专利名称：基于物联网授权id和身份证确认的网络化门禁系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及使用RFID、Zigbee、CAN总线技术的智能化门禁系统，尤其涉及一种基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统。
技术背景随着国民经济的快速发展，市场对智能化门禁系统的需求越来越大，而目前市场上出现的智能化门禁系统虽然能满足一定的市场需求，但在很多技术上还不够完善，主要表现在以下几个方面门禁系统中使用卡片的管理比较繁琐，有各种不同的卡片，如在宾馆中，有宾客卡、系统卡、时间卡、楼栋卡、楼层卡等等，这些卡片种类繁多，给系统的管理带来了不便；联网方式比较死板，没有根据实际情况提出可供选择的设计，比如大多系统使用的是有线联网方式，这就对于建筑现代化改造带来了钻墙打孔的问题，非常不方便
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服现在的门禁系统给用户带来的不便，提供了一种基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统，该系统可以简化对卡片的管理，并按实际情况使用不同的组网方案。是整个系统方便快捷、实时性高。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统，主要由三部分组成，分别是上位机、传送网络和门禁单元，上位机与二代身份证阅读器连接，采用二代身份证作为身份标签，上位机与门禁单元采用Zigbee网络或有线网络连接。所述Zigbee网络包括Zigbee网关，它与上位机通信，Zigbee网关与若干路由器节点通信，各路由器节点间以及各路由器节点则与相应的各门禁单元间相互通信，同时Zigbee网关还与若干相应的门禁单元通信；门禁单元中，将射频识别模块与Zigbee终端节点进行整合，二者共同使用一个MCU。所述上位机通过CAN总线、各协调器节点与相应门禁单元通信，协调器节点与CAN总线控制模块整合，二者共同使用一个MCU。所述上位机联入因特网，实现远程监控。所述协调器节点嵌入Zigbee网关中。本实用新型整个体统分为三大部分上位机、传输网络、门禁单元。整个系统的工作实现流程为在当应用环境布线不方便的情况下，采用无线传输方式，在系统安装调试完成后，当客人要入住酒店时，需要出示身份证进行登记，通过上位机软件控制身份证阅读器将客人信息读取进行登记，提取客人身份证ID号码通过网络发送到Zigbee网关，再经过Zigbee网络传输客人房间的门禁单元中，当客人来到客房门前使用身份证开门，这是门禁单元会读取身份证中的ID号码，并与Zigbee网络传输给它的ID号码进行比对，验证正确后开门允许客人入住，当客人退房是发送命令删除门禁单元中的身份证ID号码，工作人员则事先根据权限发送他们的身份证ID到门禁单元被查。而当应用环境适合布线，则可以采用有线与无线混合的传输方式，这时信息回通过CAN总线在上位机与星形网络的协调器之间进行传输。上位机实现对整个系统的管理，主要有三部分组成管理模块、身份登记、网络通信。管理模块完成酒店的日常工作，包括系统设置、宾客管理、报表查询、状态报警。身份登记模块通过身份证阅读器读取身份证内信息进行登记，并提取出其中的ID信息，通过传输网络传送给下位机门禁单元。身份证阅读器采用武汉精伦二代身份证阅读器，支持身份证阅读与Ml卡读写，提供API程序接口。网络通信模块针对无线传输方式，实现将信息发送到Zigbee网关,并从Zigbee网关提取信息。传输网络，传输网络的传输将根据实际的使用环境进行选取，比如在旧宾馆改造中，就不适合进行布线，在这种情况下，将采用Zigbee组建网状网络，信息从PC机发出后，进入Zigbee网关，网关内节点为整个Zigbee网络的协调器节点，通过这个协调器节点将信息发送给路由节点，通过路由节点的传递将信息传入门禁单元中的终端节点。当应用场合为新建宾馆，这种情况下，可以在建筑过程中进行布线，说以将采用有线无线混合组网的方式，PC机通过控制CAN总线控制模块，将信息发送到CAN总线上，门禁单元中的终端节点与 协调器节点构成星形网络，协调器节点通过控制CAN总线模块实现信息在Zigbee网络与CAN总线上传递，整个系统将由多个星形网络，他们的大脑-协调器节点挂在CAN总线上。门禁单元主要有两部分组成，一部分是Zigbee网络中的终端节点部分,是Zigbee网络信息传递的终点也是信息采集的起点，另一部分为射频识别读写模块，通过读取持卡人的身份证中的ID号码确认是否授权开门。这两部分共用一个MCU，二者通过SPI进行通f目。本实用新型的优点及效果通过本实用新型专利的实施，极其方便了现有宾馆门禁系统的换代升级，特别是对某些历史悠久的宾馆，出于保护的需要，不便打洞布线，而本设计采用的无线组网方式，很方便的解决了这一问题，而对于新建成的宾馆，采用基于CAN总线与Zigbee的混合组网方式，有效的降低了成本，提高了可靠性，采用二代身份证代替了 Ml卡，则从根本上解决了卡片管理繁琐问题，而且由于二代身份证的不可伪造性，大大提高了整个系统的安全性。
图I为系统的总体框图。图2软件功能结构图。图3Zigbee网络的结构图。图4无线传输方式路由节点硬件框图。图5无线与有线混合传输方式。图6星形Zigbee网络协调器节点硬件框图。图7下位机门禁结构图。其中，I.上位机，2. Zigbee网关，3.路由器节点，4.门禁单元，5. 二代身份证阅读器，6. CAN总线，7.协调器节点。
具体实施方式
[0024]
