CN1815517A - 一种门锁远程无线监测报警系统 - Google Patents

Abstract

一种门锁远程无线监测报警系统，包括一主站计算机、无线收发装置、若干个数据采集传输装置和在每个数据采集传输装置下无线连接的至少一个门锁检测装置，其中：门锁检测装置，用于检测门、锁的状态；数据采集传输装置，用于接收门锁检测装置发送来的门锁状态信息，建立和完成与主站计算机之间的无线通讯，并可作为无线中继使用。本发明适用于一些大型的公共场所，如写字楼、大型超市、机场等。用户在安装了本系统后，能随时监测区域内所有的门锁状态，从而提高了公共场所的安全性，增加了报警时效，节省了人力。更重要的是，本发明利用无线方式进行数据传输，在系统安装中省去了布线施工，减少了施工成本和对建筑物的破坏，增强了系统的灵活性。

Description

一种门锁远程无线监测报警系统

技术领域

本发明涉及一种无线监测报警系统，特别指门锁远程无线监测报警系统。

背景技术

目前对于检测门状态，主要是利用门磁装置，利用开关门造成的磁场变化，检测门的状态。一个很好的应用就是当门开了之后，可以通过声音的方式进行提示。在锁的状态检测中，主要是通过位置传感器进行测定。

随着安全性要求的提高，人们越来越需要知道门锁的状态。因此，市场上出现了类似的门锁检测系统，使用在类如酒店类的场合，该门锁检测系统是通过有线的方式，将门锁的状态信息传输到控制中心。

由于对于现存的建筑，有线方式的门锁检测系统，需要重新布线，这不仅成本也很高，而且是一件非常麻烦的事情。因此利用有线的方式传输门锁状态的系统，实用性较差，难以被广泛使用。

发明内容

本发明旨在提供一种实用的无线远程门锁监测系统，其不仅能随时监测区域内所有的门锁状态，提高了公共场所的安全性，而且利用无线方式进行数据传输，在系统安装中省去了布线施工，减少了施工成本和对建筑物的破坏，增强了系统的灵活性。

本发明所提供的一种门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：包括一主站计算机、安装在主站计算机端的无线收发装置、与该主站计算机无线连接的若干个数据采集传输装置，以及在每个数据采集传输装置下无线连接的至少一个门锁检测装置，其中：门锁检测装置，用于检测门、锁的状态，此状态信息由内置的无线收发模块发送到数据采集传输装置；数据采集传输装置，用于接收门锁检测装置发送来的门锁状态信息，建立和完成与主站计算机之间的无线通讯，并可作为无线中继使用；主站无线收发装置，用于建立主站计算机与数据采集传输装置的无线通讯通道；主站计算机，包括中央处理装置，用于通过主站无线收发装置与数据采集传输装置进行无线通讯，采集门锁的状态信息、发送远程操作指令。

在上述的门锁远程无线监测报警系统中，门锁检测装置包括第一单片机和与该单片机相连的磁感应开关、位置传感器、电池、电池电压检测电路、定时器、存储器和无线收发组件；第一单片机，用于及时采集来自磁感应开关和位置传感器的状态变化，监测电池电压和定时器定时报警，并将这些信息通过无线收发组件传送到所述的数据采集传输装置；磁感应开关，用于检测门的开、关状态；位置传感器，用于检测锁的状态；定时器，用于当门、锁的状态在设定的时间内不发生变化时，将此信息通知单片机；存储器，用于储存基本信息；无线收发组件，用于与所述数据采集传输装置进行无线通讯，传送门锁的状态信息、电池欠压信息、定时报告信息，并接收来自所述主站计算机的管理指令。

在上述的门锁远程无线监测报警系统中，数据采集传输装置包括第二单片机和与该第二单片机相连的433MHZ无线收发组件、EEPROM、实时时钟、红外通讯组件和交流电源，单片机，用于管理和提供通讯接口，以保证装置的可靠运行；433MHZ无线收发组件，用于负责与所述门锁检测装置进行无线通讯，并接收来自该门锁检测装置的信息，每个数据采集传输装置可管理十个门锁检测装置；实时时钟，用于标示门锁状态信息的发生时间；EEPROM，用于记录门锁状态信息和发生时间；红外通讯组件，用于负责与所述手持终端的红外通讯；交流电源，用作供电电源。

