【摘要】：基于ZigBee無線通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),開發(fā)了一款低功耗的聯(lián)網(wǎng)型無線門鎖系統(tǒng).無線門鎖具有RFID卡片開門、數(shù)據(jù)交互、異常報警等功能,門鎖管理系統(tǒng)軟件實現(xiàn)對聯(lián)網(wǎng)門鎖的時間同步、授權(quán)管理、參數(shù)設(shè)置和電池監(jiān)控,也可以通過移動端門禁管理應(yīng)用進行遠程監(jiān)控.本系統(tǒng)的最大特點是實現(xiàn)了實時聯(lián)網(wǎng)和門鎖的低功耗設(shè)計,滿足了市場上對安全高效聯(lián)網(wǎng)型無線門鎖系統(tǒng)的需求.測試結(jié)果表明:系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠,具有較高的推廣應(yīng)用價值.
【圖文】：

用干電池供電方式工作，因此在持久工作續(xù)航方面也亟待改進．本課題將研究整個無線門鎖系統(tǒng)的統(tǒng)一管理監(jiān)控，通過對門禁系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計，深入研究ＺｉｇＢｅｅ無線通信技術(shù)，并實現(xiàn)門禁系統(tǒng)的超低功耗要求．１系統(tǒng)設(shè)計無線聯(lián)網(wǎng)門鎖系統(tǒng)主要設(shè)備包括上位機、無線基站、無線聯(lián)網(wǎng)門鎖和發(fā)卡器等，主要管理平臺有上位機網(wǎng)頁端門鎖管理軟件和移動端門禁管理應(yīng)用．無線聯(lián)網(wǎng)門鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖１所示，整個系統(tǒng)主要包含三部分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：一是上位機與無線基站之間以及門禁管理軟件終端的有線網(wǎng)絡(luò)，采用ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議通信；二是基站與門鎖之間的無線網(wǎng)絡(luò)，采用ＺｉｇＢｅｅ無線通信技術(shù)．整合系統(tǒng)平臺應(yīng)用，統(tǒng)一接口，能夠快速方便地獲取所需的數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)通信效率［２］；三是上位機與移動終端構(gòu)成的ＷＩＦＩ網(wǎng)絡(luò)，移動終端通過ＷＩＦＩ網(wǎng)絡(luò)與上位機建立連接，完成相應(yīng)的查詢、管理等操作．圖１無線聯(lián)網(wǎng)門鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Ｆｉｇ．１ＴｈｅｄｉａｇｒａｍｏｆｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇｗｉｒｅｌｅｓｓｌｏｃｋｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅＺｉｇＢｅｅ是一種基于ＩＥＥＥ８０２．１５．４標(biāo)準的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相比與藍牙、ＷＩＦＩ等其他的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在功耗方面ＺｉｇＢｅｅ有優(yōu)勢，在使用電池供電的低功耗無線門禁系統(tǒng)中十分適用；其次ＺｉｇＢｅｅ具有很好的抗干擾能力，可在較復(fù)雜的環(huán)境下工作［３－４］．ＺｉｇＢｅｅ網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)主要包括星型、樹形和網(wǎng)狀三種拓撲結(jié)構(gòu)．星型拓撲結(jié)構(gòu)中每一個終端設(shè)備只能和協(xié)調(diào)器通信，具有結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)便捷和數(shù)據(jù)延遲小等優(yōu)點，主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)

２軟硬件設(shè)計２．１無線基站設(shè)計無線基站是重要的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，扮演了承上啟下的角色，完成通信協(xié)議在ＴＣＰ／ＩＰ網(wǎng)絡(luò)和ＺｉｇＢｅｅ無線網(wǎng)絡(luò)之間的相互轉(zhuǎn)換，具有無線組網(wǎng)、數(shù)據(jù)交互和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能，主要可分為微控制器、電源模塊、以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口模塊和存儲模塊，其硬件結(jié)構(gòu)如圖２所示．圖２無線基站硬件結(jié)構(gòu)圖Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｄｉａｇｒａｍｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｔａｔｉｏｎｈａｒｄｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口模塊采用嵌入式以太網(wǎng)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，通信最高波特率高達２３０．４ｋｂｐｓ．電源模塊采用Ｋ７８０３穩(wěn)壓芯片，可提供整個系統(tǒng)工作所需的電壓．存儲模塊主要用于保存基站下管理的門鎖列表、進出記錄等重要數(shù)據(jù)，采用Ｉ２Ｃ總線串行存儲器，掉電不丟失數(shù)據(jù)．ＣＣ２５３０微控制器具有低功耗８０５１微控制器內(nèi)核，可滿足２．４ＧＨｚＩＥＥＥ８０２．１５．４，ＺｉｇＢｅｅ，ＲＦ４ＣＥ應(yīng)用．無線基站作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站：向下表現(xiàn)為建立ＺｉｇＢｅｅ無線網(wǎng)絡(luò)，負責(zé)與無線門鎖的數(shù)據(jù)收發(fā)工作；向上則通過ＴＣＰ／ＩＰ網(wǎng)絡(luò)與上位機保持通訊，接收來自門鎖管理系統(tǒng)的命令并準確發(fā)送至對應(yīng)無線門鎖，上傳無線門鎖的狀態(tài)、進出記錄等信息，，保證門鎖管理軟件能夠準確實時監(jiān)測所有無線門鎖的狀態(tài)，便于維護人員對整個大樓房間的日常維護，其工作流程如圖３所示．２．２無線聯(lián)網(wǎng)門鎖設(shè)計無線聯(lián)網(wǎng)門鎖具備普通機械門鎖的所有功能，還需兼?zhèn)渑c無線基站之間的數(shù)據(jù)通信功能．因此無線門鎖的硬件有微控制器、電源模塊、ＲＴＣ實時時鐘模塊、ＲＦＩＤ讀卡模塊、存儲模塊、電機驅(qū)動模塊
【作者單位】： 浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院;
【基金】：浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究計劃項目(2016C31058)
【分類號】：TP391.44;TN92

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本文編號：2527947