CN203433573U - 基于ZigBee技术的门禁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于门禁系统领域，涉及一种基于ZigBee技术的门禁装置，包括门体、红外感应器、ZigBee模块、电控锁以及控制器，其特征在于门体的把手内置有红外感应器及ZigBee模块，红外感应器通过信号线与ZigBee模块连接，所述ZigBee模块与控制器无线连接，所述门体上还设有电控锁，所述电控锁通过信号线与控制器相连。本实用新型采用的是ZigBee无线通信协议，可以免去繁冗的工程布线工作，降低出现问题时的排查难度；还采用了近距离无接触的发射式红外感应开关原理，省去了先按开关再将门禁打开的操作，节省了开门时间，同时由于不需要按压出门开关，也提高了出门系统的使用寿命；且采用了低成本的ZigBee无线通信协议和反射式红外感应光电开关硬件，在成本上也不会有明显的增加。

Description

基于ZigBee技术的门禁装置

[技术领域]

本实用新型属于门禁系统领域，涉及一种基于ZigBee技术的无线红外感应门禁出门装置。

[背景技术]

出入口门禁系统，顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用。目前门禁系统的进和出一般都是分两种机制来管理，进门系统一般连接有读卡器，电控锁则作为门禁系统的动作执行部件，进门需要采用设置权限式的刷卡方式，而出门一般没有权限要求。门禁系统的出门方案一般有两种实现方式：

一种是只需要按一下墙壁上的出门开关，就可以触发电控锁将门打开。如图1所示，主要包括以下几部分：电源，读卡器，出门开关，电控锁，控制器，管理终端，控制器通过485总线和PC管理终端相连接，读卡器，出门按钮，电控锁都连接到控制器，控制器内部使用单片机来做系统的核心控制芯片，控制器通过接收读卡器和出门按钮的信号，从而对电控锁发出相应的开门指令。在门两侧的墙壁上安装有一个出门开关，该出门开关会用两根线连接到门禁上方的控制器上，当需要出门的时候，只需要用手按一下门侧边的出门开关，门禁就会打开，之后用手去拉门的把手，就可以出门了。

首先，出门开关通常分布在门的两侧，用两PIN线把出门开关直接连接到门禁控制系统的电控锁的正负极上，该种出门方式，需要将墙壁凿开，将出门开关的接线布置到墙壁里面，所以这种方式的布线工作很是费时费力，同时由于连接线是走在墙壁里面的，出问题的时候排查问题也比较困难，而且机械连线的方式，必然造成出门开关的使用寿命减短；

其次，每次出门的时候，都需要先在门的侧边墙壁上按一下出门开关，然后再拉门的把手，才能出门，有一点麻烦。此种出门方式还有一个问题，就是当出门人员手上拿满东西，没法空出一只手来按出门开关的话，就需要将手里的东西放下来，将门打开后，再将东西分步的拿出去，或者找别人帮忙将门打开，再出门，造成出门的不方便。

另一种出门方式就是采用人体热释电红外传感器，当有人出现在门的传感器感应范围内，门禁将会自动打开。该种方式的门禁出门系统不仅在成本上比较高，而且经常会出现反应不灵敏的现象，甚至造成夹人事件。而且该种方式的出门系统只适合用于双开门，不适用于一些办公室的单扇门。

[发明内容]

本实用新型的目的在于解决上述需要先按出门开关，之后才能打开门的不便，提出一种不需要复杂的墙壁布线工程和手动按开关，将近距离的红外感应光电技术与ZigBee无线技术进行结合，实现直接用手去拉门的把手，即可打开门禁的方法，从而提升用户体验。

