一种门禁控制设备的制作方法

本实用新型涉及门禁技术领域，具体涉及一种门禁控制设备。

背景技术：

出入口系统是很多人每天、每时、每地都直接体验的系统，随着智慧社区的发展，对智慧通行要求越来越高。二维码门禁控制器是办公区、教学楼、宿舍楼大门、重点控制单位与部门的核心控制设备，具有数据存储可靠，集管理和自动控制为一体的现代化管理设备。一个成熟的智慧通行系统可以提高管理人员的工作效率。有效的追查访客信息，防止利用虚假信息登记而造成不良后果。并且可以提高访客登记速度，改善人工登记管理的弊端。

目前我国门禁系统以RFID技术为主，RFID技术优势在于保密性强，读写速度快，但是劣势在于成本较高，一次性使用效率低下。现有门禁系统多为带闸机的大型一体机，兼容性较差，人机交互性差，不符合当今模块化设计的趋势。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种门禁控制设备，可以有效保护诸如学校等智慧社区安全，提高管理质量，改善人工登记的弊端，提高管理效率，记录访客信息以便记性有效查询。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种门禁控制设备，所述控制设备包括开发电路板、电磁门禁、驱动继电器、通行码扫描器、时钟模块和语音模块；所述开发电路板嵌入有BCM2837中央处理器，所述电磁门禁与所述驱动继电器建立连接，所述驱动继电器与所述BCM2837中央处理器建立连接，所述通行码扫描器与所述BCM2837中央处理器建立连接，所述时钟模块与所述BCM2837中央处理器建立连接，时钟模块采用DS2302芯片，所述语音模块与所述BCM2837中央处理器建立连接。

作为门禁控制设备的优选方案，所述驱动继电器采用双路二开二闭欧姆龙继电器模组驱动板G2RTKEC。

作为门禁控制设备的优选方案，所述语音模块采用型号为XFS5152的语音芯片。

作为门禁控制设备的优选方案，所述控制设备还包括相机模块，所述开发电路板上还设有相机串行接口和USB接口，所述相机模块与所述BCM2837中央处理器通过相机串行接口或USB接口建立连接；相机模块配置有摄像头，摄像头采用OV2640摄像头。

作为门禁控制设备的优选方案，所述BCM2837中央处理器还连接有晶体震荡器，所述晶体震荡器采用19.2MHz晶振。

作为门禁控制设备的优选方案，所述BCM2837中央处理器还连接有看门狗定时器，所述看门狗定时器集成有SP706看门狗芯片。

作为门禁控制设备的优选方案，所述BCM2837中央处理器还连接有随机存储器，随机存储器采用LPDDR2。

作为门禁控制设备的优选方案，所述BCM2837中央处理器连接有音频输出端口，所述音频输出端口采用3.5mm4角音频输出口。

作为门禁控制设备的优选方案，所述BCM2837中央处理器连接有串行通信接口，串行通信接口采用RS232；所述BCM2837中央处理器连接有局域网接口，所述局域网接口采用RJ45端口。

作为门禁控制设备的优选方案，所述BCM2837中央处理器连接有电源管理芯片，所述电源管理芯片采用SD6834直插DIP8脚；所述BCM2837中央处理器连接有无线管理芯片，所述无线管理芯片采用博通BCM43438。

本实用新型实施例具有如下优点：不配备屏幕，人机交互接口只有通行码扫描器和语音播报，继电器集成在设备内部，需要拆开外壳连接所需控制的开关，安全可靠；适合发行一次性、量大、无回收需求的票券类应用，可以使用动态口令，认证的安全性得到保证；价格低，性价比高，运行稳定，可以对接各个公司的办公自动化系统和人事管理系统；能够使用树莓派开发板配合最新的Android Things系统保证可靠性以便稳定运行，具有上电自启动与看门狗程序跑死自启动；内部使用串口通信，处理反应时间尽可能短，带给用户舒适的体验。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的门禁控制设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的门禁控制设备业务处理流程示意图；

图3为本实用新型实施例提供的门禁控制设备功能架构；

图4为本实用新型实施例提供的门禁控制设备电路原理示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

需要进一步阐明的是本实施例中：

BCM2837是一种树莓派3代芯片，BCM为Broadcom Corporation(博通公司)的简写；

GPIO是General Purpose Input Output简写；当微控制器或芯片组没有足够的I/O端口，或当系统需要采用远端串行通信或控制时，GPIO产品能够提供额外的控制和监视功能；

