本发明涉及一种智能门禁系统与控制方法，属于门禁技术领域。
背景技术：
传统的门禁管理由人员进行登记，费时费力容易发生错误而且管理不严格。密码门禁系统由于其本身的安全性弱和便捷性差已经面临淘汰。随着电子门禁管理系统的推广，很多公司在职工操作仪器时需要刷卡，持卡者只要将卡在读卡器邻近摆静，读卡器感应到有卡主机进行检验该卡合法性，而后决定是否进行开锁动作。由于其较高的安全性、便捷性和性价比，已成为门禁系统主流。然而，此类门禁管理系统因为缺乏通信控制系统和管理软件，往往只是一种简单的身份识别准入，难以记录操作人员的个人信息和门锁使用情况，管理人员无法准确知道每一次操作的具体操作时间和开锁人员编号，缺乏相关的管理。申请号为“201310457320.5”，专利名称为“一种IC卡门禁管理系统”的专利申请提出了具体的解决方案，该IC卡门禁管理系统可及时准确地将每一个电控锁的开门状态信息发送至管理人员，且管理人员还可准确无误地知道每台电控锁开门的开锁人员，并通过GSM短信通知，可合理有效管理电控门禁；但是针对目前盗贼采用强磁场干扰IC卡读卡器，从而将门打开然后入室盗窃的的问题，该专利仍然无法解决，所以该IC卡门禁管理系统的安全性能仍待提高。为了解决强磁场干扰的问题，连云港溢瑞科技有限公司与我公司签订了合作协议，双方共同公司共同研发，最终我们想到了很好的解决方法，于是申请了以下发明专利，专利申请号为2015104458776，专利名称为一种IC卡门禁系统。按照该专利的技术方案将实际产品已经量产，但是最近公司工程师发现目前的产品仍然有技术缺陷。也就是说申请号为2015104458776，专利名称为一种IC卡门禁系统的发明专利仍有很大的改进空间。
申请号为2015104458776，该专利技术方案存在的缺陷是：采用了第三单片机模块，第三单片机模块设置于IC卡门禁系统的门的内侧；问题是电机的驱动模块肯定需要与电机设置在一起，否则线路太长驱动功率会损耗很大。如果盗贼采用强磁场干扰电机驱动模块的话同样会使得原先的技术方案失灵，这样的话窃贼采用强磁场干扰电机驱动模块就有可能将门打开。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：盗贼采用强磁场干扰电机驱动模块，从而将门打开然后入室盗窃的的问题。
为了实现解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：
基于物联网的智能门禁系统与控制方法，包括IC卡读头、第一单片机模块、第一通信模块、第二通信模块、第二单片机模块、第一无线通信模块、智能手机；
第一单片机模块分别与IC卡读头、第一通信模块电连接；第二单片机模块分别与第二通信模块、第一无线通信模块电连接；
第一单片机模块与第二单片机模块通过第一通信模块和第二通信模块通信；第二单片机模块通过第一无线通信模块与智能手机通信；
还包括第一霍尔传感器模块、第三通信模块、第三单片机模块、步进电机驱动模块；
第一霍尔传感器模块设置于IC卡读头处，第一霍尔传感器模块与第三单片机模块电连接；第一单片机模块与第三单片机模块之间通过第一通信模块和第三通信模块通信；
第三单片机模块设置于IC卡门禁系统的门的内侧；第三单片机模块与第一单片机模块、IC卡读头之间的距离至少大于3米，并且第三单片机模块与门的距离至少大于2米；
第三单片机模块根据第一霍尔传感器模块输出的信号值大小以及第一单片机模块发送的控制命令共同决定步进电机驱动模块驱动步进电机是打开门还是关闭门；
假设正常情况下第一霍尔传感器模块输出的信号值为x安/米；
如果第一霍尔传感器模块输出的信号值大于2x安/米，则第三单片机模块控制步进电机驱动模块关闭门；
如果第一霍尔传感器模块输出的信号值小于等于2x安/米，并且第一单片机模块向第三单片机模块发送了打开门的控制命令，则第三单片机模块控制步进电机驱动模块关闭门；
如果第一霍尔传感器模块输出的信号值小于等于2x安/米，但是第一单片机模块尚未向第三单片机模块发送了打开门的控制命令，则第三单片机模块控制步进电机驱动模块关闭门；
其特征在于，还包括第二霍尔传感器模块、第四单片机模块、第二无线通信模块；开关模块、电源模块；
电源模块通过开关模块为步进电机驱动模块提供供电电源，第三单片机模块控制开关模块的断开与关闭；
开关模块与电源模块设置在第三单片机旁；
第三单片机模块通过第二无线通信模块与智能手机通信；
第二霍尔传感器模块与第四单片机模块均设置在步进电机驱动模块旁，步进电机驱动模块设置在步进电机旁；
第二霍尔传感器模块的信号输出端与第四单片机模块的信号输入端电连接；
第四单片机模块每20毫秒向第三单片机模块发送一次恒定不变的脉冲信号；
如果第三单片机模块一旦接收不到第四单片机模块发送的恒定不变的脉冲信号或者接收到的脉冲信号发生变化，则表明第四单片机模块受到强磁场干扰，这时第三单片机模块向智能手机发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，智能手机收到步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号后向第三单片机模块发送断开开关模块的控制命令；第三单片机模块收到断开开关模块的控制命令后断开开关模块；
