一种超声门锁模块和超声门禁系统的制作方法

本实用新型实施方式涉及超声波技术领域，更具体地涉及一种超声门锁模块和超声门禁系统。

背景技术：

随着各种智能化设备的普及，传统刷卡式门禁已不再能满足住户的需求，传统的刷卡式门禁需要人们出门时，必须带卡才能刷卡进出。再有在有访客的情况下，为了安全起见，经常需要业主亲自到门口接、送。为了改变这些古板式进出小区方式，一种智能化的门禁系统被迫切需要。目前也有一些可以远程控制访客权限的门禁系统，但这些门禁都需要门禁装置实时联网，这样会使得成本高，维护难，网络不稳定的情况下，开门难。再有，对于一些违法分子随意进入小区很难起到威慑作用。

本实用新型提出了一种超声门禁装置，该装置不需要门禁装置联网，并且基于超声指向性强，短距离传输的特性，只有靠近门禁装置时才能进行开门操作。本实用新型还提出了一种超声门禁系统，该系统能够验证用户身份信息，对于进入黑名单或违法操作用户进行开锁时，发出报警信号，安全性高，能够实现无卡进出、对访客的时效性授权和对访客安全性管理。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种超声门锁模块和超声门禁系统。

本实用新型实施方式的技术方案如下：

一种超声门锁模块，该超声门锁模块与门闸连接，该超声门锁模块包括：

控制器，用于产生包含随机码和超声门锁信息的第一数字信号；

数字/模拟转换器，用于将所述第一数字信号转换成第一模拟信号；

超声信号发生器，用于基于所述第一模拟信号生成第一超声波信号，并发送所述第一超声波信号；

超声信号接收器，用于接收第二超声波信号，基于所述第二超声波信号生成第二模拟信号；

模拟/数字转换器，用于将所述第二模拟信号转换为第二数字信号；

其中所述控制器，还用于预先保存开锁秘钥当判定所述第二数字信号中同时包含所述随机码和所述开锁秘钥时，向所述门闸发送开锁指令。

在一个实施方式中：该超声门锁模块进一步连接报警装置；

所述控制器，还用于预先保存预定报警字段，并当判定所述第二数字信号中包含所述预定报警字段时，向所述报警装置发送报警指令。

在一个实施方式中：所述控制器，还用于控制所述超声信号发生器按预定频率循环发送所述第一超声波信号。

一种超声门禁系统，包括：

超声门锁模块，与门闸连接，该超声门锁模块用于发送包含随机码和超声门锁信息的第一超声波信号；

智能终端，用于接收所述第一超声波信号，向云端发送包含身份验证信息和所述超声门锁信息的开锁秘钥请求；

云端，用于接收所述开锁秘钥请求，当基于所述身份验证信息验证所述智能终端身份合法后，向所述智能终端发送与所述超声门锁信息相匹配的开锁秘钥；

其中所述智能终端，还用于基于所述开锁秘钥和所述随机码生成第二超声波信号，并发送所述第二超声波信号；

其中所述超声门锁模块，还用于预先保存所述开锁秘钥，接收所述第二超声波信号，并当判定所述第二超声波信号中同时包含所述随机码和所述开锁秘钥时，向所述门闸发送开锁指令。

