本發(fā)明涉及一種智能門禁系統(tǒng)與控制方法，屬于門禁技術領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的門禁管理由人員進行登記，費時費力容易發(fā)生錯誤而且管理不嚴格。密碼門禁系統(tǒng)由于其本身的安全性弱和便捷性差已經(jīng)面臨淘汰。隨著電子門禁管理系統(tǒng)的推廣，很多公司在職工操作儀器時需要刷卡，持卡者只要將卡在讀卡器鄰近擺靜，讀卡器感應到有卡主機進行檢驗該卡合法性，而后決定是否進行開鎖動作。由于其較高的安全性、便捷性和性價比，已成為門禁系統(tǒng)主流。然而，此類門禁管理系統(tǒng)因為缺乏通信控制系統(tǒng)和管理軟件，往往只是一種簡單的身份識別準入，難以記錄操作人員的個人信息和門鎖使用情況，管理人員無法準確知道每一次操作的具體操作時間和開鎖人員編號，缺乏相關的管理。申請?zhí)枮椤?01310457320.5”，專利名稱為“一種IC卡門禁管理系統(tǒng)”的專利申請?zhí)岢隽司唧w的解決方案，該IC卡門禁管理系統(tǒng)可及時準確地將每一個電控鎖的開門狀態(tài)信息發(fā)送至管理人員，且管理人員還可準確無誤地知道每臺電控鎖開門的開鎖人員，并通過GSM短信通知，可合理有效管理電控門禁；但是針對目前盜賊采用強磁場干擾IC卡讀卡器，從而將門打開然后入室盜竊的的問題，該專利仍然無法解決，所以該IC卡門禁管理系統(tǒng)的安全性能仍待提高。為了解決強磁場干擾的問題，連云港溢瑞科技有限公司與我公司簽訂了合作協(xié)議，雙方共同公司共同研發(fā)，最終我們想到了很好的解決方法，于是申請了以下發(fā)明專利，專利申請?zhí)枮?015104458776，專利名稱為一種IC卡門禁系統(tǒng)。按照該專利的技術方案將實際產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)，但是最近公司工程師發(fā)現(xiàn)目前的產(chǎn)品仍然有技術缺陷。也就是說申請?zhí)枮?015104458776，專利名稱為一種IC卡門禁系統(tǒng)的發(fā)明專利仍有很大的改進空間。
申請?zhí)枮?015104458776，該專利技術方案存在的缺陷是：采用了第三單片機模塊，第三單片機模塊設置于IC卡門禁系統(tǒng)的門的內(nèi)側(cè)；問題是電機的驅(qū)動模塊肯定需要與電機設置在一起，否則線路太長驅(qū)動功率會損耗很大。如果盜賊采用強磁場干擾電機驅(qū)動模塊的話同樣會使得原先的技術方案失靈，這樣的話竊賊采用強磁場干擾電機驅(qū)動模塊就有可能將門打開。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術問題是：盜賊采用強磁場干擾電機驅(qū)動模塊，從而將門打開然后入室盜竊的的問題。
為了實現(xiàn)解決以上技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能門禁系統(tǒng)與控制方法，包括IC卡讀頭、第一單片機模塊、第一通信模塊、第二通信模塊、第二單片機模塊、第一無線通信模塊、智能手機；
第一單片機模塊分別與IC卡讀頭、第一通信模塊電連接；第二單片機模塊分別與第二通信模塊、第一無線通信模塊電連接；
第一單片機模塊與第二單片機模塊通過第一通信模塊和第二通信模塊通信；第二單片機模塊通過第一無線通信模塊與智能手機通信；
還包括第一霍爾傳感器模塊、第三通信模塊、第三單片機模塊、步進電機驅(qū)動模塊；
第一霍爾傳感器模塊設置于IC卡讀頭處，第一霍爾傳感器模塊與第三單片機模塊電連接；第一單片機模塊與第三單片機模塊之間通過第一通信模塊和第三通信模塊通信；
第三單片機模塊設置于IC卡門禁系統(tǒng)的門的內(nèi)側(cè)；第三單片機模塊與第一單片機模塊、IC卡讀頭之間的距離至少大于3米，并且第三單片機模塊與門的距離至少大于2米；
第三單片機模塊根據(jù)第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值大小以及第一單片機模塊發(fā)送的控制命令共同決定步進電機驅(qū)動模塊驅(qū)動步進電機是打開門還是關閉門；
假設正常情況下第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值為x安/米；
如果第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值大于2x安/米，則第三單片機模塊控制步進電機驅(qū)動模塊關閉門；
