U12的第60引脚与第三十六电阻R36的一端相连接，第三十六电阻R36的另一端接地；单片机U12的第48引脚与第十八电容C18的一端相连接同时接3.3V电源，单片机U12的第47引脚与第十八电容C18的另一端相连接同时接地。
所述信号控制处理模块接收到门禁信号检测模块和门锁状态检测模块输出的信号时，进行如下分析处理：
(1)当门禁信号检测模块中某一路NO常开型由断电变为通电时(即输入开门信号)，表示该路门禁系统刷卡或生物识别通过，可以开门；具体的，是指接插件J2外接有门禁系统刷卡或生物识别系统，门禁系统刷卡或生物识别通过后，从而使得该路单元电路由断电变为通电，此时门禁信号检测模块中的该单元电路与接插件J2连接的引脚检测到电平信号。然后信号控制处理模块向集中式控制按钮中的按钮指示灯D27供电，按钮S1与该单元电路对应的信号输出模块中输出电路的磁力锁接通并生效，具体的：接插件J4外接有4个磁力锁，每个磁力锁对应一个输出电路，例如：第一输出电路的OUT11和OUT12与接插件J4的第2和3引脚接通后，则直接与接插件J4中的一个磁力锁接通；即此时按下按钮S1，则该路输入对应磁力锁通电开门。
(2)当门禁信号检测模块中某一路NO常开型由通电变为断电时(即输入关门信号)，表示电子门禁系统中该路门禁开门已达最高时间要求(该时间由现有电子门禁系统内部设置，通常设置为1-3秒，到达设定时间后则自动落锁)；此时门禁信号检测模块中的该单元电路与接插件J2连接的引脚检测到电平信号消失，集中式控制按钮中的按钮指示灯D27断电，则接插件J4上与该路输入对应的磁力锁输出电路，断电关门。
(3)当门禁信号检测模块中某一路NC常闭型由通电变为断电时(即输入开门信号)，表示该路门禁系统刷卡或生物识别通过，可以开门；具体的，是指接插件J2外接有门禁系统刷卡或生物识别系统，门禁系统刷卡或生物识别通过后，从而使得该路单元电路由通电变为电电，此时门禁信号检测模块中的该单元电路与接插件J2连接的引脚检测到电平信号消失。然后信号控制处理模块向集中式控制按钮中的按钮指示灯D27供电，按钮S1与该单元电路对应的信号输出模块中输出电路的磁力锁接通并生效，具体的：接插件J4外接有4个磁力锁，每个磁力锁对应一个输出电路，例如：第一输出电路的OUT11和OUT12与接插件J4的第2和3引脚接通后，则直接与接插件J4中的一个磁力锁接通；即此时按下按钮S1，则该路输入对应磁力锁断电开门。
(4)当门禁信号检测模块中某一路NC常闭型由断电变为通电时(即输入关门信号)，表示电子门禁系统中该路门禁开门已达最高时间要求(该时间由现有电子门禁系统内部设置，通常设置为1-3秒，到达设定时间后则自动落锁)；此时门禁信号检测模块中的该单元电路与接插件J2连接的引脚检测到电平信号，集中式控制按钮中的按钮指示灯D27断电，则该路输入对应的磁力锁通电关门。
(5)当门禁信号检测模块中任意两路及以上同时输入开门信号时，为防止多门同时开启，误放人员出入，按照门禁输入1、门禁输入2、门禁输入3、门禁输入4的优先级顺序，按钮连接对应输入1、输入2、输入3、输入4的磁力锁，确保前一道门关闭后按钮才能开启下一道门，按钮一次只能开一个门。实现一键傻瓜式按钮，解决了多个按钮、多个指示灯，操作人员忙乱出错、误操作的问题。
(6)当门禁信号检测模块中任意两路及以上同时输入关门信号时，则立即控制相应输入的NO型电磁锁通电关门(NC型则为断电关门)。
(7)当门禁信号检测模块中某一路门磁信号输入持续时间超过单片机设定值时，表示对应电磁门开启时间过长未关闭，此时对应的门锁状态检测模块会检测到门磁信号变化：具体的，插接件J3外接有电磁锁门磁反馈信号，当电磁锁开门时，插接件J3对应引脚检测到电平信号变化；引脚电平信号超过设定时间未还原成初始状态，表示电磁门开启时间过长未关闭。则向语音输出模块U16，串口控制线RX和TX输出串口控制信号，控制模块播放预先存储的语音信号“XX门未关闭”。
如图6所示，所述的集中式控制按钮模块包括按钮指示灯D27、自复式按钮S1、第三十电阻R30、第五十一电阻R51，按钮指示灯D27的一端与单片机U12的第8引脚相连接；按钮指示灯D27的另一端与第三十电阻R30的一端相连接，第三十电阻R30的另一端接3.3V电源；自复式按钮S1的一端与单片机U12的第14引脚、第五十一电阻R51的一端相连接；第五十一电阻R51的另一端接3.3V电源，自复式按钮S1的另一端接地。
