一种具有电源线载波电路的无线门禁系统的制作方法

本实用新型属于门禁系统领域，尤其涉及一种具有电源线载波电路的无线门禁系统。

背景技术：

目前，如图1、6所示，门禁刷卡机是门禁系统的一部分，整套系统包含：刷卡机、按钮开关、门锁、电源变压器,门禁刷卡机基本原理是：当射频卡靠近刷卡机时，射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个IC串联协振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC协振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到一定值时，将卡内数据发射到刷卡机，刷卡机上的集成线圈接收到信号后，通过信号放大处理传送给主控芯片，经处理后通过载波电路传送给后端设备，电源载波原理：电源线上有规律的去扰动电源，然后再通过运算放大器放大扰动的信号，然后再通过比较器获得所扰动的脉冲时间，然后再通过单片机读出时间，来确定数据，现有技术存在前端接线复杂，目前门禁普遍采用9线制输出，实际安装过程中，接线过于复杂，会增加接线的难度，操作过程中易造成设备短路，由于接线错误造成设备损坏的，还有现有技术前端信号线对地会开锁，从而让刷卡设备形同虚设，即使不带卡，打开前端面板，通过简单的方式可以打开门锁，安装门锁反而增加安全隐患，外接线圈，线圈是明装外漏式，影响整体美观，通过传统的绕制线圈，电感量变化不一，感应灵敏度大小不一致，由于线圈线径太细，在安装操作的过程中容易损坏问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种具有电源线载波电路的无线门禁系统，以解决上述背景技术中现有技术存在前端接线复杂，目前门禁普遍采用9线制输出，实际安装过程中，接线过于复杂，会增加接线的难度，操作过程中易造成设备短路，由于接线错误造成设备损坏的，还有现有技术前端信号线对地会开锁，从而让刷卡设备形同虚设，即使不带卡，打开前端面板，通过简单的方式可以打开门锁，安装门锁反而增加安全隐患，外接线圈，线圈是明装外漏式，影响整体美观，通过传统的绕制线圈，电感量变化不一，感应灵敏度大小不一致，由于线圈线径太细，在安装操作的过程中容易损坏问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本实用新型提供一种具有电源线载波电路的无线门禁系统，包括电源电路，其特征在于，所述门禁系统还包括载波发送电路和载波解析电路；

所述载波发送电路用于将数据载波信号发送至电源电路输出的门禁供电回路；

所述载波解析电路用于接收电源电路输出的门禁供电回路上的数据载波信号。

进一步，所述电源电路的门禁电源输出端正极经一串接的限流电阻(R0)连接于门禁供电回路。

进一步，所述电源电路的输出端正极连接于限流电阻(R0)的一端，所述限流电阻(R0)的另一端连接于载波发送电路的电源端和载波解析电路的电源端，所述电源电路的接地端连接于载波发送电路和载波解析电路的接地端。

进一步，所述载波发送电路包括三极管驱动电路，所述三极管驱动电路包括电阻(R101～R102)、二极管(D101)、三极管(Q101)；

所述数据载波信号输出端(P1)输出于电阻(R102)的一端和三极管(Q101)的基极，所述电阻(R102)的另一端接电源电路的数字电源端，所述三极管(Q101)的发射极连接于电阻(R101)的一端，所述电阻(R101)的另一端连接于二极管(D101)的正极，所述二极管(D101)的负极连接于限流电阻(R0)的一端，所述限流电阻(R0)的另一端连接于门禁电源输出端正极，所述三极管(Q101)的集电极接地。

进一步，所述载波解析电路包括低通滤波电路、保护电路、放大电路、比较电路，所述门禁电源输出端正极输出于电阻(R0)的一端，所述电阻(R0)的另一端输出于低通滤波电路的输入端，所述低通滤波电路的输出端连接于包括电路的输入端，所述保护电路的输出端连接于放大电路的输入端，所述放大电路的的输出端连接于比较电路的输入端，所述比较电路的输出端连接于数据载波信号输出端(P2)。

进一步，所述低通该滤波电路包括电容(C202)和电阻(R202),所述保护电路包括二极管(D201～D202)，所述100倍放大电路包括运放(T201)和电阻(R203～R204),所述比较电路电阻(R205～R211)、比较器(T202)、电容(C204～C205)；