在上述的门锁远程无线监测报警系统中，还包括一与所述第二单片机相连的868MHZ无线收发组件，用于负责与主站或其它数据采集传输装置的无线通讯。

在上述的门锁远程无线监测报警系统中，还包括一与所述第二单片机相连的电力线载波收发组件。

在上述的门锁远程无线监测报警系统中，还包括一与所述第二单片机相连的DTMF组件。

在上述的门锁远程无线监测报警系统中，数据采集传输装置的工作模式为巡回检测工作模式、报警工作模式、定点报警工作模式或定时巡回检测模式。

在上述的门锁远程无线监测报警系统中，主站无线收发装置包括依次相连的接主站计算机USB接口、868M无线收发组件，以及向USB接口、868M无线收发组件供电的交流电源。

在上述的门锁远程无线监测报警系统中，还包括手持终端，用于现场调试，其通过与所述数据采集传输装置进行红外通讯。

由于采用上述的技术解决方案，本发明适用于一些大型的公共场所，如写字楼、大型超市、机场等。用户在安装了本系统后，能随时监测区域内所有的门锁状态，从而提高了公共场所的安全性，增加了报警时效，节省了人力。更重要的是，本发明利用无线方式进行数据传输，在系统安装中省去了布线施工，减少了施工成本和对建筑物的破坏，增强了系统的灵活性。

附图说明

图1是本发明门锁远程无线监测报警系统的示意图；

图2是本发明中门锁检测装置的原理框图；

图3是本发明中数据采集传输装置的原理框图；

图4是本发明中主站无线收发装置的原理框图；

图5是说明无线中继的原理的示意图。

具体实施方式

一、门锁远程监测报警系统构成

如图1所示，包括一主站计算机1、与该主站计算机1无线连接的若干个数据采集传输装置2和在每个数据采集传输装置2下无线连接的至少一个门锁检测装置3，以及安装在主站计算机端的无线收发装置4，其中：

门锁检测装置3，用于检测门、锁的状态，此状态信息由内置的无线收发模块发送到数据采集传输装置2，它安装在每个需要检测的门锁端；

数据采集传输装置2，用于接收门锁检测装置3发送来的门锁状态信息、建立和完成与主站之间的无线通讯、必要时作为无线中继使用；每个数据采集传输装置可以管理若干个门锁检测装置；

主站无线收发装置4，用于建立主站计算机与数据采集传输装置的无线通讯通道，它安装在主站计算机端；

主站计算机1，包括中央处理装置，用于通过主站无线收发装置与数据采集传输装置进行无线通讯，采集门锁的状态信息、发送远程操作指令；

手持终端(图中未示)，用于门锁远程无线监测报警系统的现场调试，手持终端可以与数据采集传输装置进行红外通讯。它可以读、写数据采集传输装置内的全部数据，测试数据采集传输装置与门锁检测装置之间、采集传输装置与采集传输装置之间、采集传输装置与主站之间的无线通讯状态。

二、门锁检测装置

如图2所示，门锁检测装置包括第一单片机31和与该单片机31相连的磁感应开关32、位置传感器33、电池34、电池电压检测电路35、定时器36、存储器37和无线收发组件38。

门锁检测装置3利用感应开关32和位置传感器33来检测门、锁的状态，此状态信息由内置的无线收发组件38发送到数据采集传输装置2。门锁检测装置内有定时器36，当门、锁的状态在两小时内(此时间可根据用户要求出厂设置)不发生变化时，装置自动向数据采集传输装置2发送现有门、锁状态的定时报告。门锁检测装置3内有电池电压检测电路35，当电池欠压时自动向数据采集传输装置2发送电池34欠压报警信息，并在主站计算机1显示，提醒管理人员及时更换电池34。

