CN219626061U - 一种基于物联网的宿舍智能门禁及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种基于物联网的宿舍智能门禁及系统，本实用新型的一种基于物联网的宿舍智能门禁，包括外摆门锁、电控装置、智能识别模块和外部电源，智能识别模块与电控装置信号连接，外部电源为电控装置和智能识别模块提供电能；外摆门锁包括锁体和锁扣，锁体的一端设有可与锁扣形成锁定或解锁状态的锁舌，锁体的另一端设有能够控制锁舌与锁扣往复锁合的拉杆；电控装置包括集成处理模块和电磁传动机构，电磁传动机构与集成处理模块信号连接，电磁传动机构的一端与拉杆固定连接，电磁传动机构通过磁场控制拉杆往复移动。本实用新型的一种基于物联网的宿舍智能门禁系统，包括基于物联网的宿舍智能门禁、室内控制装置和室内控制通断装置。

Description

一种基于物联网的宿舍智能门禁及系统

技术领域

本实用新型涉及门禁技术领域，具体涉及一种基于物联网的宿舍智能门禁及系统。

背景技术

物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。为了适应信息时代的变化和保证校园内部的安全性，基于物联网的校园智能门禁应运而生。校园智能门禁将物联网、识别传感器与门锁有机结合，进而由识别传感器代替钥匙，配以电脑、互联网，实行智能化管理，有效的解决了传统门锁的多种不足。

但目前现有的校园宿舍智能门禁使用一体机搭配电磁锁来实现，不仅智能化升级的成本较高，且在停电时若无后备电源则会失电而导致门锁失效。为了解决上述存在的问题，公开号为CN209785104U的中国专利公开了一种人脸识别宿舍门禁查寝系统，包括门锁、舵机以及人脸识别模块。工作时，舵机带动外摆门锁进行解锁，存在电能耗损大和门锁匹配难的缺点；公开号为CN207558060U的中国专利公开了一种指纹智能宿舍门禁系统，包括电子门锁装置以及进出指纹机，但该方案的在安装时需要更换掉旧门锁，更换成本和耗电量都较高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的第一个目的是：提供一种基于物联网的宿舍智能门禁，该门禁适用于需要各种不同拉力的外摆门锁，解锁成功率和兼容性高，实现了传统门锁与物联网的有机结合，降低改造门禁系统的成本。

本实用新型的第二个目的是：提供一种基于物联网的宿舍智能门禁系统，该门禁系统可以接入多种解锁方式的解锁模块，提升了对宿舍门禁控制的便捷性。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于物联网的宿舍智能门禁，包括外摆门锁、电控装置、智能识别模块和外部电源，智能识别模块与电控装置信号连接，外部电源为电控装置和智能识别模块提供电能；外摆门锁包括锁体和锁扣，锁体的一端设有可与锁扣形成锁定或解锁状态的锁舌，锁体的另一端设有能够控制锁舌与锁扣往复锁合的拉杆；电控装置包括集成处理模块和电磁传动机构，电磁传动机构与集成处理模块信号连接，电磁传动机构的一端与拉杆固定连接，电磁传动机构通过磁场控制拉杆往复移动。

进一步地，电磁传动机构包括电磁铁和连接柱，连接柱的端部安装在电磁铁上，连接柱与拉杆固定连接。

进一步地，检测组件包括干簧管和永磁铁，干簧管设置在与锁体同侧的位置上，并与集成处理模块信号连接，永磁铁设置在和锁扣同侧且与干簧管相对应的位置上。

进一步地，集成处理模块包括主控板，主控板上固设有主控芯片和固态继电器，主控芯片上设有5V电源引脚、GND引脚和输出引脚，固态继电器的第一输出端与5V电源引脚连接，固态继电器的第二输出端连接在电磁铁的正极上，电磁铁的负极与GND引脚连接，固态继电器的第一输入端和第二输入端均与输出引脚连接。