如果第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值小于等于2x安/米，并且第一單片機模塊向第三單片機模塊發(fā)送了打開門的控制命令，則第三單片機模塊控制步進電機驅(qū)動模塊關閉門；
如果第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值小于等于2x安/米，但是第一單片機模塊尚未向第三單片機模塊發(fā)送了打開門的控制命令，則第三單片機模塊控制步進電機驅(qū)動模塊關閉門；
其特征在于，還包括第二霍爾傳感器模塊、第四單片機模塊、第二無線通信模塊；開關模塊、電源模塊；
電源模塊通過開關模塊為步進電機驅(qū)動模塊提供供電電源，第三單片機模塊控制開關模塊的斷開與關閉；
開關模塊與電源模塊設置在第三單片機旁；
第三單片機模塊通過第二無線通信模塊與智能手機通信；
第二霍爾傳感器模塊與第四單片機模塊均設置在步進電機驅(qū)動模塊旁，步進電機驅(qū)動模塊設置在步進電機旁；
第二霍爾傳感器模塊的信號輸出端與第四單片機模塊的信號輸入端電連接；
第四單片機模塊每20毫秒向第三單片機模塊發(fā)送一次恒定不變的脈沖信號；
如果第三單片機模塊一旦接收不到第四單片機模塊發(fā)送的恒定不變的脈沖信號或者接收到的脈沖信號發(fā)生變化，則表明第四單片機模塊受到強磁場干擾，這時第三單片機模塊向智能手機發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，智能手機收到步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號后向第三單片機模塊發(fā)送斷開開關模塊的控制命令；第三單片機模塊收到斷開開關模塊的控制命令后斷開開關模塊；
假設正常情況下第二霍爾傳感器模塊輸出的信號值為y安/米；
如果第二霍爾傳感器模塊輸出的信號值大于10*y安/米，則第四單片機模塊向第三單片機模塊發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，此時第三單片機模塊向步進電機驅(qū)動模塊發(fā)送關閉門的控制命令，同時第三單片機模塊向智能手機發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，智能手機收到步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號后向第三單片機模塊發(fā)送斷開開關模塊的控制命令；第三單片機模塊收到斷開開關模塊的控制命令后斷開開關模塊。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
第一，本發(fā)明有效解決了盜賊采用強磁場干擾電機驅(qū)動模塊，使得門禁系統(tǒng)失靈，將門打開然后入室盜竊的問題；
第二，本發(fā)明有效地解決了盜賊采用強磁場干擾IC卡讀卡器，使得門禁系統(tǒng)失靈，然后將門打開入室盜竊問題的發(fā)生；
第三，本發(fā)明系統(tǒng)采用智能手機可以遠程控制門禁管理系統(tǒng)的電源總開關，一旦盜賊采用強磁場干擾電機驅(qū)動模塊時，智能手機遠程發(fā)送控制命令斷開整個門禁管理系統(tǒng)的總電源開關；
第四，本發(fā)明采用了第三單片機模塊，并且第三單片機模塊遠離IC卡讀頭，第三單片機模塊根據(jù)第一單片機模塊的控制命令和霍爾傳感器模塊的檢測結(jié)果共同決定控制電機模塊開門或者關門，這樣就保證了即使有人采用強磁場干擾IC卡讀頭(普通的IC卡門禁系統(tǒng)的第一單片機模塊、第二單片機模塊都與IC卡讀頭設置在一起的)，電機模塊也不會將門打開。
附圖說明
圖1是本發(fā)明智能門禁系統(tǒng)的原理示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對發(fā)明做進一步詳細描述。
參照圖1，
智能門禁系統(tǒng)與控制方法，包括IC卡讀頭、第一單片機模塊、第一通信模塊、第二通信模塊、第二單片機模塊、第一無線通信模塊、智能手機；
