CN208013715U - 一种用于普通门禁升级为云门禁的通用物联网智能模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，所述物联网智能模块包括通讯子模块及控制子模块。所述通讯子模块接收云门禁软件平台下发传送的控制信息、配置信息，并把这些信息下发传送给控制子模块，所述通讯子模块同时将控制子模块从已有门禁控制单元获得的卡ID信息、物联网智能模块工作状态信息向上传递到云门禁软件平台。本实用新型所述的物联网智能模块加装到现有普通门禁，并配合手机端客户端、云门禁平台软件就可实现云门禁功能，方便开门，完成普通门禁升级为云门禁的改造，通过这种改造实现跨小区或跨地域的多个门禁云端控制、管理、设备或用户数据分析和挖掘功能，同时也可实现门禁安全数据的收集和服务。

Description

一种用于普通门禁升级为云门禁的通用物联网智能模块

技术领域

本实用新型涉及一种基于物联网技术的门禁升级改造技术模块，尤其涉及一种无需更换原有门禁，通过加装该物联网智能模块，在兼容原门禁功能同时，实现云门禁升级。

背景技术

物联网技术即IOT(Internet Of Things)技术，是实现万物互联的技术，它通过传感器技术、无线通信技术等实现万物感知和互联。物联网实现万物互联，小型化，嵌入化，通讯可靠性是其重要特点之一。

门禁设备是各类社区、学校重要安防设备，传统门禁设备的开门方式是通过钥匙、门卡。门禁的管理由各社区的物业负责，门禁是不同厂商提供。门禁是以小区为单位管理，门禁数据互不相同，门禁数据没有统一管理，呈现孤岛。为提升门禁管理效率，满足各类政府或安全部门对公共门禁数据管理的要求，门禁互联化需求迫切，但是为了实现互联，或者手机控制等，传统厂商的解决方案是必须安装有线网络门禁，这样对于大多数社区来讲有很多事实困难，比如：价格问题，小区网络布设条件等。本发明中考虑到公共安全管理对门禁网络化管理需求，以及小区在安装新门禁方面的困难，提出了基于物联网技术，利用在各类门禁设备中内嵌小型模块，方便实现门禁互联升级，不但门禁原有功能仍然保留，而且将刷卡数据，手机控制开门数据都传输到门禁云平台，实现数据统一管理，全覆盖。与其它门禁升级方式相比，第一次用内嵌模块方式，实现对绝大多数门禁的无缝物联网升级功能。

实用新型内容

本实用新型提出了一种用于普通门禁升级为云门禁的通用物联网智能模块，无需更换原有门禁，通过将该物联网智能模块嵌入原有门禁，在兼容原门禁功能同时，实现云门禁升级。

目前，社区、校园、商务楼、旅游景点、展览馆等各种公共通道管理都使用门禁设备，门禁主要类型有单体刷卡门禁，电控锁刷卡门禁，可视对讲刷卡一体化门禁，本发明/实用新型就是为设计一种通用模块，解决所有这些门禁的互联云门禁升级问题。

本实用新型提供了一种用于普通门禁升级为云门禁的通用物联网智能模块，所述物联网智能模块包括智能模块单元，所述智能模块单元包括通讯子模块和控制子模块，所述通讯子模块包括射频复用信道和射频信道切换芯片，所述通讯子模块包括嵌入式微控制器、鉴权芯片、协议转换器、Flash存储器、锁控芯片。

所述的射频复用信道，包括LORA射频信道、NBIOT射频信道、2G/3G/4G射频信道，均与所述射频信道切换芯片连接，NBIOT信道天线采用工作频率为900MHz和1800MHz射频天线，LORA信道天线采用工作频率为433MHz射频天线，2G/3G/4G信道使用2G/3G/4G天线。

所述射频信道切换芯片，轮流在LORA、NBIOT、2G/3G/4G 3个信道间切换信道，并检测信道的信号强度RSSI，然后选择信号强度最强信道进行通讯。当信道信号强度相同时，优先选择2G/3G/4G信道。LORA、NBIOT、2G/3G/4G分别基于不同的通讯标准通讯，所以信号相关性不大，一般来说总有某个信道信号比较好，从而保证通信的可靠性。

所述嵌入式微控制器至少用以：

通过射频信道，向上传递物联网智能模块信息，同时接收云平台软件发来的控制命令，实现门禁平台和物联网智能模块的信息交互；

直接控制所述锁控芯片，无需借助原门禁的控制方式，就控制门锁打开；

负责加密生成或读取鉴权芯片中的物联网智能模块ID加密身份信息；

接收所述协议转换器输出的转换后生成的原门禁刷卡ID数据，并经过处理后存入所述的FLASH存储器。

所述鉴权芯片中含有物联网智能模块ID号加密信息。每个模块均有ID号，ID号经过加密后加密ID存放在模块FLASH存储器中，所述物联网智能模块连入门禁云平台时，平台软件需要模块提供此加密ID，以证明模块身份，如不通过身份鉴权，该模块将无法接入平台。