①第一单片机(MCU)31作为门锁检测装置的核心器件，它能够及时采集来自磁感应开关32和位置传感器33的状态变化，监测电池34电压和定时器36定时报警，并将这些信息通过无线收发组件38传送到数据采集传输装置2。为了尽可能的降低功耗，MCU选用了超低功耗的单片机，同时MCU在对外围电路的管理方式上，采用了低功耗的设计技术，从而使整个门锁检测装置的功耗非常低。

②磁感应开关32用于检测门的开、关状态。将门锁检测装置安装在尽可能靠近门框的位置，在门框上距离门锁检测装置1CM左右的地方安装门锁检测装置配套的磁铁，当门开、关时，磁感应开关的输出会有相应的变化，它能够准确反映门的开、关状态，它的输出信号直接送到MCU中。

③位置传感器33用于检测锁的状态，它安装在锁舌处，由导线与门锁检测装置相连。当锁舌位置变化时将带动位置传感器33上的微动开关，位置传感器33的输出随即会发生变化，它能够准确反映锁的锁和未锁状态，它的输出信号直接送到MCU中。

④电池34作为门锁检测装置的电源，与此配套的电池电压监测电路将能够检测电池的欠压，并提供给MCU。MCU一旦检测到电池欠压会及时上报主站计算机，提示管理人员及时更换电池。

⑤当门、锁的状态在两小时内(此时间可根据用户要求出厂设置)不发生变化时，定时器36会将此信息通知MCU。定时器的计时参数可由MCU修改。

⑥存储器37内存有门锁检测装置3的一些基本信息，比如门锁检测装置的ID号等。

⑦无线收发组件38负责门锁检测装置3与数据采集传输装置2的无线通讯。它传送门锁的状态信息、电池欠压信息、定时报告信息还可以接收来自主站的管理信息。

三、数据采集传输装置

如图3所示，数据采集传输装置2包括第二单片机21和与该第二单片机21相连的433MHZ无线收发组件25、EEPROM 24、实时时钟23、红外通讯组件28和交流电源23。

①数据采集传输装置由功能强大的第二单片机21管理，单片机内部内置看门狗电路及软件看门狗，以保证装置的可靠运行。

②433MHZ无线收发组件25负责与门锁检测装置的无线通讯，无线通讯的频率为：433MHZ。它可以接收来自门锁检测装置的信息，通讯接口由MCU提供，管理也由MCU完成。

③实时时钟23用于标示门锁状态信息的发生时间，它的参数设置可以通过手持终端设置或由主站计算机远程设置，MCU和实时时钟之间有数据接口。

④EEPROM 24记录门锁状态信息和发生时间。每个数据采集传输装置可以管理十个门锁检测装置，EEPROM总共可以记录240条信息。这些记录信息可以由主站计算机远程读写，也可以在现场通过手持终端读写。

⑤868MHZ无线收发组件26负责数据采集传输装置与主站或其它数据采集传输装置的无线通讯，无线通讯的频率为：868MHZ。通讯接口由MCU提供，管理也由MCU完成。数据采集传输装置在接收到来自门锁检测装置的信息后，根据当时数据采集传输装置的工作模式或将信息记录在EEPROM中等待主站的读取，或及时通过868MHZ无线收发组件将信息发送到主站。数据采集传输装置的工作模式、无线中继和其它参数的远程设置也是通过此组件，由主站计算机远程操作执行。当数据采集传输装置作为无线中继使用时，中继之间的无线通讯也由868MHZ无线收发模块执行。

⑥红外通讯组件28负责与手持终端的红外通讯，通讯接口由MCU提供，管理也由MCU完成。利用手持终端，用户可以完成对数据采集传输装置内所有数据及参数的读、写操作。为了方便工程初期的安装、调试，在数据采集传输装置的红外通讯协议中专门设有用于安装、调试的指令。现场施工人员在安装设备过程中可以用手持终端测试数据采集传输装置和门锁检测装置之间的通讯状况、数据采集传输装置与主站之间的通讯状况、数据采集传输装置与其它数据采集传输装置之间的通讯状况，从而更方便了整个系统的调试工作，也将缩短系统的调试周期。