在一个实施方式中：所述超声门锁模块进一步连接报警装置；

所述超声门锁模块，还用于预先保存预定报警字段，并当判定接收到的任意超声波信号中包含所述预定报警字段时，向所述报警装置发送报警指令。

在一个实施方式中：

所述智能终端还用于向所述云端发送授权请求，所述授权请求包括超声门锁信息、访客智能终端信息和授权时限信息。

在一个实施方式中：智能终端包括超声接收装置和超声发生装置；所述超声接收装置包括麦克风，所述超声发生装置包括喇叭。

在一个实施方式中：所述超声门锁模块与所述门闸的连接关系为并联连接。

在一个实施方式中：所述智能终端为智能手机、个人数字助理或移动平板电脑。

在一个实施方式中：所述报警装置包括声音报警器、光学报警器、声光报警器或振动报警器。

综上所述，本实用新型的超声门锁模块与门闸和报警装置分别连接，控制器，用于产生包含随机码和超声门锁信息的第一数字信号；数字/模拟转换器，用于将所述第一数字信号转换成第一模拟信号；超声信号发生器，用于基于所述第一模拟信号生成第一超声波信号，并发送所述第一超声波信号；超声信号接收器，用于接收第二超声波信号，基于所述第二超声波信号生成第二模拟信号；模拟/数字转换器，用于将所述第二模拟信号转换为第二数字信号；其中所述控制器，还用于预先保存开锁秘钥，当判定所述第二数字信号中同时包含所述随机码和所述开锁秘钥时，向所述门闸发送开锁指令。所述控制器，还用于预先保存预定报警字段，并当判定所述第二数字信号中包含所述预定报警字段时，向所述报警装置发送报警指令。该超声门锁模块与智能终端和云端组成超声门禁系统，智能终端根据超声门锁信息向云端发送包含身份验证信息和所述超声门锁信息的开锁秘钥请求，云端验证智能终端身份信息合法性，向其发送开锁秘钥或者预定报警字段。超声门锁模块根据开锁秘钥向门闸发送开锁指令，或者根据预定报警字段向报警装置发送报警指令。

本实用新型提出的超声门禁系统，超声门锁模块不联网，安全性高，成本低安装方便，可以与传统门禁系统并联连接。

附图说明

图1为根据本实用新型基于超声的超声门锁模块的结构图。

图2为根据本实用新型基于超声的超声门禁系统的结构图。

图3为根据本实用新型授权为host-phone用户的开锁步骤示范性流程图。

图4为根据本实用新型授权为visitor-phone用户开锁步骤示范性流程图。

图5为根据本实用新型超声门禁系统实施示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本实用新型的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本实用新型的方案。但是很明显，本实用新型的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本实用新型的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

现有技术中的智能化门禁系统，基本是基于WIFI、蓝牙等开锁的方式，智能终端通过WIFI、蓝牙或者移动数据将开门指令发送到门禁装置，在访客授权时也需要通过网络将授权结果传输给门禁系统，这就需要门禁系统实时联网，实时联网经常会出现网络不稳定或者断网的情况。

本实用新型的超声门锁模块不需要联网，所有的授权与身份验证都是通过智能终端和云端进行通信完成，本实用新型的超声门锁模块可以与传统门锁并联相连，从而不影响原有门禁的刷卡式出入方式。

图1为根据本实用新型基于超声的超声门锁模块的结构图

如图1所示，超声门锁模块包括：

控制器，用于产生包含随机码和超声门锁信息的第一数字信号；数字/模拟转换器，用于将所述第一数字信号转换成第一模拟信号；超声信号发生器，用于基于所述第一模拟信号生成第一超声波信号，并发送所述第一超声波信号；超声信号接收器，用于接收第二超声波信号，基于所述第二超声波信号生成第二模拟信号；模拟/数字转换器，用于将所述第二模拟信号转换为第二数字信号；

其中所述控制器，还用于预先保存开锁秘钥当判定所述第二数字信号中同时包含所述随机码和所述开锁秘钥时，向所述门闸发送开锁指令。

该超声门锁模块进一步连接报警装置；所述控制器，还用于预先保存预定报警字段，并当判定所述第二数字信号中包含所述预定报警字段时，向所述报警装置发送报警指令。

在一个实施方式中所述的第一声波信号的随机码和第二声波信号中的随机码是相同的，该随机码门闸每开一次门，将变换一次；超声门锁接收到第二超声波信号时，控制器首先解析出随机码，比对其随机码与刚发出去所述第一超声波中的随机码是否一样，如果一样再解析出开锁秘钥；基于该开锁秘钥计算出开锁密码，如果开锁密码与所述存储其中所存储的密码一致，控制器通过继电器向门闸发送开锁指令，门闸开锁，如果不一致则不开锁。

在一个实施方式中，超声门锁模块进一步连接报警装置；所述控制器，还用于预先保存预定报警字段，并当判定所述第二数字信号中包含所述预定报警字段时，向所述报警装置发送报警指令。

当超声门锁从第二超声波信号解析出预定报警字段时，超声门锁模块中控制器将向报警装置发送报警指令，报警装置发出报警信号。该报警装置包括声音报警器、光学报警器、声光报警器或振动报警器。

