本发明属于多功能智能门禁领域，是一种基于云服务技术的集成了视频监控，远程媒体发布，环境感知与空气净化，门禁实时控制，智能防盗于一体的智能门禁系统。
技术背景
在当前高速发展的社会中，人民的焦点就越来越集中在室内安全，环境安全以及食品安全问题上，传统门禁管理方式，也随着国内门禁系统的安全性，先进性和稳定性要求的提高，注定被先进的智能设备淘汰。为解决此类问题，在食堂会安装视频监控，在人口密集的场所都会安装空气净化机，在家庭还有室内门禁等等终端设备，但是这些产品在门禁系统中属于落后的门禁管理方式,这些设备无法实时监控室内外情况，安全性不能完全保证，并且门禁没有很强的实时性，视频监控没有联网并不是实时监控，对于媒体发布，不是实时联网更新的，并且每个客户不能随心上传自己想播放的视频到设备上，或者说对空气净化而言，功能比较单一，而且占用空间大，功能很受限制。
技术实现要素：
本发明针对现有设备和系统的不足，设计出了一种基于云媒体的多功能智能空净门禁防盗一体机，包括实时视频监控，森林级空气净化，实时环境感知，即时媒体发布和电子相框等功能。
一种基于云媒体的多功能智能空净门禁防盗一体机，包括无线路由器系统、屏幕显示系统、android主板系统、空气净化系统、单片机控制系统、门禁控制系统；
所述的空气净化系统为独立的系统，门禁模块和单片机相连，wifi探头模块通过android板上的串口和android板通信，随时控制门禁，屏幕显示系统通过lvds屏线接口与android处理器主板相连，单片机控制系统通过串行接口与android处理器主板系统相连，客户端软件与云平台交互控制android处理器主板系统来控制单片机系统，单片机从而控制门禁模块，软件系统运行于android处理器平台和单片机控制系统，运行在android处理器平台上的软件完成的主要功能有：与云服务器保持长连接，实时接受客户端软件的控制并将控制信号发送给单片机控制门禁，实时从串口获取wifi探头信息并将控制信号发送给单片机控制门禁，与云端服务器的交互，客户媒体或者图片的即时更新、播放，向单片机控制系统查询温度、温度、pm2.5，并且显示温度、湿度、pm2.5，从网络获取天气信息和时间信息显示在屏幕上，运行于单片机控制系统的软件完成的功能主要有：向android处理器系统发送环境数据，接收android端门禁控制信号控制门禁；
所述android处理器主板系统指的是带有全志a20处理器的的微型计算机主板，并搭载android操作系统，该板卡上全志a20处理器分别与存储器，内存芯片，网卡，声卡，显示接口，usb接口，串行接口相连；接通电源后，全志a20处理器从存储器加载android系统到内存中运行，然后通过网卡连接路由器从互联网云端服务器下载媒体视频，通过显示屏和声卡播放视频，并且android处理器通过串行接口与单片机控制系统通信，获取环境参数数据显示到显示屏上，wifi探头采集模块通过串口和android主板相连；在andorid处理器上运行的应用软件采用kotlin语言编写，android处理器主板启动后，应用软件自动启动运行；
所述单片机控制系统由电源模块，串行接口，pm2.5传感器模块，温湿度传感器模块，stm32f103vct6控制器模块构成；
电源模块包括5v电压转换电路和3.3v电压转换电路；
5v电压转换电路，包括电源管理芯片u1lm2596s、第一极性电容c1、第二极性电容c2、第一电感l1和稳压二极管d1；第一极性电容c1的正极与电源管理芯片u1lm2596s的1引脚连接并接12v电源，第一极性电容c1的负极与电源管理芯片u1lm2596s的3引脚、电源管理芯片u1lm2596s的5引脚、稳压二极管d1的阳极、第二极性电容c2的负极接地，电源管理芯片u1lm2596s的4引脚与第一电感l1的一端、第二极性电容c2的正极连接并作为电压输出端vcc5.0。电源管理芯片u1lm2596s的2引脚与第一电感l1的另一端、稳压二极管d1的阴极连接；
3.3v电压转换电路，包括第一滤波电容c4、第三极性电容c3、电源管理芯片u2lm1117、第四极性电容c5、第二滤波电容c6和第一发光二极管ds1，第一滤波电容c4的一端与第三极性电容c3的正极、电源管理芯片u2lm1117的3引脚连接并接电压输出端vcc5.0，第一滤波电容c4的另一端与第三极性电容c3的负极、电源管理芯片u2lm1117的1引脚、第四极性电容c5的负极、第二滤波电容c6的一端、第一发光二极管ds1的阴极连接并接地，电源管理芯片u2lm1117的2引脚与第四极性电容c5的正极、第二滤波电容c6的另一端、第一发光二极管ds1的阳极连接并作为vcc3.3电压输出端；