⑧交流电源23为数据采集传输装置的供电电源。当有交流电时实时时钟由交流电供电，停电时实时时钟由电池22供电，为此在数据采集传输装置内有专门的电源切换电路。

在数据采集传输装置中可以将868MHZ无线收发组件换成其它通讯方式的通讯组件，比如电力线载波收发组件，这样数据采集传输装置将以电力线载波的通讯形式与主站通讯。也可以换成DTMF(双音多频)组件，以DTMF方式走电话线与主站通讯。当然改变通讯方式后，主站端的通讯收发组件也要作相应的改变。

数据采集传输装置的工作模式：

①巡回检测工作模式

在巡回检测工作模式中，数据采集传输装置不会主动向主站报告所管辖的门锁状态信息，而是将门锁的状态信息存储到数据采集传输装置门的EEPROM中。在收到主站发出的读门锁状态命令时，数据采集传输装置向主站发送所管辖的门锁状态信息。主站计算机将即时显示所收信息。

②报警工作模式

在报警工作模式下，当数据采集传输装置收到门锁检测装置发来的门锁状态信息时，立即向主站发送所收信息。主站计算机将即时更新对应门锁的状态，并发出声音报警。

③定点报警工作模式

对区域内的一些重要门锁，我们可以在数据采集传输装置中将其设置成定点报警工作模式。无论系统处在何种运行状态，只要这些门、锁状态有变化，数据采集传输装置立即向主站发送门锁的状态信息并报警。

④定时巡回检测、报警工作模式

可以将数据采集传输装置按时段分别设置成巡回检测和报警工作模式。时段的设置可以按24小时进行设置，也可按一星期内的工作日和休息日来设置。数据采集传输装置将根据时段的设置，在不同的时段分别运行巡回检测或报警工作模式，被设置成定点报警的门锁不受时段设置的影响。

四、手持终端

手持终端是一个功能强大、使用方便的掌上电脑。它有红外通讯接口，液晶显示器，以及与计算机通讯的接口。在现场，施工人员可以用手持终端与数据采集传输装置进行红外通讯。可以对数据采集传输装置进行参数设置、修改等操作，也可以用它来对数据采集传输装置与门锁检测装置之间的无线通讯、数据采集传输装置与主站或与其它数据采集传输装置之间的无线通讯进行测试。所有上述操作的结果都可以在手持终端的液晶显示器上显示出来。

五、主站无线收发装置

如图4所示，主站无线收发装置4，用于建立主站计算机与数据采集传输装置2的无线通讯通道，包括接主站计算机UBS接口41、868无线收发组件42和交流电源43。具体说明如下：

主站无线收发装置4可以与主站计算机1的串行接口或USB口41联接。配合门锁远程监测系统软件，主站计算机1可以与区域内的数据采集传输装置2进行无线通讯，从而完成门锁远程监测报警系统所定义的各种功能。主站无线收发装置4安装在靠近主站计算机1的地方，并根据实际需要架设相应的天线。

六、系统中的无线中继原理

在一般的无线通讯系统中，无线信号的空中衰减或遇有障碍物的衰减是不可避免的，尤其是后者会对大大降低无线通讯的距离。门锁远程监测系统主要是应用在多建筑物的场合，所以必须考虑建筑物对无线信号的衰减。传统的克服无线信号衰减方式是增设无线信号放大器，但这种方法成本很高，技术难度大，它主要针对的是实时性要求很高或通讯数据量很大的集群无线通讯系统。在门锁远程监测系统中使用无线信号放大器显然是不合适的，为此我们提出无线中继的概念，并在系统的无线通讯中成功应用。无线中继是利用每个数据采集传输装置内MCU高度的智能化特性和必要存储空间，配合主站计算机的应用软件，完成无线信息的接力传输。对于实时性要求不太高、数据传输量不大的无线通讯系统，这一技术非常有效。它可以提高无线数据传输的可靠性和灵活性，并降低了系统的成本和维护费用。如图5所示，说明无线中继的原理，图中：MS为无线通讯主站；A1、A2、A3分别为数据采集传输装置