进一步地，集成处理模块还包括二极管，二极管的负极与电磁铁的正极连接，二极管的正极与电磁铁的负极连接。

进一步地，集成处理模块还包括蜂鸣器，蜂鸣器与输出引脚连接。

一种基于物联网的宿舍智能门禁系统，包括基于物联网的宿舍智能门禁，还包括室内控制装置和室内控制通断装置，室内控制装置与集成处理模块信号连接，室内控制通断装置通过室内控制装置控制外摆门锁的开关状态。

进一步地，室内控制装置包括控制芯片和第一通讯单元，控制芯片与第一通讯单元信号连接，控制芯片通过第一通讯单元与室内控制通断装置信号连接，控制芯片的一端连接有内置电源。

进一步地，室内控制通断装置包括单片机，单片机与控制芯片信号连接，单片机外设有外壳，外壳上设有触发件，触发件与单片机信号连接，单片机的一端连接有内置电源。

进一步地，室内控制装置还包括显示屏模块，室内控制装置外设有外壳，显示屏模块设置在外壳上并与学校的信息系统通讯连接。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

一、本实用新型的集成处理模块根据接收到信号来控制电磁传动机构，进而实现对外摆门锁开关状态的控制。电磁传动机构仅在被开门信号触发后才通电驱动电磁传动机构进行工作，功耗较低；传统的门锁与集成处理模块、电磁传动机构相结合，兼容性高且低成本实现宿舍门禁的智能化改造，实现了传统门锁入网，提升了宿舍门禁的安全性及便捷性；在发生故障或停电时，还可以借助原有的外摆门锁使宿舍门保持常闭的安全状态，另外，外摆门锁上有用于机械钥匙开锁的开锁孔，停电时可以通过机械钥匙进行开锁，安全性能高。

二、本实用新型通过干簧管和永磁铁，对宿舍门的打开和闭合进行实时监测，并通过蜂鸣器及软件对学生和宿管进行提醒推送，便于学生和宿管对宿舍门的状况进行掌握，可进一步提高宿舍门禁的安全性能。

三、本实用新型可以接入多种解锁方式的解锁模块，可以通过触摸按钮、手机App或微信小程序控制宿舍门禁开锁，为临时出入人员(如维修人员、保洁人员)分配临时密钥，规避了传统门锁的不便。

附图说明

图1是本实用新型的基于物联网的宿舍智能门禁的示意图；

图2是本实用新型的集成处理模块的示意图；

图3是本实用新型的室内控制装置和室内控制通断装置的示意图；

图4是本实用新型的室内控制装置的内部结构示意图；

图5是本实用新型的室内控制装置和固定支架的结构示意图；

图6是本实用新型的室内控制通断装置的内部结构示意图；

图7是本实用新型的室内控制通断装置的整体放大示意图；

其中：1：外摆门锁，11：锁体，12：锁扣，13：锁舌，14：拉杆，15：开锁孔，2：电控装置，21：主控板，22：主控芯片，221：5V电源引脚，222：GND引脚，223：第一输入引脚，224：第二输入引脚，225：第三输入引脚，226：输出引脚，23：固态继电器，231：第一输出端，232：第二输出端，233：第一输入端，234：第二输入端，24：二极管，25：蜂鸣器，26：电磁铁，261：电磁铁正极，262：电磁铁负极，27：连接柱，3：智能识别模块，4：外部电源，5：检测组件，51：干簧管，52：永磁铁，6：室内控制装置，61：控制芯片，62：第一通讯单元，63：显示屏模块，7：室内控制通断装置，71：单片机，72：触发件，73：LED指示灯，8：固定支架，81：主机连接螺丝孔，82：桌面固定螺丝孔，9：外壳，10：内置电源。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，一种基于物联网的宿舍智能门禁，包括外摆门锁、电控装置、智能识别模块和外部电源，智能识别模块与电控装置信号连接，外部电源为电控装置和智能识别模块提供电能；外摆门锁包括锁体和锁扣，锁体的一端设有可与锁扣形成锁定或解锁状态的锁舌，锁体的另一端设有能够控制锁舌与锁扣往复锁合的拉杆；电控装置包括集成处理模块和电磁传动机构，电磁传动机构与集成处理模块信号连接，电磁传动机构的一端与拉杆固定连接，电磁传动机构通过磁场控制拉杆往复移动。