第一單片機模塊分別與IC卡讀頭、第一通信模塊電連接；第二單片機模塊分別與第二通信模塊、第一無線通信模塊電連接；第一單片機模塊與第二單片機模塊通過第一通信模塊和第二通信模塊通信；第二單片機模塊通過第一無線通信模塊與智能手機通信；還包括第一霍爾傳感器模塊、第三通信模塊、第三單片機模塊、步進電機驅(qū)動模塊；第一霍爾傳感器模塊設置于IC卡讀頭處，第一霍爾傳感器模塊與第三單片機模塊電連接；第一單片機模塊與第三單片機模塊之間通過第一通信模塊和第三通信模塊通信；第三單片機模塊設置于IC卡門禁系統(tǒng)的門的內(nèi)側(cè)；第三單片機模塊與第一單片機模塊、IC卡讀頭之間的距離6米，并且第三單片機模塊與門的距離5米；第三單片機模塊根據(jù)第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值大小以及第一單片機模塊發(fā)送的控制命令共同決定步進電機驅(qū)動模塊驅(qū)動步進電機是打開門還是關閉門；
假設正常情況下第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值為x安/米；
如果第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值大于2x安/米，則第三單片機模塊控制步進電機驅(qū)動模塊關閉門；如果第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值小于等于2x安/米，并且第一單片機模塊向第三單片機模塊發(fā)送了打開門的控制命令，則第三單片機模塊控制步進電機驅(qū)動模塊關閉門；如果第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值小于等于2x安/米，但是第一單片機模塊尚未向第三單片機模塊發(fā)送了打開門的控制命令，則第三單片機模塊控制步進電機驅(qū)動模塊關閉門；
還包括第二霍爾傳感器模塊、第四單片機模塊、第二無線通信模塊；開關模塊、電源模塊；電源模塊通過開關模塊為步進電機驅(qū)動模塊提供供電電源，第三單片機模塊控制開關模塊的斷開與關閉；
開關模塊與電源模塊設置在第三單片機旁；(遠離步進電機驅(qū)動模塊的原因就是為了避免受到外在強磁場的干擾，從而可以保證有效的關閉與斷開電源模塊)
第三單片機模塊通過第二無線通信模塊與智能手機通信；
第二霍爾傳感器模塊與第四單片機模塊均設置在步進電機驅(qū)動模塊旁，步進電機驅(qū)動模塊設置在步進電機旁；
第二霍爾傳感器模塊的信號輸出端與第四單片機模塊的信號輸入端電連接；
第四單片機模塊每20毫秒向第三單片機模塊發(fā)送一次恒定不變的脈沖信號；
如果第三單片機模塊一旦接收不到第四單片機模塊發(fā)送的恒定不變的脈沖信號或者接收到的脈沖信號發(fā)生變化，則表明第四單片機模塊受到強磁場干擾，這時第三單片機模塊向智能手機發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，智能手機收到步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號后向第三單片機模塊發(fā)送斷開開關模塊的控制命令；第三單片機模塊收到斷開開關模塊的控制命令后斷開開關模塊；
假設正常情況下第二霍爾傳感器模塊輸出的信號值為y安/米；(這里y的大小主要是由步進電機驅(qū)動模塊產(chǎn)生的磁場，磁場強度非常小，一般也就200--800微特斯拉，所以y的范圍可以限定為200--800微特斯拉。)由于采用步進電機控制門的開與關，而步進電機驅(qū)動模塊就跟步進電機設置在一塊，一旦當竊賊采用強磁場干擾步進電機驅(qū)動模塊時候，第二霍爾傳感器模塊輸出地數(shù)值會遠大于y的數(shù)值，會超過10y的。
如果第二霍爾傳感器模塊輸出的信號值大于10y安/米，則第四單片機模塊向第三單片機模塊發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，此時第三單片機模塊向步進電機驅(qū)動模塊發(fā)送關閉門的控制命令，同時第三單片機模塊向智能手機發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，智能手機收到步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號后向第三單片機模塊發(fā)送斷開開關模塊的控制命令；第三單片機模塊收到斷開開關模塊的控制命令后斷開開關模塊。
其中，第一單片機模塊發(fā)送的控制命令是指正常情況下，IC卡靠近IC卡讀頭時候，IC卡讀頭會將信息發(fā)送給第一單片機模塊，第一單片機模塊將接收到信息與事先存儲的信息進行比較，如果與事先存儲的信息一致，則第一單片機模塊發(fā)送打開門的控制指令，如果第一單片機模塊收到的信息與事先存儲的信息不一致，則第一單片機模塊發(fā)送關閉門的控制指令。
