一种基于蓝牙BLE多连接短距离的门禁系统的制作方法

一种基于蓝牙ble多连接短距离的门禁系统
技术领域
1.本实用新型涉及门禁领域，更具体的说是涉及一种基于蓝牙ble多连接短距离的门禁系统。


背景技术：

2.目前门禁系统通常采用ic卡和蓝牙两种开锁方式。其中采用ic卡开锁的方式，需要将ic卡靠近读卡器进行刷卡，这样当用户双手持有重物时，需要将重物放下然后掏出卡片进行开锁操作使用极其不便；而采用蓝牙开锁的方式，需要通过app点击“开门”操作搜索附近门禁设备的蓝牙进行连接后发出开门指令进行开门操作，无法实现解放双手，操作不便。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种基于蓝牙ble多连接短距离的门禁系统，旨在解决现有门禁系统开锁操作不方便的技术问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种基于蓝牙ble多连接短距离的门禁系统，包括蓝牙终端、门锁、读卡器、蓝牙ble5.0通信模块，所述读卡器包括微控制器、状态显示模块、报警模块和rfid读卡模块，所述微控制器与所述状态显示模块、所述报警模块及所述rfid读卡模块电性连接，所述蓝牙ble5.0通信模块分别与所述蓝牙终端和所述微控制器通信连接，所述蓝牙ble5.0通信模块能够感知在预设距离内的蓝牙终端并将该蓝牙终端信息传递至微控制器，所述微控制器能够判断蓝牙终端信息的合法性和蓝牙终端是否移动到预设距离内、并用于发送信息控制门锁进行开锁。
6.进一步地，所述蓝牙ble5.0通信模块采用型号为qcc5121蓝牙芯片。
7.进一步地，所述读卡器还包括用于检测蓝牙终端和所述读卡器距离的测距模块。
8.进一步地，所述门禁系统还包括热红外活体检测模块和转动安装在读卡器上的摄像机，所述热红外活体检测模块和所述摄像机分别与所述微控制器电性连接。
9.进一步地，所述报警模块为蜂鸣器，所述蜂鸣器安装在所述读卡器的底端。
10.进一步地，所述状态显示模块包括第一状态显示灯和第二状态显示灯。
11.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种基于蓝牙ble多连接短距离的门禁系统，包括蓝牙终端、门锁、读卡器、蓝牙ble5.0通信模块，蓝牙终端通过蓝牙ble5.0通信模块与读卡器进行通信连接，根据蓝牙终端通信连接时的定位能力来确定使用者的位置，通过微控制器和蓝牙ble5.0通信模块的配合感知预设距离内的已经配对过的用户蓝牙终端，只要该蓝牙终端靠近读卡器时，读卡器即控制门锁进行开锁操作，实现感应式无接触开锁，解放双手，使用灵活，操作简单。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
13.图1为本实用新型提供的门禁系统的整体结构示意图。
14.附图标记：
15.100-门禁系统；1-读卡器；11-微控制器；12-状态显示模块；13-报警模块；14-rfid读卡模块；15-测距模块；2-蓝牙终端；3-蓝牙ble5.0通信模块；4-门锁；5-热红外活体检测模块；6-摄像机。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.参见附图1，本实用新型实施例公开了一种基于蓝牙ble多连接短距离的门禁系统，包括蓝牙终端2、门锁4、读卡器1、蓝牙ble5.0通信模块3，蓝牙终端2通过蓝牙ble5.0通信模块3与读卡器1进行通信连接。其中，读卡器1包括微控制器11、状态显示模块12、报警模块13、rfid读卡模块14以及12v电源接口(图未示)，微控制器11分别与状态显示模块12、报警模块13及rfid读卡模块14电性连接。蓝牙ble5.0通信模块3能够感知在预设距离内的蓝牙终端2并将该蓝牙终端信息传递至微控制器11；而微控制器11能够判断蓝牙终端信息的合法性和蓝牙终端2是否移动到门外预设距离，并可以发送信息控制门锁4进行开锁。在此，根据蓝牙终端2通信连接时的定位能力来确定使用者的位置，通过微控制器11和蓝牙ble5.0通信模块3的配合感知预设距离内已经配对过的蓝牙终端2，只要该蓝牙终端2靠近读卡器1时，读卡器1即控制门锁4进行开锁操作，实现感应式无接触开锁，解放双手，使用灵活，操作简单。
18.在本实施例中，该门禁系统100采用蓝牙ble5.0通信模块3，具有防复制性、高安全性、便捷性。具体包括以下：
19.(1)、128bit的认证信息(stk以及ltk)；
20.(2)、安全级别控制，oob authentication方式进行配对；
21.(3)、可靠的蓝牙数据通讯的安全保障技术；
22.(4)、定制加密数据配对；
23.(5)、无触碰式，靠近自动感应开门闸。
24.在此，采用了oob(out-of-band，带外)鉴权方式与蓝牙终端2进行双向鉴权。在整个oob鉴权过程中，无需用户介入，实现了配网鉴权的自动化，有利于改善用户体验，提高了配网鉴权的效率；另外，不同蓝牙终端2对应不同oob信息，这有利于保证配网鉴权过程的安全性。