在本实施例中，智能识别模块采用人脸识别装置，人脸识别装置通过螺丝固定在门上，并通过线路与集成处理模块电性连接，智能识别模块将识别信息转化为电信号发送到集成处理模块中。锁体固设在门的开合边缘，锁扣固设在与锁体，使锁舌与锁扣相对应，锁体内设有可使锁舌恢复位置的复位弹簧，电控装置外设有外壳，外壳的两端均设有安装孔，电控装置的外壳通过螺丝穿过安装孔固定在门上，电磁传动机构通过线路与集成处理模块电性连接，当集成处理模块接收到识别成功的信号时，则会发出指令向电磁传动机构通入电流，电磁传动机构产生磁场，使拉杆控制锁舌缩入锁体内，锁舌与锁扣形成解锁状态；当电磁传动机构没有电流通入时，电磁传动机构产生的磁场消失，拉杆不再被电磁传动机构控制，锁体内的复位弹簧使锁舌弹出，恢复锁舌探出锁体外的状态。宿舍门禁常闭时，集成处理模块会进入低功耗待机模式，电磁传动机构不工作，仅在被开门信号触发后才通电驱动电磁传动机构进行工作，功耗较低。

在本实施例中，电磁传动机构包括电磁铁和连接柱，连接柱的端部安装在电磁铁上，连接柱与拉杆固定连接。

具体的，当电磁传动机构被通入电流时，电磁铁产生磁场，连接柱被吸附在电磁铁上，连接柱拉动拉杆向电磁铁靠近，使锁舌缩入锁体内；当电磁传动机构不通入电流时，电磁铁产生的磁场消失，电磁铁失去对连接柱的磁吸力，在锁体内的复位弹簧的作用下，锁舌从锁体内弹出，锁舌拉动拉杆向电磁铁远离。该电磁传动机构的机械结构简单，电磁铁与外摆门锁直接连接，兼容性高且传动过程单一，可以更好地模拟人手解锁，使得本实用新型的解锁成功率高，对外摆门锁的损耗也较小。

在本实施例中，基于物联网的宿舍智能门禁还包括检测组件，检测组件包括干簧管和永磁铁，干簧管设置在与锁体同侧的位置上，并与集成处理模块信号连接，永磁铁设置在和锁扣同侧且与干簧管相对应的位置上。

干簧管和永磁铁分别固定于门的开合边缘两侧，干簧管通过线路与集成处理模块电性连接，当门闭合时，干簧管受到永磁铁吸引，永磁铁使干簧管内的两片磁簧片接触，进而导通，使得干簧管向集成处理模块输出电信号，表示门处于关闭状态。

如图2所示，集成处理模块包括主控板，主控板上固设有主控芯片和固态继电器，主控芯片上设有5V电源引脚、GND引脚和输出引脚，固态继电器的第一输出端与5V电源引脚连接，固态继电器的第二输出端连接在电磁铁的正极上，电磁铁的负极与GND引脚连接，固态继电器的第一输入端和第二输入端均与输出引脚连接。