USB是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯；

SP706是原Sipex公司推出的低功耗、高可靠、低价格的MCU复位监控芯片，SP为Sipex的简写；

LPDDR是Low Power Double Data Rate的简写，是美国JEDEC固态技术协会(JEDEC Solid State Technology Association)面向低功耗内存而制定的通信标准，以低功耗和小体积著称，专门用于移动式电子产品；

DIP是dual inline-pin package的缩写，也叫双列直插式封装技术，双入线封装，DRAM的一种元件封装形式；

SSOP是Shrink Small-Outline Package简写，即窄间距小外型塑封；

LQFP是Low-profile Quad Flat Package的简写，指封装本体厚度为1.4mm的QFP，是日本电子机械工业会制定的新QFP外形规格所用的名称；

DSP是Digital Signal Processing的缩写，即数字信号处理；

HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494均为现有型号。

参见图1、图2、图3和图4，一种门禁控制设备，所述控制设备包括开发电路板1、电磁门禁2、驱动继电器3、通行码扫描器4、时钟模块5和语音模块6；所述开发电路板1嵌入有BCM2837中央处理器7，所述电磁门禁2与所述驱动继电器3建立连接，所述驱动继电器3与所述BCM2837中央处理器7建立连接，所述通行码扫描器4与所述BCM2837中央处理器7建立连接，所述时钟模块5与所述BCM2837中央处理器7建立连接，时钟模块5通过GPIO口连接，时钟模块5采用DS2302芯片，所述语音模块6与所述BCM2837中央处理器7建立连接。

门禁控制设备的一个实施例中，所述驱动继电器3采用双路二开二闭欧姆龙继电器模组驱动板G2RTKEC。驱动继电器3通过GPIO口连接，驱动继电器3由线圈和触点组两部分组成，采用驱动继电器3当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化，实现电磁门禁2自动开关。

门禁控制设备的一个实施例中，所述语音模块6采用型号为XFS5152的语音芯片。语音模块6通过GPIO口连接。语音模块6用于门禁控制设备的语音输出，XFS5152是一款高集成度的语音合成芯片，支持任意中文文本、英文文本的合成，并且支持中英文混读；支持语音编解码功能，用户可以使用芯片直接进行录音和播放；集成语音识别功能，可以支持30个命令词的识别，并且支持用户的命令词定制需求；芯片内部集成80种常用提示音效，适合多种场景使用；支持UART、I2C、SPI三种通讯方式；UART串口支持4种通讯波特率可设：4800bps、9600bps、57600bps、115200bps,用户可以依据情况自己设置；支持多种控制命令，如合成文本、停止合成、暂停合成、恢复合成、状态查询、进入省电模式、唤醒等；支持多种方式查询芯片的工作状态，包括：查询状态管脚电平、通过读芯片自动返回的工作状态字、发送查询命令获得芯片工作状态的回传数据。

门禁控制设备的一个实施例中，所述控制设备还包括相机模块8，所述开发电路板1上还设有相机串行接口9和USB接口10，所述相机模块8与所述BCM2837中央处理器7通过相机串行接口9或USB接口10建立连接；相机模块8配置有摄像头，摄像头采用OV2640摄像头。OV2640是一颗1/4寸的CMOS UXGA(1632*1232)图像传感器。该传感器体积小、工作电压低，通过串行摄像机控制总线协议控制，可以输出整帧、子采样、缩放和取窗口等方式的各种分辨率8/10位影像数据，极速扩展图形阵列最高15帧/秒(高级视频图形阵列可达30帧，通用影像传输格式可达60帧)。

门禁控制设备的一个实施例中，所述BCM2837中央处理器7还连接有晶体震荡器11，所述晶体震荡器11采用19.2MHz晶振。晶体震荡器11是谐振器件，晶体震荡器11基本构成是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等)，在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，可以为门禁控制设备产生时钟信号和基准信号。