以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。从图I可见，系统由三部分组成上位机控I、传输网络、门禁单元4。上位机I负责对整个智能化门禁系统的监控，是整个系统的大脑。它通过控制二代身份证阅读器5读取顾客的相关信息进行身份登记，并提取客人身份证中的ID号码作为整个认证信息。传输网络是连接上位机I与门禁单元4的传输介质，在具体传输方法上可根据具体的使用环境进行灵活选择，如果布线相对方便，可采用有线无线混合方式进行传输，当布线不方便的时候，采用无线方式进行传输，当客人在前台完成登记后，传输网络将客人身份证的ID号码发送到门禁单元4，门禁单元4有两部分组成，一是作为Zigbee网络的终端节点接受传输网络传输过来的ID号码，二是视频识别模块，当客人来到客房门口时，用身份证开门，这是射频识别模块回读取客人身份证的ID号码，然后门禁单元的MCU会对比传输网络传来的ID号码与射频识别读取的ID号码，进行身份验证，当身份验证成功将开门，并将顾客的操作时间通过网络上传到上位机，如果身份验证失败，上传报警信息。上位机I安装门禁系统控制软件，该软件采用VB编写，如图2所示，其主要有三部 分功能，管理模块实现酒店的日常管理，包括系统设置、宾客管理、报表查询、状态报警四部分，身份登记模块主要完成顾客的信息录入，其驱动二代身份证阅读器，将顾客的姓名、性另IJ、身份证号码、籍贯等信息读取出来写入数据库备案，并将身份证中的ID号码提取出来作为顾客的认证信息。网络通信模块控制上位机I与传输网络的通信，如果是无线有线传输网网络则通过RS232与CAN总线6进行通信，如无线传输网络则要通过TCP/IP协议与Zigbee网关2进行通信。传输网络中的无线传输方式如图3所示，采用Zigbee技术进行无线组网，采用网状拓扑结构，协调器节点7嵌入Zigbee网关2中，Zigbee网关2安装在整个建筑的中心位置，路由器节点3分散分布，安装在楼道的顶部，终端节点嵌入门禁单元4中，安装在宾馆门内。Zigbee路由节点3的硬件结构如图4所示，系统采用TI的CC2530作为节点的核心，其内部嵌入了 Zigbee读写模块，可以直接驱动天线与Zigbee网络中的节点进行通信，考虑到路由接的功耗比较大的问题，采用蓄电池进行供电，真个路由节点互换性强，出现故障可快速置换保证网络通信的顺畅。传输网络的有线布线混合传输方式如图5所示，有线部分采用CAN总线6，CAN总线6上的CAN总线收发模块实现信息在上位机I与CAN总线6上的转换，无线部分由Zigbee终端节点与Zigbee协调器组网星形网络，Zigbee协调器节点内部集成了 CAN总线收发模块，其硬件框图如图6所示。CC2530内部集成的增强型8051将控制CAN总线收发模块完成信息在Zigbee网络与CAN总线上传送，在整个星形网络中，其又作为一个协调器节点完成对整个Zigbee网络的管理。下位机门禁单元4的硬件框图如图I所示，门禁单元4的主控制芯片选用TI的CC2530,这是TI推出的2. 4GHz IEEE802. 15. 4和Zigbee应用的真正片上系统解决方案，将Zigbee RF与增强8051CPU集成在一起并拥有其他强大的功能，尤其其具有四种电源模式PM0 (完全清醒)、PMl (有点瞌睡)、PM2 (半醒半睡)、PM3 (睡得很死)，可以很好的满足下位机门禁模块对低功耗的要求。射频识别芯片将采用飞利浦公司的RC531，为了解决现有的门禁系统中卡片管理比较繁琐这一问题，用二代身份证代替Ml卡，二代身份证符合IS014443Type B标准，根据IS014443Type B标准知读写器与卡片进行通信的流程为复位应答(确认卡片类型)、防冲突机制(应对多卡同时在操作范围情况)、选择卡片(该过程返回被选中卡得ID号码)、三次相互认证(该过程需要密钥)、具体信息通信，尽管读取二代身份证需要公安部一所的解密模块，但ID号码是在密码验证之前就可以获得，所以可 以通过读取二代身份证的ID来进行身份验证。所选的飞利浦的RC531射频识别芯片同时支持IS014443 Type A (Ml卡)和Type B标准，能够满足系统的要求。
权利要求1.一种基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统，主要由三部分组成，分别是上位机、传送网络和门禁单元，其特征是上位机与二代身份证阅读器连接，采用二代身份证作为身份标签，上位机与门禁单元采用Zigbee网络或有线网络连接。
2.根据权利要求I所述的基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统，其特征是所述Zigbee网络包括Zigbee网关，它与上位机通信，Zigbee网关与若干路由器节点通信，各路由器节点间以及各路由器节点则与相应的各门禁单元间相互通信，同时Zigbee网关还与若干相应的门禁单元通信；门禁单元中，将射频识别模块与Zigbee终端节点进行整合，二者共同使用一个MCU。
3.根据权利要求I或2所述的基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统，其特征是所述上位机通过CAN总线、各协调器节点与相应门禁单元通信，协调器节点与CAN总线控制模块整合，二者共同使用一个MCU。
4.根据权利要求I所述的基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统，其特征是所述上位机联入因特网，实现远程监控。
5.如权利要求3所述的基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统，其特征是所述协调器节点嵌入Zigbee网关中。
专利摘要本实用新型公开了一种基于物联网授权ID和身份证确认的网络化门禁系统，该系统可以简化对卡片的管理，并按实际情况使用不同的组网方案。是整个系统方便快捷、实时性高。主要由三部分组成，分别是上位机、传送网络和门禁单元，上位机与二代身份证阅读器连接，采用二代身份证作为身份标签，上位机与门禁单元采用Zigbee网络或有线网络连接。
文档编号G07C9/00GK202534028SQ201220109768
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者周玉, 李希智, 杨玉振, 艾长胜 申请人:济南大学