CN204856668U - 一种基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，包括可见光钥匙模块、客房锁控模块和台账监控模块，客房锁控模块包括可见光检测单元、控制单元、门锁驱动单元、第一无线传输单元，台账监控模块包括第二无线传输单元、控制终端；可见光检测单元与控制单元连接，控制单元与门锁驱动单元连接，控制单元还与第一无线传输单元连接；第二无线传输单元与控制终端连接，第二无线传输单元与第一无线传输单元无线通信。本实用新型通过WIFI将门禁系统连接到后台服务器，实现后台服务器对门禁系统实时地统一管理和安全监测。钥匙信息传输方式采用可见光技术，保证信息在传输过程中的安全性。且客房锁控模块采用无线充电方式提供电能，绿色环保。

Description

一种基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，属于可见光通信、无线物联网和无线充电技术领域。

背景技术

可见光通信技术，是利用LED灯高速调制响应特性，通过控制驱动电流来控制LED灯高速的闪烁实现通信，传输速度现今已经可以达到千兆以上。可见光通信技术不占用频谱带宽，不存在电磁干扰和射频辐射，绿色环保，这具有以往无线通信不可替代的优势。而且可见光通信技术具有高指向性的特点，在短距离通信中具有高保密优势，信息不易被恶意拦截，同时可以对光信号进行特定编码，不易破解；另一方面可见光通信设备成本低，使用便捷，适合大规模普及应用。

物联网技术是一个基于局部网络、互联网或者传统电信网等信息承载体，让所有传感器、控制器或者独立的物理对象实现互联互通，形成人与物、物与物之间互联通信的网络。物联网通过各种通讯网络实现互联互通，提供安全可控实时在线监控、定位追溯、远程操控、安全预警和应急响应等服务功能，实现对终端设备的高效、安全、便捷的操控和管理。传统的物联网一般通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通。

门禁系统是一种出入口门禁安全管理系统，是一种新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别功能和现代安全管理措施为一体，它涉及电子、机械、光学、计算机、通讯等。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施，适用各种机要部门，如银行、机房、军械库、机要室、办公区、智能化小区、工厂等。

现今门禁系统一般的开启方式为：通过门禁磁卡、IC卡、以及射频卡识别开启或通过密码识别开启等。对于应用环境安全性较高的情况下，现今门禁系统存在很大的安全隐患，存在磁卡丢失、密码泄露和恶意破解等情况；并且一类特定门禁系统只对应自己的发送端，在生活中多个门禁系统需要多个发送端，使用非常不方便。另外监管工作存在资源和人员的浪费，不便于系统的安全管理。

无线充电技术，又称作感应充电、非接触式感应充电，利用电感耦合由供电设备将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电量存储单元进行充电，目前无线充电技术在应用中，常用充电电池作为电量存储单元；然而电池具有不环保、成本高、易损耗等缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，将可见光技术、物联网技术和无线充电技术相结合，实现安全性高、智能化、便于统一管理和实时监控的智能物联网锁控系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，包括可见光钥匙模块、客房锁控模块和台账监控模块，所述客房锁控模块包括可见光检测单元、控制单元、门锁驱动单元、第一无线传输单元，所述台账监控模块包括第二无线传输单元、控制终端；所述可见光钥匙模块与可见光检测单元之间可见光通信；可见光检测单元与控制单元连接，控制单元与门锁驱动单元连接，控制单元还与第一无线传输单元连接；所述第二无线传输单元与控制终端连接，第二无线传输单元与第一无线传输单元之间无线通信。

进一步的，所述客房锁控模块还包括无线供电单元，所述无线供电单元给可见光检测单元、控制单元、门锁驱动单元、第一无线传输单元供电。

进一步的，所述客房锁控模块还包括报警单元，所述报警单元与控制单元连接。

优选的，所述可见光钥匙模块为带有闪光灯的手机、或者音频接口带有光发射单元的手机、或者数据接口带有光发射单元的手机。

优选的，所述可见光钥匙模块包括单片机、交互单元、数据编码单元、LED驱动单元、用户ID接口单元，交互单元、数据编码单元、用户ID接口单元分别与单片机连接，LED驱动单元与数据编码单元连接。

优选的，所述第二无线传输单元与第一无线传输单元之间通过WIFI无线通信。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，将可见光通信技术、物联网技术和无线充电技术相结合，实现了一种结构简单、覆盖范围广、安全性高、智能化、人性化、无线供电、便于统一管理和实时监控的智能物联网锁控系统。