为了实现上述目的，设计一种基于ZigBee技术的门禁装置，包括门体、红外感应器、ZigBee模块、电控锁以及控制器，其特征在于所述门体的把手内置有红外感应器及ZigBee模块，所述红外感应器通过信号线与ZigBee模块连接，所述ZigBee模块与控制器无线连接，所述门体上还设有电控锁，所述电控锁通过信号线与控制器相连。当人需要出门的时候，只需要用手去拉门的把手，在手还没有接触到门把手的时候，红外感应器感应到手的靠近，这个时候门上方的电控锁就会自动打开，当手接触到门把手的时候，就可以直接拉开门了；当需要出门的人手里拿满东西的时候，只需要让自己的皮肤或者非黑色的衣物等靠近门的把手，之后就能听到电控锁打开的声音，这样一个人也可以靠身体推开门，不需要旁人的帮助。

上述红外感应器是通过内设的发射端和接收端实现红外感应操作的，所述发射端采用由红外发射二极管与调制器相串联构成的调制和发射一体结构，接收端采用由光电三极管、放大器及解调器相串联构成的接收、放大、解调一体结构，所述接收端的输出脚通过信号线与ZigBee模块信号接收端相连，所述发射端与接收端及ZigBee模块分别通过稳压电路与供电电池连接。

所述控制器内部核心模块为单片机，所述单片机上分别设有ZigBee模块、锁控输出模块以及电源输入模块，所述ZigBee模块的信号接收端与门把手内置的ZigBee模块的信号发射端进行无线通信连接，所述ZigBee模块的信号发射端通过信号线连接与锁控输出模块的信号输入端相连，所述锁控输出模块的信号输出端通过信号线与电控锁的信号输入端相连；所述电源输入模块包括控制器电源输入和锁控电源输入模块，分别于外部电源连接。

在单片机上还设有读卡输入模块，所述读卡输入模块的信号输入端与外部RFID读卡器相连接，所述读卡输入模块的信号输出端与锁控输出模块的信号输入端相连，与ZigBee模块红外感应结合，实现双重开门模式。

所述控制器内还设有RS485接口，通过所述RS485接口连接到电脑PC端构成管理终端。

为提高红外感应器的灵敏度，还可在门体的把手外层包覆有高透光率材料层。

与现有技术相比，本实用新型采用的是ZigBee无线通信协议，可以免去繁冗的工程布线工作，降低出现问题时的排查难度；本实用新型还采用了近距离无接触的发射式红外感应开关原理，省去了先按开关再将门禁打开的操作，节省了开门时间，同时由于不需要按压出门开关，也提高了出门系统的使用寿命。另外，ZigBee是一种低功耗，低成本的无线通信协议，而反射式红外感应光电开关的硬件成本也是很低的，因此在成本上也不会有明显的增加。

[附图说明]

图1为现有技术的门禁出门装置图示。

图2为本实用新型的门禁出门感应端结构示意图。

图3为感应端内部细节图示。

图4为控制器内部模块图示。

[具体实施方式]

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

本实用新型中的门禁装置是基于ZigBee技术以及红外感应技术而开发的，从其硬件结构上看，如图2-4所示，包括门体、红外感应器、ZigBee模块、电控锁以及控制器，其中红外感应器及ZigBee模块内置在门体的把手内，ZigBee模块与控制器无线连接，电控锁安装于门体的上方，并通过信号线与控制器相连。其中：

门体把手内的结构如图3所示。首先，红外感应器内设有发射端和接收端，所述发射端采用由红外发射二极管与调制器相串联构成的调制和发射一体结构，接收端采用由光电三极管、放大器及解调器相串联构成的接收、放大、解调一体结构，利用被检测物体对红外光束的反射，由同步回路选通而检测物体的有无，该检测对所有能反射光线的物体均可适用，因此不会限制只有人的手掌才能打开出门的门禁。当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号，当红外信号经接收头解调后，数据“0”和“1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上。