温度湿度模块连接电路，包括第三滤波电容c9、第九电阻r9、温度湿度模块u4；所述的温度湿度模块u4的型号为dth11；
温度湿度模块u4的第1脚连接第三滤波电容c9的一端并且连接3.3v电源，第三滤波电容c9的另一端连接地，温度湿度模块u4的第2脚与第九电阻r9的一端连接，第九电阻r9的另一端接3.3v电源；温度湿度模块u4的第3脚与温度湿度模块u4的第4脚连接并接地；
pm2.5模块的电路连接电路，包括第五极性电容c8、第十一电阻r11、pm2.5模块p1；所述的pm2.5模块p1的型号为夏普第一代pm2.5模块；
pm2.5模块p1的第1脚与第十一电阻r11的一端、第五极性电容c8的正极连接；第十一电阻r11的另一端接5v电源，第五极性电容c8的负极接地；pm2.5模块p1的第2脚与pm2.5模块p1的第4脚连接并接地；pm2.5模块p1的第6脚接5v电源；
单片机控制系统stm32vct6芯片的连接电路，包括：第十三匹配电容c13、第十四匹配电容c14、第十七匹配电容c17、第十八匹配电容c18、第十九匹配电容c19、第十六电阻电阻r16、第二十二电阻rl1、第一晶振y1、第二晶振y2、按键开关k1、led灯led1、第一控制芯片u3，所述的第一控制模块u3的型号为stm32f103c8t6；
第一控制芯片u3stm32f103c8t6的7脚与第十六电阻电阻r16的一端、按键开关k1的一端、第十四匹配电容c14的一端连接，按键开关k1的另一端与第十四匹配电容c14的另一端连接并接地，第十六电阻r16的另一端接vcc3.3。第一控制芯片u3stm32f103c8t6的5脚与第一晶振y1的一端、第十三匹配电容c13的一端连接，第一晶振y1的另一端与第十七匹配电容c17的一端、第一控制芯片u3stm32f103c8t6的6脚连接，第十三匹配电容c13的另一端与第十七匹配电容c17的另一端连接并接地，第一控制芯片u3stm32f103c8t6的3脚与第二晶振y2的一端、第十八匹配电容c18的一端连接，第二晶振y2的另一端与第十九匹配电容c19的一端、第一控制芯片u3stm32f103c8t6的4脚连接，第十八匹配电容c18的另一端与第十九匹配电容c19的另一端连接并接地，第一控制芯片u3stm32f103c8t6的1脚、24脚、36脚、48脚、9脚接3.3v。23脚、35脚、47脚、8脚、20脚、44脚接地。27脚、28脚、2脚接第二十二电阻rl1的一端，第二十二电阻rl1的另一端接led灯led1的阴极，led灯led1的阳极接3.3v。32脚、33脚、38脚、25脚、26脚、40脚悬空。第一控制芯片u3stm32f103c8t6的30脚31脚接串口的2、3脚。串口uart1的1脚接3.3v，4脚接地。第一控制芯片u3stm32f103c8t6的34、37脚接排针swd的2、3脚。swd的1脚接地，4脚接3.3v。
有益效果：本发明集成了实时视频监控，空气净化，即时环境监测，即时媒体发布，实时智能门禁防盗多个功能，网络通畅的情况下，甚至能够在毫秒级别开锁，还解决了当前媒体发布终端无法网络交互导致的媒体文件不能实时更新问题,无法实时监控室外情况的问题，并且可以实时检测pm2.5，温度，温度环境情况，显示到屏幕上，从客户端手机软件上，可以实时监测机器监控的录像,设备上还会显示今日天气和湿度，对客户而言，出门可以提前做预备措施。实现了一机多用，占用空间小，维护简单，并且可以实时更新需要发布的媒体视频，高稳定高可靠高实时性的门禁控制系统。
附图说明
图1为本发明结构框图；
图2为本发明android处理器主板系统结构框图
图3为本发明系统软件的流程图；
图4为本发明单片机控制系统5v电压转换电路图；
图5为本发明单片机控制系统3.3v电压转换电路图；
图6为本发明单片机控制系统温度湿度模块连接电路图；
图7为本发明单片机控制系统pm2.5模块的电路连接电路图；
图8为本发明单片机控制系统stm32vct6芯片的连接电路图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明更进一步的详细说明。