门禁控制设备的一个实施例中，所述BCM2837中央处理器7还连接有看门狗定时器12，所述看门狗定时器12集成有SP706看门狗芯片。看门狗计时器是用来防止门禁控制设备程序出错造成重大损失的计时器，防错的原理是一个定时器，当它溢出的时候就会让中央处理器强制复位使程序重新开始执行。正常的情况下是不能让它溢出的，所以在程序上每隔一段时间要给他置一次值(俗称喂狗)，只要程序中正常给它喂他就不会溢出。

门禁控制设备的一个实施例中，所述BCM2837中央处理器7还连接有随机存储器13，随机存储器13采用LPDDR2。随机存储器13是与BCM2837中央处理器7直接交换数据的内部存储器，可以随时读写，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。随机存储器13由地址译码器、存储矩阵和读写控制电路三部分组成，存储矩阵由触发器排列而成，每个触发器能存储一位数据(0或1)。通常将每一组存储单元编为一个地址，存放一个“字”；每个字的位数等于这一组单元的数目。随机存储器13的容量以“字数×位数”表示。地址译码器将每个输入的地址代码译成高(或低)电平信号，从存储矩阵中选中一组单元，使之与读写控制电路接通。在读写控制信号的配合下，将数据读出或写入。

门禁控制设备的一个实施例中，所述BCM2837中央处理器7连接有音频输出端口14，所述音频输出端口14采用3.5mm4角音频输出口。音频输出端口14用于门禁控制设备通过该接口传输高质量音频的源码输出。

门禁控制设备的一个实施例中，所述BCM2837中央处理器7连接有串行通信接口15，串行通信接口15采用RS232；所述BCM2837中央处理器7连接有局域网接口16，所述局域网接口16采用RJ45端口。串行通信接口15是采用串行通信方式的扩展接口，数据一位一位地顺序传送，降低了成本，适用于远距离通信。RJ45端口由插头和插座组成，这两种元器件组成的连接器连接于导线之间，以实现导线的电气连续性。RJ45端口的核心是模块化插孔，可以采用镀金的导线或插座孔可维持与模块化的插座弹片间稳定而可靠的电器连接。由于弹片与插孔间的摩擦作用，电接触随着插头的插入而得到进一步加强。插孔主体设计采用整体锁定机制，这样当模块化插头插入时，插头和插孔的界面外可产生最大的拉拔强度。

门禁控制设备的一个实施例中，所述BCM2837中央处理器7连接有电源管理芯片17，所述电源管理芯片17采用SD6834直插DIP8脚，电源管理芯片17是在门禁控制设备中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片，主要负责识BCM2837中央处理器7的供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出，其它常用电源管理芯片17还有HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。所述BCM2837中央处理器7连接有无线管理芯片18，所述无线管理芯片18采用博通BCM43438。无线管理芯片18实现门禁控制设备的无线传输作用。

为了保障所在系统安全性，采用本实用新型的门禁系统全策略为访客通行码不可简单生成，使用特定的协议，并且进行校验；访客通行码具有时效性限制，不可长时间使用；访客通行码对地点进行限制，不可打开其他门禁；管理员注册码具有更高的安全性，需考虑到不可复制性；设备对外接口隐藏，防止恶意攻击。

再次参见图3，利用本实用新型可以实现通行码扫描、注册与校验，驱动门禁，语音播报功能，采用本实用新型的门禁系统，首先进行门禁系统与定位系统的初始化配置。然后用户端从访客管理系统处获取合法的访客出入二维码，在门禁系统处进行扫描，门禁系统对二维码进行判断，若时间地点与格式都无误，即进行放行，同时语音播报“XX先生上午好”，在管理员端，可以使用管理员二维码进行临时IC卡的注册。门禁系统将IC卡录入数据库，使用该IC卡可与二维码达到同等访问的效果。

本实用新型不配备屏幕，人机交互接口只有通行码扫描器4和语音播报，继电器集成在设备内部，需要拆开外壳连接所需控制的开关，安全可靠；适合发行一次性、量大、无回收需求的票券类应用，可以使用动态口令，认证的安全性得到保证；价格低，性价比高，运行稳定，可以对接各个公司的办公自动化系统和人事管理系统；能够使用树莓派开发板配合最新的Android Things系统保证可靠性以便稳定运行，具有上电自启动与看门狗程序跑死自启动；内部使用串口通信，处理反应时间尽可能短，带给用户舒适的体验。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。