在本实施例中，主控芯片采用ESP32-DevKit开发板，主控芯片上还设有第一输入引脚、第二输入引脚和第三输入引脚，GND引脚与外部电源的负极、地线连接，固态继电器的第一输出端通过5V电源引脚与外部电源的正极连接；主控芯片通过与智能识别模块连接接收识别成功的开门信号输入，智能识别模块的继电器公共端连接在第一输入引脚上，智能识别模块的继电器常闭端连接在第二输入引脚上，采用ESP32-DevKit开发板，可以广泛地适配市场上现有的各种智能识别装置，智能识别模块也可以采用人脸识别、指纹识别或密码识别等识别装置，方便后期的采购和升级选配；主控芯片通过与干簧管连接接收外摆门锁锁定或解锁的信息，干簧管的一端连接在GND引脚上，干簧管的另一端连接主控芯片的第三输入引脚上；主控芯片通过与固态继电器连接向固态继电器发出通断信号，固态继电器通过与电磁铁连接控制电磁铁通断；ESP32-DevKit开发板上设有Wi-Fi模块和蓝牙模块，使用者在安装好本实用新型后，可以通过Wi-Fi或蓝牙，在手机APP或微信小程序上获取门禁的锁定或解锁信息，也可以在手机APP或微信小程序上控制外摆门锁开锁。

在本实施例中，集成处理模块还包括二极管，二极管的负极与电磁铁的正极连接，二极管的正极与电磁铁的负极连接。二极管反接，可吸收电磁铁失电瞬间所产生的反向电动势，防止反向电动势导致电源或其他部件损坏。

在本实施例中，集成处理模块还包括蜂鸣器，蜂鸣器与输出引脚连接。主控芯片收到干簧管检测到的信息后，可以通过输出引脚向输出蜂鸣器信息，使蜂鸣器工作，发出声音提醒使用者。

如图3所示，一种基于物联网的宿舍智能门禁系统，包括基于物联网的宿舍智能门禁，还包括室内控制装置和室内控制通断装置，室内控制装置与集成处理模块信号连接，室内控制通断装置通过室内控制装置控制外摆门锁的开关状态。

本宿舍智能门禁系统可以在宿舍内搭配若干个室内控制装置，当有人敲门，可在室内通讯范围内通过室内控制通断装置控制宿舍智能门禁进行解锁，灵活组网，可以接入多种方式的解锁模块，易于控制。

如图4所示，室内控制装置包括控制芯片和第一通讯单元，控制芯片与第一通讯单元信号连接，控制芯片通过第一通讯单元与室内控制通断装置信号连接，控制芯片的一端连接有内置电源。

在本实施例中，控制芯片采用ESP8266开发板，ESP8266开发板上设有Wi-Fi模块，控制芯片通过Wi-Fi模块与主控芯片信号连接，来向主控芯片发送开门的指令，若室内控制通断装置被触发，室内控制通断装置通过第一通讯单元向控制芯片发送开门的指令，控制芯片通过Wi-Fi向主控芯片传输开门的信号，主控芯片将开门的信号定向传输至固态继电器，控制电磁铁产生磁场，使外摆门锁开启。

在本实施例中，室内控制装置还包括显示屏模块，室内控制装置外设有外壳，显示屏模块设置在外壳上并与学校的信息系统通讯连接。

显示屏模块采用LCD显示屏，显示屏模块与控制芯片电性连接，控制芯片通过Wi-Fi模块与学校的信息系统信号连接，采用订阅-发布制方式从学校的信息系统中下载校园楼栋公告、水费电费等信息，或接入第三方软件接收天气预报、日历等信息，并通过SPI通讯控制显示屏更新信息。

如图5所示，在本实施例中，室内控制装置的底部还设有固定支架，固定支架上开设有主机连接螺丝孔和桌面固定螺丝孔，室内控制装置通过螺丝穿过主机连接螺丝孔与固定支架连接，固定支架通过螺丝穿过桌面固定螺丝孔壁挂固定，室内控制装置可以根据不同场景调节安装位置和方向，可以壁挂、放置。

如图6所示，室内控制通断装置包括单片机，单片机与控制芯片信号连接，单片机外设有外壳，外壳上设有触发件，触发件与单片机信号连接，单片机的一端连接有内置电源。

室内控制通断装置可以为触摸按钮、实体按钮或其他感应通断装置，在本实施例中，室内控制通断装置为触摸按钮，单片机上设有第二通讯单元，第一通讯单元和第二通讯单元均采用ZigBee模块，第一通讯单元和第二通讯单元通过ZigBee进行无线通讯，室内控制装置充当ZigBee的网关，ZigBee模块耗电低，使得室内控制装置和室内控制通断装置之间免供电布线，可支持大量网上节点，室内控制装置可以与多个室内控制通断装置进行配对。