常态时指示灯保持断电状态、按钮无效(即不与电路相连)。当接到单片机U12指令时，按钮指示灯D27亮起，表示可以开门；此时自复式按钮S1生效，按下自复式按钮S1开启相应电磁锁。而后自复式按钮S1自动复位、按钮指示灯D27灭，等待下次开门操作。
如图7所示，所述的信号输出模块包括电锁信号输出和语音输出，具体的信号输出模块包括4个结构相同的输出电路以及一个接插件J4；语音输出模块包括芯片U16，型号为JQ8400的串口控制语音模块。
信号输出模块的第一个输出电路包括第十四电阻R14、第二十电阻R20、第五十三电阻R53、第五十六电阻R56、第六十三电阻R63、第九发光二极管D9、第十三二极管D13、光电耦合器U5、第一三极管Q1；第十四电阻R14的一端、第二十电阻R20的一端均接3.3V电源，第十四电阻R14的另一端、第二十电阻R20的另一端分别与光电耦合器U5的两个端口相连接；光电耦合器U5的另外两个端口分别与第五十三电阻R53的一端、第六十三电阻R63的一端相连接；第五十三电阻R53的另一端与第五十六电阻R56的一端、第十三二极管D13的负极、接插件J4的第1、2引脚相连接；第五十六电阻R56的另一端与第九发光二极管D9的正极相连接；第六十三电阻R63的一端的同时与第一三极管Q1的基极相连接，第一三极管Q1的集电极与第九发光二极管D9的负极、第十三二极管D13的正极、接插件J4的第3引脚相连接；第一三极管Q1的发射极与第六十三电阻R63的另一端相连接同时接接插件J4的第10引脚；
信号输出模块的第二个输出电路包括第三十九电阻R39、第二十四电阻R24、第五十七电阻R57、第五十八电阻R58、第六十四电阻R64、第十发光二极管D10、第十八二极管D18、光电耦合器U8、第二三极管Q2；第三十九电阻R39的一端、第二十四电阻R24的一端均接3.3V电源，第三十九电阻R39的另一端、第二十四电阻R24的另一端分别与光电耦合器U8的两个端口相连接；光电耦合器U8的另外两个端口分别与第五十七电阻R57的一端、第六十四电阻R64的一端相连接；第五十七电阻R57的另一端与第五十八电阻R58的一端、第十八二极管D18的负极、接插件J4的第1、4引脚相连接；第五十八电阻R58的另一端与第十发光二极管D10的正极相连接；第六十四电阻R64的一端的同时与第二三极管Q2的基极相连接，第二三极管Q2的集电极与第十发光二极管D10的负极、第十八二极管D18的正极、接插件J4的第5引脚相连接；第二三极管Q2的发射极与第六十四电阻R64的另一端相连接同时接接插件J4的第10引脚；
信号输出模块的第三个输出电路包括第五十电阻R50、第二十九电阻R29、第五十九电阻R59、第六十电阻R60、第六十五电阻R65、第十一发光二极管D11、第二十一二极管D21、光电耦合器U11、第三三极管Q3；第五十电阻R50的一端、第二十九电阻R29的一端均接3.3V电源，第五十电阻R50的另一端、第二十九电阻R29的另一端分别与光电耦合器U11的两个端口相连接；光电耦合器U11的另外两个端口分别与第五十九电阻R59的一端、第六十五电阻R65的一端相连接；第五十九电阻R59的另一端与第第六十电阻R60的一端、第二十一二极管D21的负极、接插件J4的第1、6引脚相连接；第六十电阻R60的另一端与第十一发光二极管D11的正极相连接；第六十五电阻R65的一端的同时与第三三极管Q3的基极相连接，第三三极管Q3的集电极与第十一发光二极管D11的负极、第二十一二极管D21的正极、接插件J4的第7引脚相连接；第三三极管Q3的发射极与第六十五电阻R65的另一端相连接同时接接插件J4的第10引脚；
信号输出模块的第四个输出电路包括第五十四电阻R54、第三十一电阻R31、第六十二电阻R62、第六十一电阻R61、第六十六电阻R66、第十二发光二极管D12、第二十二二极管D22、光电耦合器U14、第四三极管Q4；第五十四电阻R54的一端、第三十一电阻R31的一端均接3.3V电源，第五十四电阻R54的另一端、第三十一电阻R31的另一端分别与光电耦合器U14的两个端口相连接；光电耦合器U14的另外两个端口分别与第六十二电阻R62的一端、第六十六电阻R66的一端相连接；第六十二电阻R62的另一端与第六十一电阻R61的一端、第二十二二极管D22的负极、接插件J4的第1、8引脚相连接；第六十一电阻R61的另一端与第十二发光二极管D12的正极相连接；第六十六电阻R66的一端的同时与第四三极管Q4的基极相连接，第四三极管Q4的集电极与第十二发光二极管D12的负极、第二十二二极管D22的正极、接插件J4的第9引脚相连接；第四三极管Q4的发射极与第六十五电阻R65的另一端相连接同时接接插件J4的第10引脚。