25.蓝牙ble5.0通信模块3包括一颗蓝牙芯片，蓝牙芯片优先选择高度整合的模块蓝
牙芯片，其设置有基带控制器和存储单元，支持多种波特率的数据传输。优选地，可选用型号为qcc5121的蓝牙芯片。
26.进一步地，该状态显示模块12包括能够发出蓝光的第一状态指示灯和能够发出绿光的第二状态显示灯。状态显示模块12采用了双色灯来指示门禁系统100中蓝牙的配对状态、开锁状态、关锁状态以及各种异常状态，使得使用者更加直观的获取门禁系统100目前使用状态，避免误判造成不必要的损失。
27.此外，该报警模块13为蜂鸣器。蜂鸣器28选用7.5mm*7.5mm*2.5mm侧发声无源电磁蜂鸣器，该无源电磁蜂鸣器设置在读卡器1的底端，不轻易被发现，保持了读卡器1的整体美观性。
28.在一个实施例中，读卡器1还包括测距模块15。例如，雷达测距模块、激光测距模块。该测距模块15能够检测蓝牙终端2和读卡器1距离，而当微控制器11接收到测距模块15检测到蓝牙终端2和读卡器1的距离接近预设距离时便会控制蓝牙ble5.0通信模块3，通过广播模式进行广播，而蓝牙终端2通过扫描模式获取广播信号与蓝牙ble5.0通信模块3进行认证连接，而在其他时间蓝牙ble5.0通信模块3和微控制器11处于休眠状态，减少门禁系统100的能耗。在此，采用测距模块15检测蓝牙终端2和读卡器1的距离，即用户到门禁系统100的距离，可实现精确的距离感应开门，门禁自动感应保持开启的特征，无需通过系统设置门禁的开启后延迟，避免门禁延迟设计不合理而导致无法正常进出的弊端。
29.进一步地，门禁系统100还包括热红外活体检测模块5和转动安装在读卡器1上的摄像机6，热红外活体检测模块5和摄像机6分别与微控制器11电性连接。这样，首先，由热红外活体检测模块5检测是否有人体靠近门禁系统100；接着摄像机6拍摄采集人体特征和人体姿势并将所采集的图像传送至微控制器11，微控制器11根据所采集的图像提取人体特征与系统预设白名单进行对比，判断用户的合法性；当用户身份合法后，再判断人体姿势是否为靠近读卡器1，若是，则进行开锁操作；否则即使在规定距离内蓝牙配对成功也不进行开门操作，提高开门的准确性。并且，热红外活体检测模块5和摄像机6的配合使得该门禁系统100具有了人脸识别的开锁功能，解决了门禁开锁方式过于单一的问题，还保证用户能通过单独一种或多种方式的组合来完成门禁开锁，从而满足了用户对于开锁的多样需求，提高了用户的使用体验。
30.在本实施例中，蓝牙终端2可以是用户的智能手机，利用智能手机内的蓝牙芯片直接作为用户的蓝牙终端2，可以有效降低成本，并且利用用户对手机的熟悉程度简化操作流程。当然在其他的一些实施例中也可以具备蓝牙模块的钥匙。
31.该门禁系统100的微控制器11控制蓝牙ble5.0通信模块3进行120毫秒间隔的广播提高设备被手机搜索到的速度。在广播数据中使用蓝牙sig定义的标注hid外观特征，设备拥有hid鼠标的服务以及特征uuid，模拟鼠标设备让手机能够在收到广播后自动进行连接，并将手机靠近门禁系统100预设距离内自动打开门锁4。
32.自动连接的前提需要完成蓝牙的配对与绑定。而未进行身份验证的手机直接发起配对请求则会被设备拒绝配对。其中配对方式为：在手机中使用本产品的app完成实名制认证后，点击近距离配对通过后台服务器获取用户身份信息，生成加密的用户信息至app以及设备，为近距离配对做准备。完成进行身份验证发出加密数据到蓝牙外围设备中进行解密，验证数据以及身份有效期后完成用户的鉴权。完成用户身份验证后设备发出蓝牙配对以及
绑定的请求完成设备的配对，实现手机自动连接。
33.该门禁系统100最多支持8-20个设备进行连接，若多名用户在门禁附近会导致蓝牙被占用，从而需要开门的用户手机不能进行设备连接。而微控制器11是不允许此事件发生的。其中在未进行安全配对的用户是会被设备断开连接的。若该用户在3秒内没有缩减与门禁的距离则视为超时立刻断开设备，此时该用户可以继续靠近并尝试连接设备完成距离检测。
34.具体地，使用自动感应进行开门操作为：当手机靠近设备10米内会收到设备广播，根据蓝牙hid的外观特征手机会自动连接该设备，完成连接后设备会进行蓝牙信号强度(rssi)的检测，根据信号强度判断手机与设备之间的距离。当手机与设备的距离小于2米时检查该手机是否已经完成安全配对并绑定，并对该用户有效期校验，若设备未使用安全的配对以及绑定或者身份信息已过期则立刻断开手机的蓝牙连接。若完成身份信息确认，则微控制器11控制蜂鸣器提示一声，然后绿色状态显示灯闪烁一次，并打开门锁4，实现感应式无接触开锁，解放双手，使用灵活，操作便捷。
35.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
36.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。