假设正常情况下第二霍尔传感器模块输出的信号值为y安/米；
如果第二霍尔传感器模块输出的信号值大于10*y安/米，则第四单片机模块向第三单片机模块发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，此时第三单片机模块向步进电机驱动模块发送关闭门的控制命令，同时第三单片机模块向智能手机发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，智能手机收到步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号后向第三单片机模块发送断开开关模块的控制命令；第三单片机模块收到断开开关模块的控制命令后断开开关模块。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
第一，本发明有效解决了盗贼采用强磁场干扰电机驱动模块，使得门禁系统失灵，将门打开然后入室盗窃的问题；
第二，本发明有效地解决了盗贼采用强磁场干扰IC卡读卡器，使得门禁系统失灵，然后将门打开入室盗窃问题的发生；
第三，本发明系统采用智能手机可以远程控制门禁管理系统的电源总开关，一旦盗贼采用强磁场干扰电机驱动模块时，智能手机远程发送控制命令断开整个门禁管理系统的总电源开关；
第四，本发明采用了第三单片机模块，并且第三单片机模块远离IC卡读头，第三单片机模块根据第一单片机模块的控制命令和霍尔传感器模块的检测结果共同决定控制电机模块开门或者关门，这样就保证了即使有人采用强磁场干扰IC卡读头(普通的IC卡门禁系统的第一单片机模块、第二单片机模块都与IC卡读头设置在一起的)，电机模块也不会将门打开。
附图说明
图1是本发明智能门禁系统的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步详细描述。
参照图1，
智能门禁系统与控制方法，包括IC卡读头、第一单片机模块、第一通信模块、第二通信模块、第二单片机模块、第一无线通信模块、智能手机；
第一单片机模块分别与IC卡读头、第一通信模块电连接；第二单片机模块分别与第二通信模块、第一无线通信模块电连接；第一单片机模块与第二单片机模块通过第一通信模块和第二通信模块通信；第二单片机模块通过第一无线通信模块与智能手机通信；还包括第一霍尔传感器模块、第三通信模块、第三单片机模块、步进电机驱动模块；第一霍尔传感器模块设置于IC卡读头处，第一霍尔传感器模块与第三单片机模块电连接；第一单片机模块与第三单片机模块之间通过第一通信模块和第三通信模块通信；第三单片机模块设置于IC卡门禁系统的门的内侧；第三单片机模块与第一单片机模块、IC卡读头之间的距离6米，并且第三单片机模块与门的距离5米；第三单片机模块根据第一霍尔传感器模块输出的信号值大小以及第一单片机模块发送的控制命令共同决定步进电机驱动模块驱动步进电机是打开门还是关闭门；
假设正常情况下第一霍尔传感器模块输出的信号值为x安/米；
如果第一霍尔传感器模块输出的信号值大于2x安/米，则第三单片机模块控制步进电机驱动模块关闭门；如果第一霍尔传感器模块输出的信号值小于等于2x安/米，并且第一单片机模块向第三单片机模块发送了打开门的控制命令，则第三单片机模块控制步进电机驱动模块关闭门；如果第一霍尔传感器模块输出的信号值小于等于2x安/米，但是第一单片机模块尚未向第三单片机模块发送了打开门的控制命令，则第三单片机模块控制步进电机驱动模块关闭门；
还包括第二霍尔传感器模块、第四单片机模块、第二无线通信模块；开关模块、电源模块；电源模块通过开关模块为步进电机驱动模块提供供电电源，第三单片机模块控制开关模块的断开与关闭；
开关模块与电源模块设置在第三单片机旁；(远离步进电机驱动模块的原因就是为了避免受到外在强磁场的干扰，从而可以保证有效的关闭与断开电源模块)
第三单片机模块通过第二无线通信模块与智能手机通信；
第二霍尔传感器模块与第四单片机模块均设置在步进电机驱动模块旁，步进电机驱动模块设置在步进电机旁；
第二霍尔传感器模块的信号输出端与第四单片机模块的信号输入端电连接；
第四单片机模块每20毫秒向第三单片机模块发送一次恒定不变的脉冲信号；
如果第三单片机模块一旦接收不到第四单片机模块发送的恒定不变的脉冲信号或者接收到的脉冲信号发生变化，则表明第四单片机模块受到强磁场干扰，这时第三单片机模块向智能手机发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，智能手机收到步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号后向第三单片机模块发送断开开关模块的控制命令；第三单片机模块收到断开开关模块的控制命令后断开开关模块；
假设正常情况下第二霍尔传感器模块输出的信号值为y安/米；(这里y的大小主要是由步进电机驱动模块产生的磁场，磁场强度非常小，一般也就200--800微特斯拉，所以y的范围可以限定为200--800微特斯拉。)由于采用步进电机控制门的开与关，而步进电机驱动模块就跟步进电机设置在一块，一旦当窃贼采用强磁场干扰步进电机驱动模块时候，第二霍尔传感器模块输出地数值会远大于y的数值，会超过10y的。