芯片U16第1、2、3、4引脚分别与单片机U12的第15、16、42、43引脚对应连接；芯片U16第5引脚接地；芯片U16第6引脚接5V电源；芯片U16第7、8引脚接音频输出左右声道，芯片U16第9、10引脚接喇叭。
电锁信号输出DC12V电源，可设置NO常开型和NC常闭型，根据信号处理模块指令，利用继电器控制其通断电状态。语音输出，当接到信号处理模块指令时，输出语音提示“XX门未关闭”。

Claims (8)

1.一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于包括电源模块、门禁信号检测模块、门锁状态检测模块、信号控制处理模块、集中式控制按钮模块和信号输出模块；门禁信号检测模块实时检测电子门禁刷卡或生物识别系统的电子信号，门锁状态检测模块实时检测电子磁力锁的门磁信号状态；两个检测模块将检测到的开门信号、关门信号、开门超时信号提交信号控制处理模块按照预先设置好的程序进行处理；处理完毕后，根据处理结果使集中式控制按钮生效或无效，控制电子磁力锁开门或关门，或者输出语音报警信号；所述的电源模块将输入的12V电源进行稳压整流后为门禁信号检测模块、门锁状态检测模块、信号控制处理模块、集中式控制按钮模块和信号输出模块供电；所述的门禁信号检测模块支持4路门禁电锁输入信号，输入信号分为NO常开型DC12V电源或NC常闭型DC12V电源；利用光耦电路检测电锁信号输入状态，当检测到输入信号通断电状态变化时，门禁信号检测模块向信号控制处理模块输出信号；所述的门锁状态检测模块支持4路门磁输入信号，输入信号为开关量信号，检测4路电磁锁开关状态；
所述的电源模块包括第一芯片U1、第二芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第一电阻R1、第二十六发光二极管D26、整流二极管SD1和第一电感L1；
第一芯片U1的输入引脚外接12V电源同时与第一电容C1的正极、第二电容C2的一端相连接；第一芯片U1的反馈引脚与第一电感L1的一端、第七电容C7的正极、第十电容C10的一端、第二芯片U2的输入引脚、第一电阻R1的一端、第五电容C5的正极、第九电容C9的一端相连接；第一芯片U1的输出引脚与整流二极管SD1的负极、第一电感L1的另一端相连接；第一芯片U1的接地引脚与ON/OFF引脚同时与第一电容C1的负极、第二电容C2的另一端、第七电容C7的负极、第十电容C10的另一端、整流二极管SD1的正极相连接；第一电阻R1的另一端与发光二极管D26的正极相连接；第二芯片U2的接地引脚与发光二极管D26的负极、第五电容C5的负极、第九电容C9的另一端、第六电容C6的负极、第十一电容C11的一端相连接后接地；第二芯片U2的输出引脚与第六电容C6的正极、第十一电容C11的另一端相连，并输出3.3V电压；
所述的门禁信号检测模块包括四个结构相同的单元电路和一个接插件J2；四个单元电路均与接插件J2相连接；每个单元电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、第十八电阻R18、第三十二电阻R32、第十四二极管D14、第一发光二极管D1、光电耦合器U3、第十九电容C19、第二十二电容C22；
第十八电阻R18的一端、第三十二电阻R32的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第十八电阻R18的另一端与第一发光二极管D1的正极相连接；第一发光二极管D1的负极、第三十二电阻R32的另一端同时与第十九电容C19的一端、光电耦合器U3的一个端口相连接；第十九电容C19的另一端接地；光电耦合器U3的另一个端口与第十四二极管D14的负极、第二十二电容C22的一端、第二电阻R2的一端相连接；光电耦合器U3的再一个端口、第十四二极管D14的正极、第二十二电容C22的另一端均与接插件J2的第十引脚相连接；第二电阻R2的另一端与接插件J2的第三引脚相连接；第三电阻R3的一端与接插件J2的第二引脚相连接；第三电阻R3的另一端与接插件J2的第一引脚相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于所述的门锁状态检测模块包括四个结构相同的单元电路和一个接插件J3；四个单元电路均与接插件J3相连接；且门锁状态检测模块中的每个单元电路与门禁信号检测模块中的单元电路结构相同；