图中MS、A1、A2、A3的摆放位置反映了在现场中它们的相对位置。假如在A1、A2、A3中只有距离主站最近的A1可以与主站直接通讯，而A2、A3由于无线信号衰减不能与主站直接通讯。同时经测试A2与A1可以直接通讯，A3与A2可以直接通讯，A1与A3不可以直接通讯。为将A3内的信息传送到主站，我们在主站计算机中为A3与主站之间的无线通讯设置了通讯路径，规定A3的信息首发送到A2，A2先将接收到的A3信息存储，当A3的信息发送完成后，A2将收到的信息再发送到A1中，A1以同样的过程将信息传送到MS。

在这里A3的通讯路径是：A3——>A2——>A1——>MS。

同理A2的通讯路径是：A2——>A1——>MS。

假如在图中A3可以和A1直接通讯，那么A3的通讯路径是：A3——>A1——>MS。

在上面的例子中A3的通讯路径(A3——>A2——>A1——>MS)称为二级无线中继，而A2的通讯路径(A2——>A1——>MS)称为一级无线中继。在门锁远程监测系统中无线中继的级数最高可以到255级。

在无线中继技术的应用中，通讯路径的生成是非常关键的。在通讯路径生成的同时系统还要对相关的数据采集传输装置进行中继参数的设置。在门锁远程监测系统中，无线通讯路径的生成由主站计算机应用软件自动完成，数据采集传输装置中继参数的设置由主站计算机远程设置。

一个主站计算机可以管理至多500个门锁，当区域内的门锁数量超过500个时将另外增加主站计算机进行管理，并可将几台主站计算机联成网络，由服务器管理。

应用软件的功能模块：

1、系统初始规划模块

①系统软件在这一功能模块中将提供用于绘制区域内门锁检测装置、数据采集传输装置分布的绘图界面和相应的表格，并根据上述信息自动产生区域内各数据采集装置和门锁检测装置分布信息，生成相应的数据库以备用户查询、修正。

②系统在生成了上述分布信息后，自动的对区域内的数据采集传输装置进行无线通讯测试、远程设置，生成区域内各数据采集传输装置与主站之间的无线通讯路径。路径信息也将以数据库的方式存在计算机中，以备用户随时查询、修正。对于没有产生路径的数据采集传输装置，用户可以利用系统提供的技术手段到现场进行故障排除，排除后再由主站计算机自动生成无线通讯路径。

2、系统监测运行模块

①系统进入监测运行的第一个任务是根据需要设置区域内每个数据采集传输装置的工作模式。在系统监测运行模块中将提供相应菜单及表格，用来远程自动设置每个数据采集传输装置的工作模式。

②在数据采集传输装置的工作模式设置完成后，主站计算机将正式进入系统监测运行状态。此时主站计算机将对区域内的每个数据采集传输装置上报的信息刷新显示，并发出相应的报警信息，同时用户可以在线查询任何一个门、锁的最新记录和历史记录。

3、系统维护平台

①系统维护平台的第一个功能是用于对区域内各部件的故障检查。系统维护平台将提供多种测试指令，用户可以在主站计算机端手工发送这些指令，计算机将即时显示测试结果，定位故障点。

②系统维护平台另外一个功能是为系统的变更提供支持。当用户需要在区域内增加、取消检测点、或更换某些部件时，系统维护平台会提供对应的界面或表格进行操作。操作完成后，系统维护平台将自动更新相应的数据库。

4、数据接口模块

根据需要数据接口模块将提供与其它系统进行数据交换功能。

5、网络配置功能

当区域内的门锁数量超过500个时，门锁远程监测报警系统将由多个主站计算机来构成一个门锁远程监测报警网络。要求每个主站计算机与INTERNET联接，设置区域内监控中心的主站计算机为服务器，其它主站计算机作为终端设置，在服务器端将可以看到区域内的全部门锁的状态信息。