如果第二霍尔传感器模块输出的信号值大于10y安/米，则第四单片机模块向第三单片机模块发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，此时第三单片机模块向步进电机驱动模块发送关闭门的控制命令，同时第三单片机模块向智能手机发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，智能手机收到步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号后向第三单片机模块发送断开开关模块的控制命令；第三单片机模块收到断开开关模块的控制命令后断开开关模块。
其中，第一单片机模块发送的控制命令是指正常情况下，IC卡靠近IC卡读头时候，IC卡读头会将信息发送给第一单片机模块，第一单片机模块将接收到信息与事先存储的信息进行比较，如果与事先存储的信息一致，则第一单片机模块发送打开门的控制指令，如果第一单片机模块收到的信息与事先存储的信息不一致，则第一单片机模块发送关闭门的控制指令。
假设正常情况下第一霍尔传感器模块输出的信号值为x安/米；(由于不同型号的IC卡读头产生的电磁强度不同，这里不好给一个具体的数值，因此假设为X)；
一般情况下x的范围为1000--3000微特斯拉。
第一通信模块、第二通信模块、第三通信模块均采用RS485模块；其中，所述的第一单片机模块、第二单片机模块、第三单片机模块均采用MSP430单片机。
IC卡工作的基本原理是：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LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电容的另一端，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2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。
本发明原理说明：由于IC卡读头是产生电磁波的，但是产生的电磁波强度恒定，所以正常情况下霍尔传感器模块输出的信号值应该不变，假设为x安/米；一旦大于2x安/米，可以推定是人为采用强磁场干扰IC卡读头，这时候只要第一霍尔传感器模块输出的信号值大于2x安/米，则第三单片机模块控制电机模块关闭门；当霍尔传感器模块输出的信号值小于等于2x安/米，可以推定没有人为采用强磁场干扰IC卡读头，这时候如果再有人正常刷卡，则第一单片机模块会给第三单片机模块发送开门的控制命令，这时候第三单片机模块控制步进电机驱动模块打开门。
第三单片机模块设置于IC卡门禁系统的门的内侧(即是不刷卡无法进入的那一侧)；第三单片机模块与第一单片机模块、IC卡读头之间的距离至少大于3米；这样保证了即使有人为采用强磁场干扰IC卡读头，也不会影响到第三单片机模块的正常工作，不会影响到第三单片机模块控制步进电机驱动模块打开或者关闭门；
实际中第一霍尔传感器模块输出的信号值要么大于2x安/米，要么接近x安/米，即是人为干扰IC卡读头时候，第一霍尔传感器模块输出的信号值一般远大于2x安/米，正常情况下接近x安/米。本发明采用2x安/米作为分界点可以保证安全不会出现误操作。
当人为采用强磁场干扰IC卡读头时候，一般也会引起第一单片机模块各个端口的电平变化或者IC卡读头芯片的端口的电平变化，所以传统的IC卡门禁系统采用第一单片机模块或者第二单片机模块控制电机模块，由于第一单片机模块和第二单片机模块都靠近IC卡读头，所以一旦有人为采用强磁场干扰IC卡读头时候容易导致步进电机驱动模块误将门打开。
第四单片机模块每20毫秒向第三单片机模块发送一次恒定不变的脉冲信号；如果第三单片机模块一旦接收不到第四单片机模块发送的恒定不变的脉冲信号或者接收到的脉冲信号发生变化，则表明第四单片机模块受到强磁场干扰，这时第三单片机模块向智能手机发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，智能手机收到步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号后向第三单片机模块发送断开开关模块的控制命令；第三单片机模块收到断开开关模块的控制命令后断开开关模块；
由于采用步进电机控制门的开与关，而步进电机驱动模块就跟步进电机设置在一块，一旦当窃贼采用强磁场干扰步进电机驱动模块时候，第二霍尔传感器模块输出地数值会远大于y的数值，会超过10y的。如果第二霍尔传感器模块输出的信号值大于10y安/米，则第四单片机模块向第三单片机模块发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，此时第三单片机模块向步进电机驱动模块发送关闭门的控制命令，同时第三单片机模块向智能手机发送步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号，智能手机收到步进电机驱动模块附近存在强磁场干扰信号后向第三单片机模块发送断开开关模块的控制命令；第三单片机模块收到断开开关模块的控制命令后断开开关模块。