门锁状态检测模块的第一个单元电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第十九电阻R19、第三十三电阻R33、第十六二极管D16、第二发光二极管D2、光电耦合器U4、第二十电容C20、第二十五电容C25；第十九电阻R19的一端、第三十三电阻R33的一端均外接电源模块输出的3.3V电源，第十九电阻R19的另一端与第二发光二极管D2的正极相连接；第二发光二极管D2的负极、第三十三电阻R33的另一端同时与第二十电容C20的一端、光电耦合器U4的一个端口相连接；第二十电容C20的另一端接地；光电耦合器U4的另一个端口与第十六二极管D16的负极、第二十五电容C25的一端、第四电阻R4的一端相连接；光电耦合器U4的再一个端口、第十六二极管D16的正极、第二十五电容C25的另一端均与接插件J3的第十引脚相连接；第四电阻R4的另一端与接插件J3的第三引脚相连接；第五电阻R5的一端与接插件J3的第二引脚相连接；第五电阻R5的另一端与接插件J3的第一引脚相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于所述的信号控制处理模块包括单片机U12、第二十一电阻R21、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第四十～四十七电阻R40～R47、第六十七电阻R67、第二电容C2、第四电容C4、第八电容C8、第十二电容C12、第十三电容C13、第十六～十八电容C16～C18、第三十五～三十八电容C35～C38、第二电感L2、第二十五发光二极管D25、第二十八～二十九二极管D28～D29、接插件J5、排座JP1、开关KEY、电池BT1、第一晶振Y1、第二晶振Y2；
单片机U12的第1引脚同时与第二十八二极管D28的负极、第二十九二极管D29的负极相连接；第二十九二极管D29的正极接3.3V电源；第二十八二极管D28的正极与电池BT1的正极相连接，电池BT1的负极与第十二电容C12的一端、开关KEY的一端相连接同时接地；第十二电容C12的另一端与第三十五电阻R35的一端、开关KEY的另一端、单片机U12的第7引脚相连接并接地；第三十五电阻R35的另一端接3.3V电源；单片机U12的第2引脚与第二十五发光二极管D25的负极相连接，第二十五发光二极管D25的正极与第二十一电阻R21的一端相连接，第二十一电阻R21的另一端接3.3V电源；单片机U12的第3引脚与晶振Y1的一端、第三十五电容C35的一端相连接；单片机U12的第3引脚与晶振Y1的另一端、第三十六电容C36的一端相连接；第三十五电容C35的另一端、第三十六电容C36的另一端、第三十七电容C37的一端、第三十八电容C38的一端、第八电容C8的负极、第十三电容C13的一端均与单片机U12的第12引脚相连接并接地；单片机U12的第5引脚与第六十七电阻R67的一端、第三十七电容C37的另一端、第二晶振Y2的一端相连接，单片机U12的第6引脚与第六十七电阻R67的另一端、第二晶振Y2的另一端、第三十八电容C38的另一端相连接；单片机U12的第13引脚与第八电容C8的正极、第十三电容C13的另一端、第二电感L2的一端相连接；第二电感L2的另一端接3.3V电源；单片机U12的第18引脚与第十六电容C16的一端相连接；单片机U12的第19引脚与第十六电容C16的另一端相连接同时外接3.3V电源；单片机U12的第31引脚与第十七电容C17的一端相连接；单片机U12的第32引脚与第十七电容C17的另一端相连接同时外接3.3V电源；排座JP1的第1引脚与排座JP1的第2引脚、第十五电容C15的一端、第四十一电阻R41的一端、第四十二电阻R42的一端、第四十三电阻R43的一端、第四十四电阻R44的一端相连接；排座JP1的第3引脚与第四十一电阻R41的另一端、单片机U12的第56引脚