图2为根据本实用新型基于超声的超声门禁系统的结构图

如图2所示超声门禁系统包括：

超声门锁模块，与门闸连接，该超声门锁模块用于发送包含随机码和超声门锁信息的第一超声波信号；

智能终端，用于接收所述第一超声波信号，向云端发送包含身份验证信息和所述超声门锁信息的开锁秘钥请求；

云端，用于接收所述开锁秘钥请求，当基于所述身份验证信息验证所述智能终端身份合法后，向所述智能终端发送与所述超声门锁信息相匹配的开锁秘钥；

其中所述智能终端，还用于基于所述开锁秘钥和所述随机码生成第二超声波信号，并发送所述第二超声波信号；

其中所述超声门锁模块，还用于预先保存所述开锁秘钥，接收所述第二超声波信号，并当判定所述第二超声波信号中同时包含所述随机码和所述开锁秘钥时，向所述门闸发送开锁指令。

在一个实施方式中：

所述智能终端还用于向所述云端发送授权请求，所述授权请求包括超声门锁信息、访客智能终端信息和授权时限信息。

其中智能终端授权其它智能终端为临时访客用户，其开闸过程一样。在智能终端授权其它智能终端为临时访客用户时，云端会先验证智能终端身份信息，是否有权限授权其它智能终端为临时访客用户。该临时访客用户的开锁权限和时效由授权的智能终端设置。

在一个实施方式中，超声门锁模块进一步连接报警装置；所述超声门锁模块，还用于预先保存预定报警字段，并当判定接收到的任意超声波信号中包含所述预定报警字段时，向所述报警装置发送报警指令。在云端验证智能终端身份信息的时候，当判定该智能终端为非法用户或黑名单用户或进行了非法操作，云端将向智能终端发送伪指令，该伪指令中包括预定报警字段。

在一个实施方式中，所述报警装置包括声音报警器、光学报警器、声光报警器或振动报警器。

在一个实施方式中，智能终端包括超声接收装置和超声发生装置；所述超声接收装置包括麦克风，所述超声发生装置包括喇叭。

在一个实施方式中，超声门锁模块与所述门闸的连接关系为并联连接。

在一个实施方式中，智能终端为智能手机、个人数字助理或移动平板电脑。

在一个实施方式中，根据云端授权智能终端可分为host-phone和 visitor-phone，其中visitor-phone为临时访客用户。被授权的host-phone将有权限授权指定智能终端为visitor-phone，host-phone根据需求可以控制visitor-phone 在指定时段里打开指定门锁，该门锁可以是多个，超过指定时间，visitor-phone 将没有权限发出带有指定开锁秘钥的超声波信号。被授权为host-phone的用户可以在手机不联网的状态下开锁，即在接收到门锁信息信号后不需要每次都向云端核实是否有权限开锁，可以在手机联网时核实是否有权限开锁，没有权限时，下次再开锁时将没有权限发送带有开锁秘钥的超声波信号。

在一种开锁方式中，智能终端被授权为host-phone用户。

图3为根据本实用新型授权为host-phone用户的开锁步骤示范性流程图。

被授权为host-phone用户的开锁步骤为：

第一步：云端授权智能终端1为host-phone；

第二步：智能终端1host-phone打开APP，靠近超声门锁模块，接收超声门锁模块发送的带有随机码和门锁信息的超声波信号；

第三步：智能终端1host-phone解析出从超声波信号中解析出随机码和门锁信息，首次开锁需要向云端验证开锁权限；

第四步：智能终端1host-phone将门锁信息发送到云端，云端根据智能终端1ID和门锁信息验证智能终端1是否有权限开锁，如果有将与门锁信息相匹配的开锁秘钥发送到智能终端1，智能终端1将第三步中的随机码和开锁秘钥通过超声送给超声门锁模块；如果云端验证身份信息不合法，向智能终端1发送包括预定报警字段的伪指令；

第五步：超声门锁模块的超声信号接收器接收超声波信号，模拟/数字转换器将该超声信号转换成数字信号，并传递给控制器，控制器首先解析出随机码，判断该随机码与第三步的随机码是否一致，如果一致解析出开锁秘钥，根据开锁秘钥信息计算出开锁密码，通过继电器给门闸发送开锁指令；如果从超声波信号中解析出预定报警字段，超声门锁向报警装置发送报警指令，报警装置报警。