所述门禁电源输出端正极输出于电阻(R0)的一端，所述电阻(R0)的另一端输出于电阻(R201)的一端，所述电阻(R201)的另一端输出于滤波电容(C201)的一端和隔直电容(C206)的一端，所述滤波电容(C201)的另一端接地，所述隔直电容(C206)的另一端输出于电阻(R202)的一端、二极管(D201)的负极、二极管(D202)的正极、运放(T201)的正向偏置输入端，所述电阻(R202)的另一端接地，所述二极管(D201)的正极接地，二极管(D202)的负极接地，所述运放(T201)的负向偏置输入端连接于电阻(R203)的一端和电阻(R204)的一端，所述电阻(R203)的另一端接地，所述运放(T201)的输出端输出于电阻(R204)的另一端和隔直电容(C203)的一端，所述隔直电容(C203)的另一端输出于电阻(R205)的一端，所述电阻(R205)的另一端输出于电阻(R206)、比较器(T202)的正输入端、电阻(R209)的一端、所述电阻(R210)的一端，所述电阻(R209)的另一端接地，所述电阻(R206)的另一端连接于电阻(R207)的一端、电阻(R208)的一端、电容(C204)的一端、电容(C205)的正极、比较器(T202)的负输入端，所述电阻(R207)的另一端接地，电阻(R208)的另一端接电源电路的数字电源端，所述电容(C204)的一端接地，所述电容(C205)的负极接地，所述比较器(T202)的输出端输出于电阻(R210)的另一端、电阻(R211)的一端、数据载波信号输出端(P2)，电阻(R211)的另一端接地。

进一步，所述限流电阻(R0)的阻值为22欧姆。

进一步，所述门禁系统还包括射频信号读取电路，所述射频信号读取电路包括一个射频天线，所述射频天线环绕沿印制板边缘环绕印制于印制板。

一种电源线载波电路，其特征在于，包括载波发送电路，所述载波发送电路用于将数据载波信号发送至电源电路输出的门禁供电回路；

所述载波发送电路包括三极管驱动电路，所述三极管驱动电路包括电阻(R101～R102)、二极管(D101)、三极管(Q101)；

所述数据载波信号输出端(P1)输出于电阻(R102)的一端和三极管(Q101)的基极，所述电阻(R102)的另一端接电源电路的数字电源端，所述三极管(Q101)的发射极连接于电阻(R101)的一端，所述电阻(R101)的另一端连接于二极管(D101)的正极，所述二极管(D101)的负极连接于限流电阻(R0)的一端，所述限流电阻(R0)的另一端连接于门禁电源输出端正极，所述三极管(Q101)的集电极接地。

一种电源线载波电路，其特征在于，包括载波解析电路，所述载波解析电路用于接收电源电路输出的门禁供电回路上的数据载波信号；

所述载波解析电路包括低通滤波电路、保护电路、放大电路、比较电路，所述低通该滤波电路包括电容(C202)和电阻(R202),所述保护电路包括二极管(D201～D202)，所述100倍放大电路包括运放(T201)和电阻(R203～R204),所述比较电路电阻(R205～R211)、比较器(T202)、电容(C204～C205)；

所述门禁电源输出端正极输出于电阻(R0)的一端，所述电阻(R0)的另一端输出于电阻(R201)的一端，所述电阻(R201)的另一端输出于滤波电容(C201)的一端和隔直电容(C206)的一端，所述滤波电容(C201)的另一端接地，所述隔直电容(C206)的另一端输出于电阻(R202)的一端、二极管(D201)的负极、二极管(D202)的正极、运放(T201)的正向偏置输入端，所述电阻(R202)的另一端接地，所述二极管(D201)的正极接地，二极管(D202)的负极接地，所述运放(T201)的负向偏置输入端连接于电阻(R203)的一端和电阻(R204)的一端，所述电阻(R203)的另一端接地，所述运放(T201)的输出端输出于电阻(R204)的另一端和隔直电容(C203)的一端，所述隔直电容(C203)的另一端输出于电阻(R205)的一端，所述电阻(R205)的另一端输出于电阻(R206)、比较器(T202)的正输入端、电阻(R209)的一端、所述电阻(R210)的一端，所述电阻(R209)的另一端接地，所述电阻(R206)的另一端连接于电阻(R207)的一端、电阻(R208)的一端、电容(C204)的一端、电容(C205)的正极、比较器(T202)的负输入端，所述电阻(R207)的另一端接地，电阻(R208)的另一端接电源电路的数字电源端，所述电容(C204)的一端接地，所述电容(C205)的负极接地，所述比较器(T202)的输出端输出于电阻(R210)的另一端、电阻(R211)的一端、数据载波信号输出端(P2)，电阻(R211)的另一端接地。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型电源载波让设备更稳定，功能范围更广，大大节省接线线路，使得现有9线接线柱变为4线接线柱，电源载波解决单机刷卡门禁门外短路设备易开门现象，使得真正意义上安全门禁系统。