如图7所示，室内控制通断装置还包括LED指示灯，LED指示灯设置在外壳的侧壁并与单片机信号连接。触发件被触发，将通过第二通讯单元、第一通讯单元向主控芯片发送开门信号，同时LED指示灯亮起。

在本实施例中，内置电源采用可拆卸电池装置，内置电源包括电池槽和电池，电池槽设置在控制端外壳内并与控制板电连接，电池置于电池槽内部。

本实用新型的一种基于物联网的宿舍智能门禁系统安装步骤如下：

S1：安装外摆门锁、电控装置，将锁扣通过螺丝或胶水固设在门框或墙上，将锁体通过螺丝或胶水固定在门的开合边缘，使锁舌与锁扣相对应；将电控装置的外壳通过螺丝穿过安装孔固定在外摆门锁的一侧，并确保拉杆与连接柱在同一水平线上且固定连接；

S2：安装智能识别模块，将智能识别模块通过螺丝或胶水固设在室外，并通过线管等走线方式电性连接到电控装置上；

S3：安装检测组件，将干簧管固设在与锁体同侧的位置上，并通过线管等走线方式与电控装置信号连接，永磁铁固设在和锁扣同侧且与干簧管相对应的位置上；

S4：连接电源，将外部电源通过5V低压供电线连接到电控装置上；

S5：绑定门禁，通过手机APP或微信小程序通过蓝牙与门禁进行绑定，进行Wi-Fi配网，测试无误后，完成宿舍智能门禁安装；

S6：安装室内控制装置，在室内控制装置上安装好内部电源，将室内控制装置的外壳通过螺丝与固定支架进行连接，测试本装置是否正常工作，测试无误后，通过螺丝或其他固定装置将固定支架固定于室内适当位置；

S7：绑定室内控制装置，通过手机APP或微信小程序将室内控制装置与门禁机进行配对，进行Wi-Fi配网，测试无误后，完成室内控制装置安装；

S8：安装室内控制通断装置，在室内控制通断装置上安装好内部电源，测试室内控制通断装置是否正常工作；

S9：绑定室内控制通断装置，通过手机APP或微信小程序控制室内控制装置和室内控制通断装置进入ZigBee配对模式，进行开门测试。测试无误后，室内控制通断装置安装完成。

本实用新型的工作原理如下：

触发触发件，第二通讯单元通过ZigBee向第一通讯单元发送开门信号，同时LED指示灯亮起，第一通讯单元向控制芯片发送开门信号，控制芯片通过Wi-Fi向主控芯片发送开门信号。

主控芯片在接收到智能识别模块、手机APP或室内控制通断装置发出的开门信号后，或是检测固态继电器接通的电信号后，主控芯片将通过干簧管和永磁铁的状态，判断门的开启与关闭状态，若干簧管没有受到永磁铁的吸引，门处于开启状态，外摆门锁不会动作，且主控芯片将信号发送至蜂鸣器、手机APP，使得蜂鸣器、手机APP工作，向学生以及宿管发送异常警告；若干簧管受到永磁铁的吸引，干簧管即向主控芯片输出电信号，表示门处于关闭状态，主控芯片给固态继电器输出低压信号，控制固态继电器导通，使得电磁铁获得电流产生磁场，将连接柱吸入，带动拉杆移动，使锁舌内锁、外摆门锁打开。在过了预设秒数后，主控芯片控制固态继电器断开，使得电磁铁失电，连接柱失去电磁力，外摆门锁内置复位弹簧将锁舌和拉杆恢复回到原位。