在另一种开锁方式中，智能终端被授权为visitor-phone用户。

图4为根据本实用新型授权为visitor-phone用户开锁步骤示范性流程图。

授权为visitor-phone用户开锁步骤为：

第一步：host-phone用户的智能终端1根据临时进入小区的访客需求，将授权请求发送到云端；

第二步：云端验证host-phone的身份和权限，判断是否有权限授权相关门锁开锁，如果有权限授权，根据host-phone智能终端1所发送需要授权的智能终端2的ID和授权请求，云端存储智能终端2的ID并将授权结果发送到智能终端2，智能终端2被授权为visitor-phone用户；

第三步：visitor-phone智能终端2用户，靠近超声门锁模块打开APP，接收超声门锁模块发送的带有随机码和门锁信息的超声波信号；

第四步：智能终端2visitor-phone从接收到的超声波信号中解析出随机码和门锁信息；

第五步：智能终端2visitor-phone将门锁信息发送到云端，云端根据智能终端2ID和门锁信息验证智能终端是否有权限开锁，该开锁权限是否在时效内，如果符合开锁条件，将与门锁信息相匹配的开锁秘钥发送到智能终端2，智能终端2将第三步中的随机码和开锁秘钥通过超声波信号发送给超声门锁模块，如果智能终端2进行非法操作云端将带有预定报警字段的伪指令通过智能终端2发送给超声门锁模块；

第六步：超声门锁模块的超声接收器接收超声波信号，模拟/数字转换器将该超声信号转换成数字信号，并传递给控制器，控制器首先解析出随机码，判断该随机码与第三步中的随机码是否一致，如果一致解析出开锁秘钥，根据开锁秘钥计算出开锁密码，通过继电器给门闸发送开锁指令，门闸开闸；如果超声门锁从接收到的超声信号中解析出预定报警字段，则向报警装置发送报警指令，报警装置报警；

第七步：云端将此次开锁的visitor-Phone的开锁时间和所开的超声门锁等信息发送到智能终端1。

在一个实施方式中，智能终端的ID是表征智能终端身份的身份标签，每一个智能终端都有一个区别于其他智能终端的ID,该身份信息还可以是电话号码，自定义二维码等表征智能终端身份的特征标志。

在另一种实施方式中，该实施方式中的开锁用户是黑名单用户，或者不在黑名单中的违法分子非法操作，该非法操作类似于复制超声音频开锁等，在云端进行身份验证时判断该用户为黑名单用户，或违法操作用户，云端直接向开锁智能终端发送预定报警字段，该报警字段通过超声发送到超声门锁模块，超声门锁模块解析出报警信息向报警装置发出报警指令，报警装置报警。

下面以具体示例说明本实用新型的超声门锁模块和超声门禁系统方案的应用。

图5为根据本实用新型超声门禁系统实施示意图。

在图5中：01为小区门禁，02为超声门锁模块，03为智能终端，04 为云端，05为报警装置。

具体实施步骤为：1、超声门锁模块02按某一频率发送包括随机码和门锁信息的超声波信号；2、智能终端03接收超声波信号，解析出门锁信息，并将门锁信息发送到云端；3、云端根据智能终端的ID和门锁信息判断智能终端是否有权限开锁，如果有将开锁秘钥发送到智能终端，如果没有并判定为黑名单用户或违法操作，云端发送预定报警字段到智能终端；4、智能终端接收到开锁秘钥，将开锁秘钥和随机码通过超声波发送给超声门锁；或者将预定报警字段通过超声波发送给超声门锁；5、超声门锁模块解析出随机码判断是否有效，如果有效则根据开锁秘钥计算开锁密码，将开锁指令发送给门闸开锁；或者超声门锁解析出预定报警字段，向报警装置发出报警指令，报警装置报警。

上述实施例中智能终端可以是host-phone或者visitor-phone用户，两者开门方式一样，只是云端在授权和权限验证时步骤不同。

本实用新型的超声门锁结构简单，可以与原有门禁并联安装，不影响原有门禁使用。超声门锁不需要联网，通过用户智能终端和云端进行权限验证，安全性高，安装方便成本低。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。