如图1所示，一种基于云媒体的多功能智能空净门禁防盗一体机的结构框，包括：无线路由器系统，屏幕显示系统，android主板系统，空气净化系统，单片机控制系统，门禁控制系统；
所述的空气净化系统为独立的系统，门禁模块和单片机相连，wifi探头模块通过android板上的串口和android板通信，随时控制门禁，屏幕显示系统通过lvds屏线接口与android处理器主板相连，单片机控制系统通过串行接口与android处理器主板系统相连，客户端软件与云平台交互控制android处理器主板系统来控制单片机系统，单片机从而控制门禁模块，软件系统运行于android处理器平台和单片机控制系统，运行在android处理器平台上的软件完成的主要功能有：与云服务器保持长连接，实时接受客户端软件的控制并将控制信号发送给单片机控制门禁，实时从串口获取wifi探头信息并将控制信号发送给单片机控制门禁，与云端服务器的交互，客户媒体或者图片的即时更新、播放，向单片机控制系统查询温度、温度、pm2.5，并且显示温度、湿度、pm2.5，从网络获取天气信息和时间信息显示在屏幕上，运行于单片机控制系统的软件完成的功能主要有：向android处理器系统发送环境数据，接收android端门禁控制信号控制门禁；
如图2所示，所述android处理器主板系统指的是带有全志a20处理器的的微型计算机主板，并搭载android操作系统，该板卡上全志a20处理器分别与存储器，内存芯片，网卡，声卡，显示接口，usb接口，串行接口相连；工作过程：接通电源后，全志a20处理器从存储器加载android系统到内存中运行，然后通过网卡连接路由器从互联网云端服务器下载媒体视频，通过显示屏和声卡播放视频，并且android处理器通过串行接口与单片机控制系统通信，获取环境参数数据显示到显示屏上，wifi探头采集模块通过串口和android主板相连；在andorid处理器上运行的应用软件采用kotlin语言编写，android处理器主板启动后，应用软件自动启动运行；
所述单片机控制系统由电源模块，串行接口，pm2.5传感器模块，温湿度传感器模块，stm32f103vct6控制器模块构成；
电源模块包括5v电压转换电路和3.3v电压转换电路；
如图4所示，单片机控制系统5v电压转换电路图，包括：电源管理芯片u1lm2596s、第一极性电容c1、第二极性电容c2、第一电感l1和稳压二极管d1；第一极性电容c1的正极与电源管理芯片u1lm2596s的1引脚连接并接12v电源，第一极性电容c1的负极与电源管理芯片u1lm2596s的3引脚、电源管理芯片u1lm2596s的5引脚、稳压二极管d1的阳极、第二极性电容c2的负极接地，电源管理芯片u1lm2596s的4引脚与第一电感l1的一端、第二极性电容c2的正极连接并作为电压输出端vcc5.0。电源管理芯片u1lm2596s的2引脚与第一电感l1的另一端、稳压二极管d1的阴极连接；
如图5所示，单片机控制系统3.3v电压转换电路图，包括：第一滤波电容c4、第三极性电容c3、电源管理芯片u2lm1117、第四极性电容c5、第二滤波电容c6和第一发光二极管ds1，第一滤波电容c4的一端与第三极性电容c3的正极、电源管理芯片u2lm1117的3引脚连接并接电压输出端vcc5.0，第一滤波电容c4的另一端与第三极性电容c3的负极、电源管理芯片u2lm1117的1引脚、第四极性电容c5的负极、第二滤波电容c6的一端、第一发光二极管ds1的阴极连接并接地，电源管理芯片u2lm1117的2引脚与第四极性电容c5的正极、第二滤波电容c6的另一端、第一发光二极管ds1的阳极连接并作为vcc3.3电压输出端；
如图6所示，单片机控制系统温度湿度模块连接电路图，包括：第三滤波电容c9、第九电阻r9、温度湿度模块u4；所述的温度湿度模块u4的型号为dth11；
温度湿度模块u4的第1脚连接第三滤波电容c9的一端并且连接3.3v电源，第三滤波电容c9的另一端连接地，温度湿度模块u4的第2脚与第九电阻r9的一端连接，第九电阻r9的另一端接3.3v电源；温度湿度模块u4的第3脚与温度湿度模块u4的第4脚连接并接地；
如图7所示，单片机控制系统pm2.5模块的电路连接电路图，包括：第五极性电容c8、第十一电阻r11、pm2.5模块p1；所述的pm2.5模块p1的型号为夏普第一代pm2.5模块；