2、刷卡感应线圈集成在PCB板上，降低了线圈绕制过程中不统一电感量，更重要的是大大降低了原材料成本，更环保。

附图说明

图1是本实用新型一种具有电源线载波电路的无线门禁系统的系统模块图；

图2是本实用新型一种具有电源线载波电路的电源线载波电路的模块图；

图3是本实用新型一种具有电源线载波电路的电源线载波电路和电源电路的模块图；

图4是本实用新型一种具有电源线载波电路的载波发送电路的电原理图；

图5是本实用新型一种具有电源线载波电路的载波解析电路的电原理图；

图6是本实用新型一种具有电源线载波电路的系统功能图；

图7是本实用新型一种具有电源线载波电路的射频信号读取电路的天线结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

图中：1-电源电路，2-载波发送电路，3-载波解析电路，4-低通滤波电路，5-保护电路，6-放大电路，7-比较电路，8-射频信号读取电路，9-天线，R0-限流电阻，R101～R102-电阻，D101-二极管，Q101-三极管，P1-数据载波信号输出端，C202-电容，R202-电阻，D201～D202-二极管，T201-运放，R203～R204-电阻，R205～R211-电阻，T202-比较器，C204～C205-电容。

实施例：

本实施例包括：如图2所示，一种具有电源线载波电路的无线门禁系统，包括电源电路1，所述门禁系统还包括载波发送电路2和载波解析电路3；

所述载波发送电路2用于将数据载波信号发送至电源电路1输出的门禁供电回路；

所述载波解析电路3用于接收电源电路1输出的门禁供电回路上的数据载波信号。

如图3所示，所述电源电路1的门禁电源输出端正极经一串接的限流电阻R0连接于门禁供电回路。

所述电源电路1的输出端正极连接于限流电阻R0的一端，所述限流电阻R0的另一端连接于载波发送电路2的电源端和载波解析电路3的电源端，所述电源电路1的接地端连接于载波发送电路2和载波解析电路3的接地端。

如图4所示，所述载波发送电路2包括三极管驱动电路，所述三极管驱动电路包括电阻R101～R102、二极管D101、三极管Q101；

所述数据载波信号输出端P1输出于电阻R102的一端和三极管Q101的基极，所述电阻R102的另一端接电源电路1的数字电源端，所述三极管Q101的发射极连接于电阻R101的一端，所述电阻R101的另一端连接于二极管D101的正极，所述二极管D101的负极连接于限流电阻R0的一端，所述限流电阻R0的另一端连接于门禁电源输出端正极，所述三极管Q101的集电极接地。

单片机内部通过定时器输出不同时间的脉冲到三极管Q101的基级，当高脉冲的时候Q101导通产生电流，此电流信号经过R101耦合到+12V电源线上，当脉冲为低电平的时候Q101停止导通，瞬间会有一个截止电流信号经过R101耦合到+12V电源线上，所以只要通过开关Q101产生电流就能对+12V电源电压产生微弱的扰动信号，此信号还原后就是Q101基级的输入信号+12V是电源输入，任何输出功率不小于5W电压+12V的电源都可以，R0是载波发送模块和载波解析模块的限流电阻，D101是防止电源正负级接反的保险，C101，C103为滤波电容，C102为+5V输出储能电容，T1为+5V输出的三端稳压器，Q101为NPN型的开关三极管，R102是上拉电阻为三极管充分导通提供能量，R101为限流电阻同时也是信号耦合电阻。