假設正常情況下第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值為x安/米；(由于不同型號的IC卡讀頭產(chǎn)生的電磁強度不同，這里不好給一個具體的數(shù)值，因此假設為X)；
一般情況下x的范圍為1000--3000微特斯拉。
第一通信模塊、第二通信模塊、第三通信模塊均采用RS485模塊；其中，所述的第一單片機模塊、第二單片機模塊、第三單片機模塊均采用MSP430單片機。
IC卡工作的基本原理是：射頻讀寫器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)存儲，當所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明原理說明：由于IC卡讀頭是產(chǎn)生電磁波的，但是產(chǎn)生的電磁波強度恒定，所以正常情況下霍爾傳感器模塊輸出的信號值應該不變，假設為x安/米；一旦大于2x安/米，可以推定是人為采用強磁場干擾IC卡讀頭，這時候只要第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值大于2x安/米，則第三單片機模塊控制電機模塊關閉門；當霍爾傳感器模塊輸出的信號值小于等于2x安/米，可以推定沒有人為采用強磁場干擾IC卡讀頭，這時候如果再有人正常刷卡，則第一單片機模塊會給第三單片機模塊發(fā)送開門的控制命令，這時候第三單片機模塊控制步進電機驅(qū)動模塊打開門。
第三單片機模塊設置于IC卡門禁系統(tǒng)的門的內(nèi)側(cè)(即是不刷卡無法進入的那一側(cè))；第三單片機模塊與第一單片機模塊、IC卡讀頭之間的距離至少大于3米；這樣保證了即使有人為采用強磁場干擾IC卡讀頭，也不會影響到第三單片機模塊的正常工作，不會影響到第三單片機模塊控制步進電機驅(qū)動模塊打開或者關閉門；
實際中第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值要么大于2x安/米，要么接近x安/米，即是人為干擾IC卡讀頭時候，第一霍爾傳感器模塊輸出的信號值一般遠大于2x安/米，正常情況下接近x安/米。本發(fā)明采用2x安/米作為分界點可以保證安全不會出現(xiàn)誤操作。
當人為采用強磁場干擾IC卡讀頭時候，一般也會引起第一單片機模塊各個端口的電平變化或者IC卡讀頭芯片的端口的電平變化，所以傳統(tǒng)的IC卡門禁系統(tǒng)采用第一單片機模塊或者第二單片機模塊控制電機模塊，由于第一單片機模塊和第二單片機模塊都靠近IC卡讀頭，所以一旦有人為采用強磁場干擾IC卡讀頭時候容易導致步進電機驅(qū)動模塊誤將門打開。
第四單片機模塊每20毫秒向第三單片機模塊發(fā)送一次恒定不變的脈沖信號；如果第三單片機模塊一旦接收不到第四單片機模塊發(fā)送的恒定不變的脈沖信號或者接收到的脈沖信號發(fā)生變化，則表明第四單片機模塊受到強磁場干擾，這時第三單片機模塊向智能手機發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，智能手機收到步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號后向第三單片機模塊發(fā)送斷開開關模塊的控制命令；第三單片機模塊收到斷開開關模塊的控制命令后斷開開關模塊；
由于采用步進電機控制門的開與關，而步進電機驅(qū)動模塊就跟步進電機設置在一塊，一旦當竊賊采用強磁場干擾步進電機驅(qū)動模塊時候，第二霍爾傳感器模塊輸出地數(shù)值會遠大于y的數(shù)值，會超過10y的。如果第二霍爾傳感器模塊輸出的信號值大于10y安/米，則第四單片機模塊向第三單片機模塊發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，此時第三單片機模塊向步進電機驅(qū)動模塊發(fā)送關閉門的控制命令，同時第三單片機模塊向智能手機發(fā)送步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號，智能手機收到步進電機驅(qū)動模塊附近存在強磁場干擾信號后向第三單片機模塊發(fā)送斷開開關模塊的控制命令；第三單片機模塊收到斷開開關模塊的控制命令后斷開開關模塊。