pm2.5模块p1的第1脚与第十一电阻r11的一端、第五极性电容c8的正极连接；第十一电阻r11的另一端接5v电源，第五极性电容c8的负极接地；pm2.5模块p1的第2脚与pm2.5模块p1的第4脚连接并接地；pm2.5模块p1的第6脚接5v电源；
如图8所示，单片机控制系统stm32vct6芯片的连接电路图，包括：第十三匹配电容c13、第十四匹配电容c14、第十七匹配电容c17、第十八匹配电容c18、第十九匹配电容c19、第十六电阻电阻r16、第二十二电阻rl1、第一晶振y1、第二晶振y2、按键开关k1、led灯led1、第一控制芯片u3，所述的第一控制模块u3的型号为stm32f103c8t6；
第一控制芯片u3stm32f103c8t6的7脚与第十六电阻电阻r16的一端、按键开关k1的一端、第十四匹配电容c14的一端连接，按键开关k1的另一端与第十四匹配电容c14的另一端连接并接地，第十六电阻r16的另一端接vcc3.3。第一控制芯片u3stm32f103c8t6的5脚与第一晶振y1的一端、第十三匹配电容c13的一端连接，第一晶振y1的另一端与第十七匹配电容c17的一端、第一控制芯片u3stm32f103c8t6的6脚连接，第十三匹配电容c13的另一端与第十七匹配电容c17的另一端连接并接地，第一控制芯片u3stm32f103c8t6的3脚与第二晶振y2的一端、第十八匹配电容c18的一端连接，第二晶振y2的另一端与第十九匹配电容c19的一端、第一控制芯片u3stm32f103c8t6的4脚连接，第十八匹配电容c18的另一端与第十九匹配电容c19的另一端连接并接地，第一控制芯片u3stm32f103c8t6的1脚、24脚、36脚、48脚、9脚接3.3v。23脚、35脚、47脚、8脚、20脚、44脚接地。27脚、28脚、2脚接第二十二电阻rl1的一端，第二十二电阻rl1的另一端接led灯led1的阴极，led灯led1的阳极接3.3v。32脚、33脚、38脚、25脚、26脚、40脚悬空。第一控制芯片u3stm32f103c8t6的30脚31脚接串口的2、3脚。串口uart1的1脚接3.3v，4脚接地。第一控制芯片u3stm32f103c8t6的34、37脚接排针swd的2、3脚。swd的1脚接地，4脚接3.3v。
输入的12v电源经过电源管理芯片u1lm2596s进行降压稳压，输出5v电源，为pm.5模块供电并作为3.3v转换的源电源。5v电源经过电源管理芯片u2lm1117转换到3.3v为控制芯片stm32f103c8t6进行供电。温湿度模块dht11将检测到的温湿度值通过第二引脚传送到控制芯片stm32f103c8t6，pm2.5模块将检测到的pm2.5模拟值传送到控制芯片stm32f103c8t6，由控制芯片stm32f103c8t6对温湿度值进行处理、将pm2.5模拟值转换为实际中的pm2.5值，并将处理所得的温湿度值、pm2.5值通过串口发送给android处理器系统。门禁模块采用基于32位技术的门禁控制器与控制芯片stm32f103c8t6相连。android处理器主板与控制芯片stm32f103c8t6、麦克风、摄像头、空气净化系统和屏幕显示系统相连。android处理器主板将控制芯片stm32f103c8t6上传的温湿度、pm2.5等信息显示在屏幕上，麦克风将采集到的声音信息通过android处理器主板的mic接口发送给android处理器系统，摄像头将采集到的图像经过usb接口发送给android处理器系统，android处理器系统将声音信息和图像信息进行算法分析，做出不同的响应通过屏幕显示系统显示出来。android处理器通过串口获取wifi探头信息，进行算法分析确认身份并将门禁控制信号发送给控制芯片stm32f103c8t6对门禁模块进行控制。
在andorid处理器上运行的应用软件采用kotlin语言编写，android处理器主板启动后，应用软件自动启动运行，进入闪屏页，然后联网检查软件更新，第一次使用机器要初始化，需要输入用户的账号密码和机器编号，登录成功即可从服务端获取需要下载的媒体(视频或者图片)，下载完毕后开始播放，同时，android板从单片机获取环境数据显示到屏幕上。应用软件包含了3个界面，分别为开机闪屏页，用户登录界面，媒体播放界面(包括环境信息，天气信息，时间显示)，其余功能页面，都在媒体播放界面的基础上，通过alertbuidler构建，如人脸识别和信息注册界面，留言界面。