相连接；排座JP1的第5引脚与第四十二电阻R42的另一端、单片机U12的第50引脚相连接；排座JP1的第7引脚与第四十三电阻R43的另一端、单片机U12的第46引脚相连接；排座JP1的第9引脚与第四十电阻R40的一端、单片机U12的第49引脚相连接；相连接；第四十电阻R40的另一端接地；排座JP1的第13引脚与第四十四电阻R44的另一端、单片机U12的第55引脚相连接；排座JP1的第15引脚与单片机U12的第7引脚相连接；排座JP1的第4、6、8、10、12、14、16、18、20引脚与第十五电容C15的另一端相连接同时接地；接插件J5的第1、2引脚同时与第二电容C2的正极、第四电容C4的一端相连接同时外接12V电源；第二电容C2的负极、第四电容C4的另一端均接地；接插件J5的第4引脚与单片机U12的第43引脚相连接；接插件J5的第5、6引脚同时与单片机U12的第42引脚相连接；接插件J5的第7、8引脚同时接地；单片机U12的第53引脚与第四十五电阻R45的一端相连接，第四十五电阻R457的另一端接3.3V电源；单片机U12的第54引脚与第四十六电阻R46的一端相连接，第四十六电阻R46的另一端接3.3V电源；单片机U12的第62引脚与第四十七电阻R47的一端相连接，第四十七电阻R47的另一端接3.3V电源；单片机U12的第64引脚与第十四电容C14的一端相连接同时接3.3V电源，单片机U12的第63引脚与第十四电容C14的另一端相连接同时接地；单片机U12的第60引脚与第三十六电阻R36的一端相连接，第三十六电阻R36的另一端接地；单片机U12的第48引脚与第十八电容C18的一端相连接同时接3.3V电源，单片机U12的第47引脚与第十八电容C18的另一端相连接同时接地。
4.根据权利要求3所述的一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于所述的集中式控制按钮模块包括按钮指示灯D27、自复式按钮S1、第三十电阻R30、第五十一电阻R51，按钮指示灯D27的一端与单片机U12的第8引脚相连接；按钮指示灯D27的另一端与第三十电阻R30的一端相连接，第三十电阻R30的另一端接3.3V电源；自复式按钮S1的一端与单片机U12的第14引脚、第五十一电阻R51的一端相连接；第五十一电阻R51的另一端接3.3V电源，自复式按钮S1的另一端接地；
常态时指示灯保持断电状态、按钮无效；当接到单片机U12指令时，按钮指示灯D27亮起，表示可以开门；此时自复式按钮S1生效，按下自复式按钮S1开启相应电磁锁；而后自复式按钮S1自动复位、按钮指示灯D27灭，等待下次开门操作。
5.根据权利要求4所述的一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于所述的信号输出模块包括电锁信号输出和语音输出，具体的信号输出模块包括4个结构相同的输出电路以及一个接插件J4；
信号输出模块的第一个输出电路包括第十四电阻R14、第二十电阻R20、第五十三电阻R53、第五十六电阻R56、第六十三电阻R63、第九发光二极管D9、第十三二极管D13、光电耦合器U5、第一三极管Q1；第十四电阻R14的一端、第二十电阻R20的一端均接3.3V电源，第十四电阻R14的另一端、第二十电阻R20的另一端分别与光电耦合器U5的两个端口相连接；光电耦合器U5的另外两个端口分别与第五十三电阻R53的一端、第六十三电阻R63的一端相连接；第五十三电阻R53的另一端与第五十六电阻R56的一端、第十三二极管D13的负极、接插件J4的第1、2引脚相连接；第五十六电阻R56的另一端与第九发光二极管D9的正极相连接；第六十三电阻R63的一端的同时与第一三极管Q1的基极相连接，第一三极管Q1的集电极与第九发光二极管D9的负极、第十三二极管D13的正极、接插件J4的第3引脚相连接；第一三极管Q1的发射极与第六十三电阻R63的另一端相连接同时接接插件J4的第10引脚。
6.根据权利要求5所述的一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于所述的语音输出模块包括芯片U16，其型号为JQ8400的串口控制语音模块；芯片U16第1、2、3、4引脚分别与单片机U12的第15、16、42、43引脚对应连接；芯片U16第5引脚接地；芯片U16第6引脚接5V电源；芯片U16第7、8引脚接音频输出左右声道，芯片U16第9、10引脚接喇叭；