2、本实用新型基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，可见光钥匙模块与可见光检测单元之间的信息传输采用可见光通信技术进行编码加密传输，利用可见光的指向性，有效的避免信息在发送过程中被恶意拦截破解的危险，提高了信息传输安全性。

3、本实用新型基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，客房锁控模块响应采用权限控制机制，由台账监控模块鉴权后控制锁控响应；并且采用无线供电，免去电池更换带来的烦恼，系统维护管理方便。

4、本实用新型基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，实现能够用一把可见光钥匙通过多个门禁系统，同时能够实时检测和控制所有连接到物联网上的终端设备状况，并对紧急情况做出反馈处理，极大地提高了物联网门禁系统的安全性和便捷性。

附图说明

图1是本实用新型锁控系统的结构示意图。

图2是本实用新型锁控系统中可见光钥匙模块的第一种实施例图。

图3是本实用新型锁控系统中可见光钥匙模块的第二种实施例图。

图4是本实用新型锁控系统的整体架构图。

图5是本实用新型锁控系统中可见光钥匙模块与客房锁控模块之间的通信协议说明图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

如图1、图4所示，一种基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，包括可见光钥匙模块、客房锁控模块和台账监控模块，其中，客房锁控模块包括可见光检测单元、控制单元、门锁驱动单元、第一无线传输单元、报警单元、无线供电单元，台账监控模块包括第二无线传输单元、控制终端。可见光密钥信息验证过程采用可见光通信技术进行调制加密，保证信息传输过程中的安全保密性。客房锁控模块集合可见光信息检测、无线联网、无线充电超级电容储能和门锁驱动控制一体。台账监控模块负责监控门禁状态，发送控制信息控制门禁动作响应。

可见光钥匙模块用于向可见光检测单元发射可见光，可见光检测单元用于检测并处理可见光后发送至控制单元，控制单元根据接收到的可见光信息，通过第一无线传输单元发送给控制终端，控制终端匹配用户和权限信息反馈给控制单元，控制单元控制门锁驱动单元进行开锁或关锁。

控制单元可由单片机设计实现也可以由嵌入式系统设计实现，总负责对外围模块进行检测和控制。在系统不需要工作时进入低功耗模式，降低系统功耗。当有指令传达时，跳出低功耗模式并控制客房锁控模块进行响应。

可见光检测单元将光信号转换成二进制数字电信号然后传输给控制单元，控制单元对信号首先辨别识别帧头，若果是则进行光钥匙编码匹配来检测此用户是否具有相应的操作权限，若通过则匹配数据指令进行响应操作。

门锁驱动单元连接控制单元，接收控制指令进行开锁、关锁响应。并能对锁舌状态进行监控，响应非正常开锁紧急状态，反馈给控制单元进行紧急状况处理。

第一无线传输单元使各个客房锁控模块作为一个终端设备通过物联网接入台账监控模块，其中客房锁控模块与服务器之间发送数据采用数据帧的形式。数据帧内容包括：客房编号、用户编号、客房锁控响应申请和客房锁控响应使能。客房锁控模块的控制单元能够连接到局域网后台服务器，达到门禁系统实时监控的目的。

无线供电单元专为客房锁控模块供电，使得客房锁控模块免去电池供电需要更换电池和市电供电考虑布线的问题。利用门缝隙间隔，在门和墙体间放置无线充电单元，门闭合状态下是充电状态。电量存储单元采用大容量的超级电容，能够快速大容量充电放电，绿色环保无需更换。

台账监控模块通过无线接入手段接入局域网，可监管控制多个客房锁控模块。台账监控模块接收存储通过路由器转发来的锁控模块信息，将数据帧中用户编号和客房编号进行匹配，作为客房权限控制，根据客房锁控响应申请信息反馈锁控响应使能信息，锁控模块做出响应。

正常处理：锁控模块将自身编号与接收到的密钥发送给台账监控模块，台账监控模块检索数据库进行匹配，若编号与密钥匹配则发送开锁指令，客房开启；异常(破拆)：锁控模块检测到外力对系统进行暴力拆除则发送状态异常信息给台账监控模块，台账监控模块收到异常信号进行相应处理；异常(断电)：锁控模块定时向后台发送联络信息，若台账监控模块超过一定时间没有接收到联络信息则判断为客房锁控电力故障；异常处理(警报处理)：当台账监控模块检测到门禁处于异常状态时自动联络相应处理部门进行紧急处理。

