与移动终端通信的门禁主机的制作方法

本实用新型涉及门禁系统的控制技术领域，尤其涉及一种用于移动终端开启门禁系统的门禁主机及通信方法。

背景技术：

随着信息技术以及人类生活水平的日益提高，人们的衣食住行已经离不开形形色色的卡，例如公交卡、银行卡、医疗卡、各种消费场所的会员卡等，这些卡片在提高生活质量和效率的同时，也因为如果这些卡片不随身携带将无法办事带来了诸多不便。尤其是现在大部分住宅小区或者大部分办公以及服务场所基本都安装有门禁系统，一般会在小区或者园区大门、单元门、电梯间或者地下停车场等地方进行安装，这些门禁系统一般是通过刷门禁卡的方式开启，所以门禁卡更是人们缺一不可的通行证。移动互联网的高速发展以及日益普及，智能手机已经成为人们日常生活中随身携带的必需品，所以全球各行各业的服务商都在绞尽脑汁提供智能手机服务，例如移动支付、智能交通、智能家居、智能医疗等不断推出，可以让人们大大减少携带的卡的数量，进而提高生活质量。如何使用手机等移动终端代替原来的门禁卡开启门禁系统，也是现在大家亟待解决的技术问题。

如果在已有使用门禁卡开启门禁系统的相关场合，再安装支持移动终端的新门禁系统时，势必会涉及到新门禁控制器连接电源、接控制线路等工序，而这两个工作由于会触动原有门禁系统的布线，或受到现场施工条件的约束，或受到商业竞争条件的约束，例如原有门禁系统提供商会出于商业目的阻挠施工，或者原有门禁系统的布线并不适合新系统，需要重新布线，而重新布线涉及到水电施工，会带来影响景观、物权变更诸多问题；从而使得新门禁系统项目的推进实施变得非常困难。

所以，在部署兼容原使用门禁卡的新门禁系统过程中，新门禁系统的控制线路布线以及电源供电是当前特别需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种与移动终端通信的门禁主机，从而解决部署兼容原门禁卡的新门禁系统过程中控制线路布线以及电源供电的问题。

本实用新型目的是，提供一种用于与移动终端通信的门禁主机，包括感应线圈，通道切换开关、取放电模块、主机模块以及至少一个RFID授权芯片；

所述感应线圈设置在能够从原门禁系统的RFID读卡器辐射的磁场获取感应电流的地方，并通过导线连接所述通道切换开关，将获取的感应电流输入到所述取放电模块或者所述至少一个RFID授权芯片；

所述主机模块包括微处理器，所述微处理器利用所述取放电模块获取电能；并通过控制线连接所述通道切换开关，控制所述感应线圈与所述取放电模块连接或者与所述至少一个RFID授权芯片连接。

进一步的，所述主机模块还包括无线通信单元，所述无线通信单元连接所述微处理器，所述微处理器控制与所述无线通信单元认证通过的移动终端对应的RFID授权芯片连通所述感应线圈。

具体的，所述无线通信单元通过蓝牙或者WIFI或者声波或者RFID与移动终端进行通信认证；所述微处理器根据移动终端的位置以及用户身份信息选择对应的RFID芯片与所述RFID读卡器通信。

进一步的，所述感应线圈贴装在所述RFID读卡器上。

进一步的，所述微处理器在设定的时间内未检测到所述无线通信单元有认证通过的移动终端时，控制所述感应线圈断开与取放电模块以及与所述至少一个RFID授权芯片的连接。

进一步的，所述取放电模块包括整流桥、DC-DC变换器和电流储存器，所述整流桥的输入端连接所述通道切换开关，所述整流桥的输出端连接所述DC-DC变换器，所述DC-DC变换器的输出端连接所述电流储存器。

进一步的，所述整流桥将所述感应线圈输入的感应电流转换为1-12伏的为直流电压，所述DC-DC变换器将1-12伏的为直流电压调整为恒定的4.5伏电压后输入到所述电流储存器；所述电流储存器为所述主机模块供电。

进一步的，所述电流储存器为充电电池或者超级电容。

进一步的，所述微处理器控制每50ms出现一次2ms的感应通信时间和48ms的感应取电时间，所述感应通信时间是指感应线圈与所述取放电模块断开连接的时间，所述感应取电时间是指所述感应线圈与取放电模块连接的时间。

进一步的，所述通道切换开关包括模拟开关器件。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的用于与移动终端通信的门禁主机是根据现有门禁系统的RFID读卡器在实际使用中不断的往外辐射电磁能量，而实际读RFID卡的时间极短的特点而设计的，在门禁主机中内置已经授权的RFID芯片，实现当有合法用户用一种终端开门时，直接操作内置的RFID授权芯片与RFID读卡器进行刷卡操作而把门打开；本方案在施工时不需要和RFID读卡器连接电源线，也不需要连接信号线，彻底规避了破坏原有RFID门禁系统的风险，也极大的提高了门禁主机的安装施工速度。