电锁信号输出DC12V电源，可设置NO常开型和NC常闭型，根据信号处理模块指令，利用继电器控制其通断电状态；语音输出，当接到信号处理模块指令时，输出语音提示“XX门未关闭”。
7.根据权利要求6所述的一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于所述信号控制处理模块接收到门禁信号检测模块和门锁状态检测模块输出的信号时，进行如下分析处理：
(1)当门禁信号检测模块中某一路NO常开型由断电变为通电时，即输入开门信号；表示该路门禁系统刷卡或生物识别通过，可以开门；具体的，是指接插件J2外接有门禁系统刷卡或生物识别系统，门禁系统刷卡或生物识别通过后，从而使得该路单元电路由断电变为通电，此时门禁信号检测模块中的该单元电路与接插件J2连接的引脚检测到电平信号；然后信号控制处理模块向集中式控制按钮中的按钮指示灯D27供电，按钮S1与该单元电路对应的信号输出模块中输出电路的磁力锁接通并生效，具体的：接插件J4外接有4个磁力锁，每个磁力锁对应一个输出电路，第一输出电路的OUT11和OUT12与接插件J4的第2和3引脚接通后，则直接与接插件J4中的一个磁力锁接通；即此时按下按钮S1，则该路输入对应磁力锁通电开门；
(2)当门禁信号检测模块中某一路NO常开型由通电变为断电时，即输入关门信号，表示电子门禁系统中该路门禁开门已达最高时间要求；此时门禁信号检测模块中的该单元电路与接插件J2连接的引脚检测到电平信号消失，集中式控制按钮中的按钮指示灯D27断电，则接插件J4上与该路输入对应的磁力锁输出电路，断电关门；
(3)当门禁信号检测模块中某一路NC常闭型由通电变为断电时，即输入开门信号，表示该路门禁系统刷卡或生物识别通过，可以开门；具体的，是指接插件J2外接有门禁系统刷卡或生物识别系统，门禁系统刷卡或生物识别通过后，从而使得该路单元电路由通电变为断电，此时门禁信号检测模块中的该单元电路与接插件J2连接的引脚检测到电平信号消失；然后信号控制处理模块向集中式控制按钮中的按钮指示灯D27供电，按钮S1与该单元电路对应的信号输出模块中输出电路的磁力锁接通并生效，具体的：接插件J4外接有4个磁力锁，每个磁力锁对应一个输出电路，第一输出电路的OUT11和OUT12与接插件J4的第2和3引脚接通后，则直接与接插件J4中的一个磁力锁接通；即此时按下按钮S1，则该路输入对应磁力锁断电开门；
(4)当门禁信号检测模块中某一路NC常闭型由断电变为通电时，即输入关门信号，表示电子门禁系统中该路门禁开门已达最高时间要求；此时门禁信号检测模块中的该单元电路与接插件J2连接的引脚检测到电平信号，集中式控制按钮中的按钮指示灯D27断电，则该路输入对应的磁力锁通电关门；
(5)当门禁信号检测模块中任意两路及以上同时输入开门信号时，为防止多门同时开启，误放人员出入，按照门禁输入1、门禁输入2、门禁输入3、门禁输入4的优先级顺序，按钮连接对应输入1、输入2、输入3、输入4的磁力锁，确保前一道门关闭后按钮才能开启下一道门，按钮一次只能开一个门；实现一键傻瓜式按钮，解决多个按钮、多个指示灯，操作人员忙乱出错、误操作的问题；
(6)当门禁信号检测模块中任意两路及以上同时输入关门信号时，则立即控制相应输入的NO型电磁锁通电关门，NC型则为断电关门；
(7)当门禁信号检测模块中某一路门磁信号输入持续时间超过单片机设定值时，表示对应电磁门开启时间过长未关闭，此时对应的门锁状态检测模块会检测到门磁信号变化：具体的，插接件J3外接有电磁锁门磁反馈信号，当电磁锁开门时，插接件J3对应引脚检测到电平信号变化；引脚电平信号超过设定时间未还原成初始状态，表示电磁门开启时间过长未关闭；则向语音输出模块U16，串口控制线RX和TX输出串口控制信号，控制模块播放预先存储的语音信号“XX门未关闭”。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种基于电子门禁的监门防误放系统，其特征在于所述的第一芯片U1的型号是TD1509P5；第二芯片U2的型号是SPX1117-3.3；整流二极管SD1的型号是MBRA340T3。
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