如图2所示，为可见光钥匙模块的第一种实施例图，包括APP光钥匙软件和手机闪光灯。可见光钥匙模块所发送的开锁密钥以数据帧的形式发送，每个数据帧内容包括识别帧头、光钥匙编号和数据指令。识别帧头标明此数据是可见光密钥信息，光钥匙编号标明此钥匙用户身份信息，数据指令标明所需进行的操作如开锁、门禁锁死等。且发送的数据采用二进制码表示，并进行差分曼彻斯特编码，在以可见光信号的形式发送密钥信息时，能够平均光功率和防止数据长连1和0造成接收检测误码。如图3所示，为可见光钥匙模块的第二种实施例图，包括APP光钥匙软件和在音频接口外接光发射单元。密钥发送原理同上。

如图5所示，为本实用新型锁控系统中可见光钥匙模块与客房锁控模块之间的通信协议说明图。可见光钥匙模块与客房锁控模块之间使用单工通信方式，即手机利用闪光灯单向地向门锁控制单元传送密码。密码传送速率不固定，可通过程序设定，以适应不同配置的手机。密码数据以长度可变的帧为单位，帧结构如下表：

帧格式的详细说明如下：

接收过程分为6个状态，分别为：等待、接收数据长、接收数据域、接收校验和和接收结束符状态。接收过程必处于某一状态，当满足特定的条件，接收状态就会进入下一个状态。

客房锁控模块与台账监控模块之间的通信协议如下：控制单元与台账监控模块之间使用半双工通信方式。数据发送以可变长度的帧为单位，帧结构如下表：

帧格式详细说明同上，其中命令字的说明如下：

序号	命令字	命令	命令长度	数据长度
					1	0x01	状态查询	1Byte	1Byte
2	0x02	开门	1Byte	1Byte
					3	0x03	更新密钥	1Byte	N Byte
4	0x04	开门反馈命令	1Byte	2 Byte

命令控制方式详细说明如下：

状态查询命令(0x01)：台账监控模块先向指定地址的门锁控制单元(地址用地址位address标识)发送此命令，指定地址的门锁控制单元接收到命令后根据此时门锁的开关情况向台账监控模块发送状态帧(命令字为0x01)。台账监控模块发送的帧中数据区可为任意数值，单片机发送的状态帧中，用数据区的值标识开关状态。

开门命令(0x02)：台账监控模块先向指定地址的门锁控制单元(地址用地址位address标识)发送此命令，指定地址的门锁控制单元接收到命令后打开客房并反馈操作的成败信息。反馈信息命令字为0x02，数据区的值即为开门的成功与否。

更新密钥命令(0x03)：台账监控模块先向指定地址的门锁控制单元(地址用地址位address标识)发送此命令，数据区即为需要更新的密钥。更新成功后，单片机反馈给台账监控模块更新是否的成功的信息。如失败，则可重新发送更新密钥的命令。

开门反馈命令(0x04)：此命令为单片机单向台账监控模块发送的命令。当客户使用可见光钥匙模块打开门锁后，单片机就向台账发送此命令，数据区为可见光钥匙模块的身份表示码。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，其特征在于：包括可见光钥匙模块、客房锁控模块和台账监控模块，所述客房锁控模块包括可见光检测单元、控制单元、门锁驱动单元、第一无线传输单元，所述台账监控模块包括第二无线传输单元、控制终端；所述可见光钥匙模块与可见光检测单元之间可见光通信；可见光检测单元与控制单元连接，控制单元与门锁驱动单元连接，控制单元还与第一无线传输单元连接；所述第二无线传输单元与控制终端连接，第二无线传输单元与第一无线传输单元之间无线通信。

2.如权利要求1所述基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，其特征在于：所述客房锁控模块还包括无线供电单元，所述无线供电单元给可见光检测单元、控制单元、门锁驱动单元、第一无线传输单元供电。

3.如权利要求1所述基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，其特征在于：所述客房锁控模块还包括报警单元，所述报警单元与控制单元连接。

4.如权利要求1所述基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，其特征在于：所述可见光钥匙模块为带有闪光灯的手机、或者音频接口带有光发射单元的手机、或者数据接口带有光发射单元的手机。

5.如权利要求1所述基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，其特征在于：所述可见光钥匙模块包括单片机、交互单元、数据编码单元、LED驱动单元、用户ID接口单元，交互单元、数据编码单元、用户ID接口单元分别与单片机连接，LED驱动单元与数据编码单元连接。

6.如权利要求1所述基于可见光的物联网宾馆客房锁控系统，其特征在于：所述第二无线传输单元与第一无线传输单元之间通过WIFI无线通信。