附图说明

图1是本实用新型实施例的与移动终端通信的门禁主机结构框图。

图2是本实用新型另一实施例的与移动终端通信的门禁主机结构框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型提供一种用于与移动终端通信的门禁主机，包括感应线圈，通道切换开关、取放电模块、主机模块以及至少一个RFID授权芯片；所述感应线圈设置在能够从原门禁系统的RFID读卡器辐射的磁场获取电能的地方，并通过导线连接所述通道切换开关，将获取的电能输入到所述取放电模块或者所述至少一个RFID授权芯片；所述主机模块包括微处理器，所述微处理器利用所述取放电模块获取电能；并通过控制线连接所述通道切换开关，控制所述感应线圈与所述取放电模块连接或者与所述至少一个RFID授权芯片连接。本实施例中的移动终端可以为手机、平板电脑、PAD等。

如图1所示，为本实用新型实施例的与移动终端通信的门禁主机结构框图，包括感应线圈11，通道切换开关12、取放电模块13、主机模块14以及至少一个RFID授权芯片15；

所述感应线圈11设置在能够从原门禁系统的RFID读卡器10辐射的磁场获取电能的地方，并通过导线连接所述通道切换开关12，将获取的电能输入到所述取放电模块13或者所述至少一个RFID授权芯片15；门禁主机通过通道切换开关12将感应线圈11某一时刻连接到取放电模块13，还是连接到门禁主机内部的RFID芯片15，或者将感应线圈11处于断开状态。主机模块14与移动终端40之间建立无线连接。

当主机模块14通过控制将通道切换开关12的通道0和通道1连接在一起，此时感应线圈11形成闭合回路产生感应电，该状态为感应取电时间；当主机模块14通过控制线将通道切换开关12的通道0和通道2-N中的任意一个通道连接在一起时，该状态为感应通信时间。当门禁主机模块14处于感应通信时间时，但是又没有移动终端开门动作，这个时候通道切换开关12不会将通道0和任何其他通道相连，是感应线圈11处于完全开路状态，该状态正好满足RFID读卡器10与用户原RFID卡20之间的通信使用。

如图2所示，为本实用新型另一实施例的与移动终端通信的门禁主机结构框图，包括感应线圈11，通道切换开关12、取放电模块13、主机模块14以及至少一个RFID授权芯片15。所述主机模块14包括微处理器141和无线通信单元142，所述微处理器141利用所述取放电模块13获取电能；并通过控制线连接所述通道切换开关12，控制所述感应线圈11与所述取放电模块12连接或者与所述至少一个RFID授权芯片15连接；所述主机模块的无线通信单元142通过串口与微处理器141，所述微处理器141控制与所述无线通信单元142认证通过的移动终端对应的RFID授权芯片15连通所述感应线圈11。所述无线通信单142元通过蓝牙或者WIFI或者声波或者RFID与移动终端进行通信认证；所述微处理器141根据移动终端的位置以及用户身份信息选择对应的RFID授权芯片15与所述RFID读卡器10通信。

所述取放电模块13包括整流桥131、DC-DC变换器132和电流储存器133，所述整流桥131的输入端连接所述通道切换开关12，所述整流桥131的输出端连接所述DC-DC变换器132，所述DC-DC变换器132的输出端连接所述电流储存器133。所述整流桥131将所述感应线圈输入的感应电流转换为1-12伏的为直流电压，所述DC-DC变换器132将1-12伏的为直流电压调整为恒定的4.5伏电压后输入到所述电流储存器133；所述电流储存器133通过另一DC-DC变换器134为所述主机模块供电。所述电流储存器为充电电池或者超级电容。

主机模块14上电前，通道切开关12默认是把通道0和通道1连通的，以保证主机模块14进入正常工作前电流储存器133能得到足够充电时间，当电流储存器133电量达到DC-DC变换器134的工作阈值后，DC-DC器件 134将开始工作并输出3.3V或5V的电源，通过该电源对主机模块14的微处理器141、通道切换开关12等进行供电，使主机模块14进入正常的工作状态。

本实用新型根据现有门禁系统的RFID读卡器10在实际使用中不断的往外辐射电磁能量，而实际读RFID卡的时间极短的特点而设计的，小区RFID门禁卡刷卡的设计均符合ISO14443相关标准规范，按照该规范数据通信速率为106Kbit/s，每次交换数据是按照16个字节为一块为单位进行的，也就是每次交换时间为16byte*8/106Kbit/s为1.2ms，考虑到RFID读卡器与RFID卡通信前建立链接时出错导致的重复合计时间在1.5ms内，再结合实际测试，我们将感应通信时间设定为2ms或大于2ms，在这2ms内支持RFID读卡器10与原有RFID卡20供电和交换数据使用，或与门禁主机内部的RFID授权芯片15通信。

根据感应通信时间不低于2ms，结合感应功率平均为40mw，门禁主机待机功率为20mw，最大突发工作时间3s的功率为80mw。假如每10s用手机开一次门，并且保证任何时候原有RFID卡刷卡等待时间不超过50ms，在10s中会有200次RFID感应通信时间供刷RFID卡使用，该时间段内门禁主机不能取电。由此计算可取得电量为（10s-2ms*200）×40mw=384mws，该时段内门禁主机需要使用电量：7s*20mw+3s*80mw=380mws；因此如果按照每50ms出现一次2ms的感应通信时间，48ms的感应取电时间，是既可以满足实际通信感受，又可以满足手机开门正常供电的。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。