如图5所示，所述载波解析电路3包括低通滤波电路4、保护电路5、放大电路6、比较电路7，所述门禁电源输出端正极输出于电阻R0的一端，所述电阻R0的另一端输出于的低通滤波电路4输入端，所述低通滤波电路4的输出端连接于包括电路的输入端，所述保护电路5的输出端连接于放大电路6的输入端，所述放大电路6的的输出端连接于比较电路7的输入端，所述比较电路7的输出端连接于数据载波信号输出端P2。

如图5所示，所述低通该滤波电路包括电容C202和电阻R202,所述保护电路5包括二极管D201～D202，所述100倍放大电路6包括运放T201和电阻R203～R204,所述比较电路7电阻R205～R211、比较器T202、电容C204～C205；

所述门禁电源输出端正极输出于电阻R0的一端，所述电阻R0的另一端输出于电阻R201的一端，所述电阻R201的另一端输出于滤波电容C201的一端和隔直电容C206的一端，所述滤波电容C201的另一端接地，所述隔直电容C206的另一端输出于电阻R202的一端、二极管D201的负极、二极管D202的正极、运放T201的正向偏置输入端，所述电阻R202的另一端接地，所述二极管D201的正极接地，二极管D202的负极接地，所述运放T201的负向偏置输入端连接于电阻R203的一端和电阻R204的一端，所述电阻R203的另一端接地，所述运放T201的输出端输出于电阻R204的另一端和隔直电容C203的一端，所述隔直电容C203的另一端输出于电阻R205的一端，所述电阻R205的另一端输出于电阻R206、比较器T202的正输入端、电阻R209的一端、所述电阻R210的一端，所述电阻R209的另一端接地，所述电阻R206的另一端连接于电阻R207的一端、电阻R208的一端、电容C204的一端、电容C205的正极、比较器T202的负输入端，所述电阻R207的另一端接地，电阻R208的另一端接电源电路1的数字电源端，所述电容C204的一端接地，所述电容C205的负极接地，所述比较器T202的输出端输出于电阻R210的另一端、电阻R211的一端、数据载波信号输出端P2，电阻R211的另一端接地。

R0是载波发送模块和载波解析模块的限流电阻，R201输入电流电阻，C201(2.2nf)滤波电容，C206为交流耦合电容，C202，R202组成一个低通滤波器，D201，D202为保护二极管，T201(LM358-U1B)为100倍的放大器，将微弱的电源电压扰动信号进行放大，C203为交流信号耦合电容，T201(LM358-U1A)为比较器R207，R208,C204，C205给比较器第2脚提供稳定的直流偏置电压，R206，R209给第3脚提供一个小于2脚的静态电压，当放大器有交流输入的时候输出就会有比例放大的信号通过C203，R205叠加到比较器的第3脚，比较器会根据3脚电压的大小与2脚进行比较，从而输出高低的脉冲，此脉冲信号就是载波发送模块的脉冲信号，R209，R210组成一个正反馈电路，在比较器0和1翻转的时候有较大的回差翻转电平(即0等于地，1等于VCC)。

所述限流电阻R0的阻值为22欧姆。

本实用新型电源载波让设备更稳定，功能范围更广，大大节省接线线路，使得现有9线接线柱变为4线接线柱，电源载波解决单机刷卡门禁门外短路设备易开门现象，使得真正意义上安全门禁系统。

同时解决了前端接线复杂，目前门禁普遍采用9线制输出，实际安装过程中，接线过于复杂，会增加接线的难度，操作过程中易造成设备短路，由于接线错误造成设备损坏的问题。

如图7所示，所述门禁系统还包括射频信号读取电路8，所述射频信号读取电路8包括一个射频天线9，所述射频天线9环绕沿印制板边缘环绕印制于印制板。

刷卡感应线圈集成在PCB板上，降低了线圈绕制过程中不统一电感量，更重要的是大大降低了原材料成本，更环保。

同时解决了前端信号线对地会开锁，从而让刷卡设备形同虚设，即使不带卡，打开前端面板，通过简单的方式可以打开门锁，安装门锁反而增加安全隐患。

如图4所示，一种电源线载波电路，其特征在于，包括载波发送电路2，所述载波发送电路2用于将数据载波信号发送至电源电路1输出的门禁供电回路；

所述载波发送电路2包括三极管驱动电路，所述三极管驱动电路包括电阻R101～R102、二极管D101、三极管Q101；

所述数据载波信号输出端P1输出于电阻R102的一端和三极管Q101的基极，所述电阻R102的另一端接电源电路1的数字电源端，所述三极管Q101的发射极连接于电阻R101的一端，所述电阻R101的另一端连接于二极管D101的正极，所述二极管D101的负极连接于限流电阻R0的一端，所述限流电阻R0的另一端连接于门禁电源输出端正极，所述三极管Q101的集电极接地。