所述的用于普通门禁升级为云门禁的通用物联网智能模块，其特征在于，为实现门禁云平台对所有门禁数据的管理，物联网智能模块嵌入已有门禁后，已有门禁刷门禁卡功能仍可使用，刷卡时，通过所述协议转换器，可将已有门禁的RS485接口，或者USB接口，或者维根接口输出的ID号，转换成串门输出的ID号格式，然后输入到模块的微控制器芯片中，通过射频通道，传输到云门禁平台。

本实用新型无需更换原有门禁，一方面原门禁卡仍可使用，并支持门禁刷卡功能，通过所述物联网智能模块中的协议转换器将刷卡输出的基于不同硬件协议格式的ID卡号转换成物联网智能模块可接收的串口格式ID卡号；另一方面利用所述物联网智能模块实现了门禁的云门禁升级功能，支持手机开门功能。最终为门禁云平台统一管理已有刷卡方式数据、手机开门数据提供可能，实现通道开门数据全覆盖管理。

附图说明

图1是物联网智能模块单元示意图

图2是单体门禁情况下物联网智能模块控制方式示意图

图3是单体门禁嵌入物联网智能模块改造示意图

图4是电控锁情况下物联网智能模块控制方式示意图

图5是电控锁嵌入物联网智能模块改造示意图

图6是可视化对讲情况下物联网智能模块控制方式示意图

图7是可视化对讲机嵌入物联网智能模块改造示意图

图8是物联网智能模块和原门禁连接示意图

图9是物联网智能模块防潮的防护方式示意图

具体实施方式

以下将结合图2～图9对本实用新型提供的用于普通门禁升级为云门禁的通用物联网智能模块进行详细的描述，其为本实用新型一可选的实施例，认为，本领域的技术人员在不改变本实用新型精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

本实用新型提供了一种用于普通门禁升级为云门禁的通用物联网智能模块，至少包括LORA、NBIOT、2G/3G/4G射频复用信道、射频信道切换芯片、嵌入式微控制器、鉴权芯片、协议转换器、Flash存储器、锁控芯片。

所述射频复用信道，综合使用了3种IOT技术常用的标准通信方式，包括LORA射频信道、NBIOT射频信道、2G/3G/4G射频信道，均与所述射频信道切换芯片连接，NBIOT信道天线采用工作频率为900MHz和1800MHz射频天线，LORA信道天线采用工作频率为433MHz射频天线，2G/3G/4G信道使用2G/3G/4G天线。

所述射频信道切换芯片，轮流在LORA、NBIOT、2G/3G/4G 3个信道间切换信道，并检测信道的信号强度RSSI，然后选择信号强度最强信道进行通讯。当信道信号强度相同时，优先选择2G/3G/4G信道。LORA、NBIOT、2G/3G/4G分别基于不同的通讯标准通讯，所以信号相关性不大，一般来说总有某个信道信号比较好，从而保证通信的可靠性。

所述嵌入式微控制器至少用以：

负责通过射频信道，向上传递物联网智能模块信息，同时下载从云平台软件发来的控制命令，实现门禁平台和物联网智能模块的交互通信；负责加密生成或读取鉴权芯片中的物联网智能模块ID加密身份信息；负责门锁控制。

本实用新型适用于所有主流门禁产品类型，改造方便，适用性广。图2～图7分别介绍了三种主流门禁的物联网智能模块改造方式：

图2是单体门禁情况下物联网智能模块控制方式示意图，图3是单体门禁嵌入物联网智能模块改造示意图。单体刷卡式门禁使用范围最广，如图模块由于尺寸很小，所以直接嵌入单体门禁内，电源使用门禁原有的交流供电，经模块上的交直流变压器变成直流电对模块供电。单体门禁刷卡后的ID通过USB、维根、RS485接口协议输出，通过如图8所示接线插座输入模块上协议转化器，经转换后变成串口协议输出后输入嵌入式微控制器处理。嵌入式微控制器通过模块上的锁控芯片直接控制门锁，无需借助原门禁控制电路，实现对门的独立控制；

图4是电控锁情况下物联网智能模块控制方式示意图，图5是电控锁嵌入物联网智能模块改造示意图。电控锁门禁使用也很广，如图模块由于尺寸很小，所以直接嵌入电控锁内，电源使用电控锁原有的交流供电，经模块上的交直流变压器变成直流电对模块供电。电控锁刷卡后的ID通过USB、维根、RS485接口协议输出，通过如图8所示接线插座输入物联网智能模块上协议转化器，经转换后变成串口协议输出后输入嵌入式微控制器处理。嵌入式微控制器通过模块上的锁控芯片直接控制门锁，无需借助原门禁控制电路，实现对门的独立控制；