综上所述，本发明可以用于检测某个区域内每个门的开、关状态以及门锁的锁、未锁状态，并利用无线通讯将门、锁的状态信息传送到监测中心的主站计算机中。主站计算机的应用软件可以根据需要，在各个定义的时间段内分别运行巡回检测工作模式、报警工作模式、定时报警工作模式、定点报警工作模式，从而能够满足用户对门、锁监测的要求。

虽然本发明，即一种门锁远程无线监测报警系统，已参照当前的具体实例进行了描述，但是本技术领域的普通技术人员应该认识到，以上的实例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改。因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实例的变化，变型都将落在本发明的权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：包括一主站计算机、安装在主站计算机端的无线收发装置、与该主站计算机无线连接的若干个数据采集传输装置，以及在每个数据采集传输装置下无线连接的至少一个门锁检测装置，其中：

门锁检测装置，用于检测门、锁的状态，此状态信息由内置的无线收发模块发送到数据采集传输装置；

数据采集传输装置，用于接收门锁检测装置发送来的门锁状态信息，建立和完成与主站计算机之间的无线通讯，并可作为无线中继使用；

主站无线收发装置，用于建立主站计算机与数据采集传输装置的无线通讯通道；

主站计算机，包括中央处理装置，用于通过主站无线收发装置与数据采集传输装置进行无线通讯，采集门锁的状态信息、发送远程操作指令。

2.根据权利要求1所述的门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：所述的门锁检测装置包括第一单片机和与该单片机相连的磁感应开关、位置传感器、电池、电池电压检测电路、定时器、存储器和无线收发组件；

第一单片机，用于及时采集来自磁感应开关和位置传感器的状态变化，监测电池电压和定时器定时报警，并将这些信息通过无线收发组件传送到所述的数据采集传输装置；

磁感应开关，用于检测门的开、关状态；

位置传感器，用于检测锁的状态；

定时器，用于当门、锁的状态在设定的时间内不发生变化时，将此信息通知单片机；

存储器，用于储存基本信息；

无线收发组件，用于与所述数据采集传输装置进行无线通讯，传送门锁的状态信息、电池欠压信息、定时报告信息，并接收来自所述主站计算机的管理指令。

3.根据权利要求1所述的门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：所述的数据采集传输装置包括第二单片机和与该第二单片机相连的433MHZ无线收发组件、EEPROM、实时时钟、红外通讯组件和交流电源，

单片机，用于管理和提供通讯接口，以保证装置的可靠运行；

433MHZ无线收发组件，用于负责与所述门锁检测装置进行无线通讯，并接收来自该门锁检测装置的信息，每个数据采集传输装置可管理十个门锁检测装置；

实时时钟，用于标示门锁状态信息的发生时间；

EEPROM，用于记录门锁状态信息和发生时间；

红外通讯组件，用于负责与所述手持终端的红外通讯；

交流电源，用作供电电源。

4.根据权利要求3所述的门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：还包括一与所述第二单片机相连的868MHZ无线收发组件，用于负责与主站或其它数据采集传输装置的无线通讯。

5.根据权利要求3所述的门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：还包括一与所述第二单片机相连的电力线载波收发组件。

6.根据权利要求3所述的门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：还包括一与所述第二单片机相连的DTMF组件。

7、根据权利要求1所述的门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：所述的数据采集传输装置的工作模式为巡回检测工作模式、报警工作模式、定点报警工作模式或定时巡回检测模式。

8.根据权利要求1所述的门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：所述的主站无线收发装置包括依次相连的接主站计算机USB接口、868M无线收发组件，以及向USB接口、868M无线收发组件供电的交流电源。

9.根据权利要求1所述的门锁远程无线监测报警系统，其特征在于：还包括手持终端，用于现场调试，其通过与所述数据采集传输装置进行红外通讯。

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