如图5所示，一种电源线载波电路，其特征在于，包括载波解析电路3，所述载波解析电路3用于接收电源电路1输出的门禁供电回路上的数据载波信号；

所述载波解析电路3包括低通滤波电路4、保护电路5、放大电路6、比较电路7，所述低通该滤波电路包括电容C202和电阻R202,所述保护电路5包括二极管D201～D202，所述100倍放大电路6包括运放T201和电阻R203～R204,所述比较电路7电阻R205～R211、比较器T202、电容C204～C205；

所述门禁电源输出端正极输出于电阻R0的一端，所述电阻R0的另一端输出于电阻R201的一端，所述电阻R201的另一端输出于滤波电容C201的一端和隔直电容C206的一端，所述滤波电容C201的另一端接地，所述隔直电容C206的另一端输出于电阻R202的一端、二极管D201的负极、二极管D202的正极、运放T201的正向偏置输入端，所述电阻R202的另一端接地，所述二极管D201的正极接地，二极管D202的负极接地，所述运放T201的负向偏置输入端连接于电阻R203的一端和电阻R204的一端，所述电阻R203的另一端接地，所述运放T201的输出端输出于电阻R204的另一端和隔直电容C203的一端，所述隔直电容C203的另一端输出于电阻R205的一端，所述电阻R205的另一端输出于电阻R206、比较器T202的正输入端、电阻R209的一端、所述电阻R210的一端，所述电阻R209的另一端接地，所述电阻R206的另一端连接于电阻R207的一端、电阻R208的一端、电容C204的一端、电容C205的正极、比较器T202的负输入端，所述电阻R207的另一端接地，电阻R208的另一端接电源电路1的数字电源端，所述电容C204的一端接地，所述电容C205的负极接地，所述比较器T202的输出端输出于电阻R210的另一端、电阻R211的一端、数据载波信号输出端P2，电阻R211的另一端接地。

工作原理：本实用新型通过发送端通过单片机发送有规律的时间脉冲(如：100us低电平+50us高电平+100us低电平代表逻辑1，50us低电平+100us高电平+50us低电平代表逻辑0)，然后通过三极管+电阻(电阻一端接到电源正端，一端通过三极管区开关电阻对地)，这样势必会有电源有微弱的扰动信号传输到电源线上，接收端通过运算放大器将微弱的扰动信号进行放大，然后再通过比较器获得有规律的扰动脉冲信号，然后通过单片机去接收这个脉冲信号，单片机内部通过程序计算出逻辑1和0从而就可以组成N多数据，然后通过接收到的数据来判断所需要执行的功能，从整体上说，本实用新型解决了现有技术存在前端接线复杂，目前门禁普遍采用9线制输出，实际安装过程中，接线过于复杂，会增加接线的难度，操作过程中易造成设备短路，由于接线错误造成设备损坏的，还有现有技术前端信号线对地会开锁，从而让刷卡设备形同虚设，即使不带卡，打开前端面板，通过简单的方式可以打开门锁，安装门锁反而增加安全隐患，外接线圈，线圈是明装外漏式，影响整体美观，通过传统的绕制线圈，电感量变化不一，感应灵敏度大小不一致，由于线圈线径太细，在安装操作的过程中容易损坏问题，具有电源载波让设备更稳定，功能范围更广，大大节省接线线路，使得现有9线接线柱变为4线接线柱，电源载波解决单机刷卡门禁门外短路设备易开门现象，使得真正意义上安全门禁系统，刷卡感应线圈集成在PCB板上，降低了线圈绕制过程中不统一电感量，更重要的是大大降低了原材料成本，更环保的有益技术效果。

同时本实用新型基于同一设计构想下，涉及一种电源线载波电路的载波解析电路和一种电源线载波电路的载波发送电路。

利用本实用新型的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。