总的说来，本实用新型的集成处理模块根据接收到信号来控制电磁传动机构，进而实现对外摆门锁开关状态的控制。电磁传动机构仅在被开门信号触发后才通电驱动电磁传动机构进行工作，功耗较低；传统的门锁与集成处理模块、电磁传动机构相结合，兼容性高且低成本实现宿舍门禁的智能化改造，实现了传统门锁入网，提升了宿舍门禁的安全性及便捷性；在发生故障或停电时，还可以借助原有的外摆门锁使宿舍门保持常闭的安全状态，另外，外摆门锁上有用于机械钥匙开锁的开锁孔，停电时可以通过机械钥匙进行开锁，安全性能高。本实用新型通过干簧管和永磁铁，对宿舍门的打开和闭合进行实时监测，并通过蜂鸣器及软件对学生和宿管进行提醒推送，便于学生和宿管对宿舍门的状况进行掌握，可进一步提高宿舍门禁的安全性能。本实用新型可以接入多种解锁方式的解锁模块，可以通过触摸按钮、手机App或微信小程序控制宿舍门禁开锁，为临时出入人员(如维修人员、保洁人员)分配临时密钥，规避了传统门锁的不便。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于物联网的宿舍智能门禁，其特征在于：包括外摆门锁、电控装置、智能识别模块和外部电源，智能识别模块与电控装置信号连接，外部电源为电控装置和智能识别模块提供电能；

外摆门锁包括锁体和锁扣，锁体的一端设有可与锁扣形成锁定或解锁状态的锁舌，锁体的另一端设有能够控制锁舌与锁扣往复锁合的拉杆；

电控装置包括集成处理模块和电磁传动机构，电磁传动机构与集成处理模块信号连接，电磁传动机构的一端与拉杆固定连接，电磁传动机构通过磁场控制拉杆往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的宿舍智能门禁，其特征在于：电磁传动机构包括电磁铁和连接柱，连接柱的端部安装在电磁铁上，连接柱与拉杆固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的宿舍智能门禁，其特征在于：检测组件包括干簧管和永磁铁，干簧管设置在与锁体同侧的位置上，并与集成处理模块信号连接，永磁铁设置在和锁扣同侧且与干簧管相对应的位置上。

4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的宿舍智能门禁，其特征在于：集成处理模块包括主控板，主控板上固设有主控芯片和固态继电器，主控芯片上设有5V电源引脚、GND引脚和输出引脚，固态继电器的第一输出端与5V电源引脚连接，固态继电器的第二输出端连接在电磁铁的正极上，电磁铁的负极与GND引脚连接，固态继电器的第一输入端和第二输入端均与输出引脚连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的宿舍智能门禁，其特征在于：集成处理模块还包括二极管，二极管的负极与电磁铁的正极连接，二极管的正极与电磁铁的负极连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的宿舍智能门禁，其特征在于：集成处理模块还包括蜂鸣器，蜂鸣器与输出引脚连接。

7.一种基于物联网的宿舍智能门禁系统，其特征在于：包括权利要求1至6任一项所述的基于物联网的宿舍智能门禁，还包括室内控制装置和室内控制通断装置，室内控制装置与集成处理模块信号连接，室内控制通断装置通过室内控制装置控制外摆门锁的开关状态。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的宿舍智能门禁系统，其特征在于：室内控制装置包括控制芯片和第一通讯单元，控制芯片与第一通讯单元信号连接，控制芯片通过第一通讯单元与室内控制通断装置信号连接，控制芯片的一端连接有内置电源。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的宿舍智能门禁系统，其特征在于：室内控制通断装置包括单片机，单片机与控制芯片信号连接，单片机外设有外壳，外壳上设有触发件，触发件与单片机信号连接，单片机的一端连接有内置电源。

10.根据权利要求7所述的一种基于物联网的宿舍智能门禁系统，其特征在于：室内控制装置还包括显示屏模块，室内控制装置外设有外壳，显示屏模块设置在外壳上并与学校的信息系统通讯连接。