红外感应器的使用需结合门体的把手外层包覆的高透光率材料层，这样才能使红外线发射出来，并能准确的被检测物反射回去，从而被红外接收端接收。

再将所述接收端的输出脚通过信号线与ZigBee模块信号接收端相连，实现红外感应器与ZigBee模块的连接；当红外感应器一旦收到有人准备去触摸门把手开门的时候，就会触发一个开关信号给ZigBee模块，ZigBee模块收到信号后会将信息通过无线传输给控制器。

最后，所述发射端、接收端以及ZigBee模块分别通过稳压电路与供电电池连接，进行供电如图2所示。

控制器的内部模块图如图4所示，所述控制器内部核心模块为单片机，所述单片机上分别设有ZigBee模块、锁控输出模块以及电源输入模块，所述ZigBee模块的信号接收端与门把手内置的ZigBee模块的信号发射端进行无线通信连接，所述ZigBee模块的信号发射端通过信号线连接与锁控输出模块的信号输入端相连，所述锁控输出模块的信号输出端通过信号线与电控锁的信号输入端相连；当门把手里面的ZigBee模块接收到开关信号，ZigBee模块就会通过无线方式告知控制器里面的ZigBee模块，控制器里面的ZigBee模块在收到信息后，会给锁控输出模块一个控制信号，从而将电控锁打开。所述电源输入模块包括控制器电源输入和锁控电源输入模块，分别于外部电源连接，其中锁控电源是12V，控制器使用的是单片机，需要的电源一般是5V和3.3V。

作为优化，在控制器的单片机上还设有读卡输入模块，将读卡输入模块的信号输入端与外部RFID读卡器相连接，所述读卡输入模块的信号输出端与锁控输出模块的信号输入端相连。当用户使用门禁卡去刷读卡器的时候，读卡器会将读取到的数据传输到读卡输入模块，和系统设置的用户权限匹配，如果是授权过的门禁卡，那么读卡输入模块就会给锁控输出模块一个打开电控锁的指令，这样外面的人就可以通过读卡器刷卡方式进入到室内。

所述控制器内安装RS485接口，通过所述RS485接口连接到电脑PC端构成管理终端，用于查看所有打开门禁的用户信息。

Claims (6)

1.一种基于ZigBee技术的门禁装置，包括门体、红外感应器、ZigBee模块、电控锁以及控制器，其特征在于所述门体的把手内置有红外感应器及ZigBee模块，所述红外感应器通过信号线与ZigBee模块连接，所述ZigBee模块与控制器无线连接，所述门体上还设有电控锁，所述电控锁通过信号线与控制器相连。 

2.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的门禁装置，其特征在于所述红外感应器内设有发射端和接收端，所述发射端采用由红外发射二极管与调制器相串联构成的调制和发射一体结构，接收端采用由光电三极管、放大器及解调器相串联构成的接收、放大、解调一体结构，所述接收端的输出脚通过信号线与ZigBee模块信号接收端相连，所述发射端与接收端及ZigBee模块分别通过稳压电路与供电电池连接。 

3.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的门禁装置，其特征在于所述控制器内部核心模块为单片机，所述单片机上分别设有ZigBee模块、锁控输出模块以及电源输入模块，所述ZigBee模块的信号接收端与门把手内置的ZigBee模块的信号发射端进行无线通信连接，所述ZigBee模块的信号发射端通过信号线连接与锁控输出模块的信号输入端相连，所述锁控输出模块的信号输出端通过信号线与电控锁的信号输入端相连；所述电源输入模块包括控制器电源输入和锁控电源输入模块，分别于外部电源连接。 

4.如权利要求3所述的一种基于ZigBee技术的门禁装置，其特征在于所述单片机上还设有读卡输入模块，所述读卡输入模块的信号输入端与外部RFID读卡器相连接，所述读卡输入模块的信号输出端与锁控输出模块的信号输入端相连。 

5.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的门禁装置，其特征在于所述控制器内还设有RS485接口，通过所述RS485接口连接到电脑PC端构成管理终端。 

6.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的门禁装置，其特征在于所述门体的把手外层包覆有高透光率材料层。 

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