图6是是可视化对讲情况下物联网智能模块控制方式示意图，图7是是可视化对讲机嵌入物联网智能模块改造示意图。可视对讲在新小区高楼使用普遍，如图模块由于尺寸很小，所以直接嵌入可视对讲机内，电源使用可视对讲机原有的交流供电，经模块上的交直流变压器变成直流电对模块供电。可视对讲机刷卡后的ID通过USB、维根、RS485接口协议输出，通过如图8所示接线插座输入模块上协议转化器，经转换后变成串口协议输出后输入嵌入式微控制器处理。嵌入式微控制器通过模块上的锁控芯片直接控制门锁，无需借助原门禁控制电路，实现对门的独立控制。

所述鉴权芯片中含有物联网智能模块ID号加密信息。每个模块均有ID号，ID号经过加密后加密ID存放在模块FLASH存储器中，模块连入门禁云平台时，平台软件需要模块提供此加密ID，以证明模块身份，如不通过身份鉴权，该模块将无法接入平台。

图8为物联网智能模块和原门禁连接示意图，图中的接线插座用于原门禁设备与物联网智能模块间的信号交互，信号主要涉及原门禁刷卡输出ID信息，兼容可能的USB、RS485、维根硬件协议，共采用了10根信号线以及GND地；涉及嵌入式微控制器输出的对锁控芯片控制信息，共采用2根信号线；涉及外部供电线1根。

图9为物联网智能模块防潮示意图，所述物联网智能模块嵌入在各种类型门禁的主机内，为了保证潮湿天气或外壳渗水情况下，模块能正常工作，防潮外壳采用塑料外壳，将模块电路板插入外壳中，内部灌入防水胶，干燥后即可达到防水效果。接线插座露于外部，用于与原门禁设备进行信号连接。

综上所述，本实用新型至少具备以下有益效果：

1、所述物联网智能模块适用于多种类型门禁升级改造，适用面广，改造方便、快捷，而且无需额外拉电，无需额外布设通信网络线路和设备，节省人力和费用；

2、所述物联网智能模块无需对原有门禁作任何改造，在原门禁传统刷卡的开门方式上就可增加手机控制开门方式，为广大社区传统门禁整体升级为云门禁提供可能性；

3、所述物联网智能模块充分考虑了无线通信与有线通信相比，存在的可靠性问题，使用了LORA、NBIOT、2G/3G/4G多模通信方式，而且可根据信号RSSI好坏，无缝切换通信方式，使得门禁控制更加可靠；

4、所述物联网智能模块既保留了原有门禁的刷卡功能，又升级了门禁的手机控制门禁功能，同时将门卡刷卡信息、手机开门信息向上传递到云门禁后台，实现开门数据全覆盖，有利于云门禁管理方式在行业中快速推广和发展，从而实现门禁大数据管理的新型商业模式的落地。

Claims (8)

1.一种用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，其特征在于所述物联网智能模块包括通讯子模块和控制子模块，所述通讯子模块包括射频复用信道和射频信道切换芯片，所述通讯子模块包括嵌入式微控制器、鉴权芯片、协议转换器、Flash存储器、锁控芯片。

2.如权利要求1所述的用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，其特征在于所述射频复用信道，包括LORA射频信道、NBIOT射频信道、2G/3G/4G射频信道，均与所述射频信道切换芯片连接，NBIOT信道天线采用工作频率为900MHz和1800MHz射频天线，LORA信道天线采用工作频率为433MHz射频天线，2G/3G/4G信道使用2G/3G/4G天线。

3.如权利要求2所述的用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，其特征在于，所述物联网智能模块嵌入原有门禁中，利用模块中微控制器控制锁控芯片，使用原有门禁控制门禁电子锁，实现原有门禁升级为云门禁的改造。

4.如权利要求3所述的用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，其特征在于，为实现门禁云平台对所有门禁数据的管理，所述的物联网智能模块嵌入已有门禁后，已有门禁刷门禁卡功能仍可使用，刷卡时，通过所述协议转换器，可将已有门禁的RS485接口，或者USB接口，或者维根接口输出的ID号，转换成串门输出的ID号格式，然后输入到模块的微控制器芯片中，通过射频通道，传输到云门禁平台。

5.如权利要求4所述的用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，其特征在于所述射频信道切换芯片，用于检测射频复用LORA、NBIOT、2G/3G/4G3个信道的信号强度，然后选择信号强度最强信道进行通讯，信号强度一样时优先选择2G/3G/4G信道。

6.如权利要求5所述的用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，其特征在于所述嵌入式微控制器，通过射频信道，向上传递模块信息，同时接收云平台软件控制命令下发传送，实现云门禁平台和物联网智能模块的信息交互。

7.如权利要求6所述的用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，其特征在于，所述鉴权芯片中含有物联网智能模块身份ID加密信息，所述物联网智能模块连入门禁云平台时，平台软件需要提供此信息进行模块身份鉴权，不通过不允许模块接入。

8.如权利要求7所述的用于普通门禁升级为云门禁的物联网智能模块，其特征在于，所述锁控芯片无需借助原门禁的控制方式，直接由所述嵌入式微控制器控制。