开机闪屏页的实现方式是将闪屏页需要的文件保存在软件的asset文件夹下，软件启动后，先读取asset文件下的logo.mp4文件，构建uri对象，使用videoview解析并且播放。用户登录界面的实现方式是使用一个textview组件显示提示信息，三个edittext组件分别输入用户名，密码输入，机器id输入，一个button组件用于提交数据，提交后由后台返回json数据，成功登录即可进入播放界面。播放界面上面使用linearlayout包含5个textview，使用权重分配内存的方式分配显示空间，环境数据通过开启一个service一直读取串口信息，读取到串口信息后判断格式，进而判断串口环境信息的类型，通过发送自定义广播，播放界面注册广播接收者，接收到信号后，提取数据并显示，其他功能采用多线程编程，1.视频下载是通过另开子线程从服务器后去最新视频信息，如果发现视频有更新，就从服务器下载视频，下载完成后保存到sqlite数据库中，然后提醒显示的界面重新从数据库读取最新播放信息进行播放信息显示界面，另外会开辟一个线程和服务器实时连接，一旦视频信息发生改变，主动提醒客户端下载，达到实时视频更新的功能，2.当客户端从手机打开软件进行监控，服务器接收到信号后提醒机器采集视频信息，通过长连接传送到服务器，服务器将视频转发到客户的手机上达到视频监控的功能，当然可以选择性的开启离线监控，服务端会保存近30分钟内的监控视频，3.开启子线程当客户从客户端点击开锁按钮，服务端收到信号，马上通知机器，机器下发指令到单片机，单片机控制门禁模块进行开锁，4.开启子线程读取wifi探头上的信息，实时监控是否有房间主人经过，如果连续监测到主人手机信号经过，推送消息到客户端手机，手机可以选则开门，将会自动进行开门操作，当然，可以不用推送就自动开门，这是可以设置的，一旦开门了，就会发送开门信息到服务器，服务器转发消息推送到客户手机上提醒客户们已开了，实现防盗功能，进一步增加室内安全。
如图3所示，首先播放开机logo，进入闪屏页，然后联网检查软件更新，第一次使用机器要初始化，需要输入用户的账号密码和机器编号，登录成功即可从服务端获取需要下载的媒体(视频或者图片)，下载完毕后开始播放，同时，android板从单片机获取环境数据显示到屏幕上。应用软件包含了3个界面，分别为开机闪屏页，用户登录界面，媒体播放界面(包括环境信息，天气信息，时间显示)，其余功能页面，都在媒体播放界面的基础上，通过alertbuidler构建，如人脸识别和信息注册界面，留言界面。开机闪屏页的实现方式是将闪屏页需要的文件保存在软件的asset文件夹下，软件启动后，先读取asset文件下的logo.mp4文件，构建uri对象，使用videoview解析并且播放。用户登录界面的实现方式是使用一个textview组件显示提示信息，三个edittext组件分别输入用户名，密码输入，机器id输入，一个button组件用于提交数据，提交后由后台返回json数据，成功登录即可进入播放界面。播放界面上面使用linearlayout包含5个textview，使用权重分配内存的方式分配显示空间，环境数据通过开启一个service一直读取串口信息，读取到串口信息后判断格式，进而判断串口环境信息的类型，通过发送自定义广播，播放界面注册广播接收者，接收到信号后，提取数据并显示，其他功能采用多线程编程，1.视频下载是通过另开子线程从服务器后去最新视频信息，如果发现视频有更新，就从服务器下载视频，下载完成后保存到sqlite数据库中，然后提醒显示的界面重新从数据库读取最新播放信息进行播放信息显示界面，另外会开辟一个线程和服务器实时连接，一旦视频信息发生改变，主动提醒客户端下载，达到实时视频更新的功能，2.当客户端从手机打开软件进行监控，服务器接收到信号后提醒机器采集视频信息，通过长连接传送到服务器，服务器将视频转发到客户的手机上达到视频监控的功能，当然可以选择性的开启离线监控，服务端会保存近30分钟内的监控视频，3.开启子线程当客户从客户端点击开锁按钮，服务端收到信号，马上通知机器，机器下发指令到单片机，单片机控制门禁模块进行开锁，4.开启子线程读取wifi探头上的信息，实时监控是否有房间主人经过，如果连续监测到主人手机信号经过，推送消息到客户端手机，手机可以选择开门，将会自动进行开门操作，当然，可以不用推送就自动开门，这是可以设置的，一旦开门了，就会发送开门信息到服务器，服务器转发消息推送到客户手机上提醒客户门已开了，实现防盗功能，进一步增加室内安全。