基于蓝牙的无感门禁系统
阅读说明：本技术 基于蓝牙的无感门禁系统 (Bluetooth-based non-inductive access control system ) 是由 胡宪华 叶奇才 黄海 陈杰威 严业仓 胡龙 王彦淞 潘俊杰 于 2021-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了基于蓝牙的无感门禁系统,包括包括APP用户、MCU模块、继电器模块、蓝牙模块和定向天线,MCU模块包括主控芯片U8、时间基准模块和滤波模块；蓝牙模块包括主控芯片U3、蓝牙运行指示模块和复位模块；主控芯片U3包括flash模块,APP用户通过蓝牙模块中的flash模块写入MAC地址并存储,主控芯片U8通过输出控制端与继电器模块的输入控制端电性连接,主控芯片U3的信号接入端与定向天线连接,定向天线通过flash模块中预存的MAC地址与主控芯片U3配对连接,用蓝牙配对技术,在配对过程中只有授权MAC地址的蓝牙才能进行蓝牙配对开门,在近场开门的应用场景中既能快速的开门,也能够识别授权的蓝牙解决开门的安全性,做到真正的无感开门。(The invention discloses a Bluetooth-based non-inductive access control system, which comprises an APP user, an MCU module, a relay module, a Bluetooth module and a directional antenna, wherein the MCU module comprises a main control chip U8, a time reference module and a filtering module; the Bluetooth module comprises a main control chip U3, a Bluetooth operation indication module and a reset module; master control chip U3 includes the flash module, the APP user writes in the MAC address and saves through the flash module in the bluetooth module, master control chip U8 is through output control end and relay module's input control end electric connection, master control chip U3's signal access end and directional antenna are connected, directional antenna pairs with master control chip U3 through the MAC address that prestores in the flash module and is connected, pair the technique with the bluetooth, only can carry out the bluetooth and pair the door opening at the bluetooth of authorizing the MAC address in the process of pairing, can quick door opening in the applied scene that the near field opened the door, the security that the bluetooth that also can discern the authorization solved the door opening, accomplish real noninduction door.)
技术领域
本发明属于门禁系统技术领域，具体涉及基于蓝牙的无感门禁系统。
背景技术
随着物联网行业的发展智能门禁也越来越普及。在现实中，存在各种各样的智能门禁，有使用人脸识别的人脸门禁，有使用IC卡刷卡的刷卡门禁，有使用手机APP开门的智能门禁。
但以上的智能门禁都需要有一个开门的动作，例如：刷脸、刷卡、APP开门等，不能做到安全的快速的无感开门。
因此，需要提供一种基于蓝牙的无感门禁系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于蓝牙的无感门禁系统，可以以无感开门方式快速识别授权人员，进行无感开门，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
基于蓝牙的无感门禁系统，包括APP用户、MCU模块、继电器模块、蓝牙模块和定向天线，所述MCU模块包括主控芯片U8、时间基准模块和滤波模块；所述蓝牙模块包括主控芯片U3、蓝牙运行指示模块和复位模块；
所述主控芯片U8的通信串口与蓝牙模块的主控芯片U3上的通信串口电性连接，所述主控芯片U3包括flash模块，所述APP用户通过蓝牙模块中的flash模块写入MAC地址并存储，所述主控芯片U8通过输出控制端与继电器模块的输入控制端电性连接，所述主控芯片U3的信号接入端与定向天线连接，所述定向天线通过flash模块中预存的MAC地址与主控芯片U3配对连接。
优选的，所述主控芯片U8的3号引脚、4号引脚、5号引脚和6号引脚接有时间基准模块，所述时间基准模块包括晶振管Y3和晶振管Y4，所述滤波模块包括电容C34、电容C35、电容C36和电容C42。
优选的，所述晶振管Y3的1号脚与电容C35的一端连接，所述晶振管Y3的2号脚与电容C34的一端连接，所述晶振管Y4的1号脚与电容C36的一端连接，所述晶振管Y4的3号脚与电容C42的一端连接，所述电容C34、电容C35、电容C36、电容C42以及晶振管Y4的2号脚、4号脚均为接地设置。
优选的，所述主控芯片U8的29号引脚和30号引脚与主控芯片U3的22号引脚和21号引脚分别对应连接，所述主控芯片U8的57号引脚与主控芯片U3的25号引脚连接，且构成复位模块。
优选的，所述蓝牙运行指示模块包括LED1和电阻R5，所述LED1的一端为接地，所述LED1的另一端与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与主控芯片U3的3号脚连接。
优选的，所述继电器模块包括继电器U6，所述主控芯片U8的57号引脚与继电器U6的电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端分别与电阻R21和三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极和电阻R21的另一端共接地设置。
优选的，所述主控芯片U6的2号脚分别接有电容C9和电源1,所述继电器模块的三极管Q2集电极分别与继电器U6以及稳压二极管D4的一端连接，所述稳压二极管D4的另一端与电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端接有电源2和电容C14，所述电源1和电源2均为3.3V。
优选的，所述主控芯片U8的型号为STM32F1，所述主控芯片U3的型号为BT617。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的基于蓝牙的无感门禁系统，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供基于蓝牙的无感门禁系统，使用蓝牙配对技术，在配对过程中只有授权MAC地址的蓝牙才能进行蓝牙配对开门，在近场开门的应用场景中既能快速的开门，也能够识别授权的蓝牙解决开门的安全性，做到真正的无感开门，该无感门禁系统可以应用在领导办公室领域、共用会议室等场景，可以解决在公共区域的人员进出管理问题。
2、本发明提供基于蓝牙的无感门禁系统，通过MCU模块通过蓝牙模块与用户手机端进行蓝牙通讯，并控制继电器模块的开关，从而能控制门禁机的门开关，代替了传统的刷脸、刷卡、APP开门方式，能够使用户快速的无感开门。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的MCU模块电路图；
图3为本发明的蓝牙模块电路图；
图4为本发明的继电器模块电路图；
图5为本发明系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1～4所示的基于蓝牙的无感门禁系统，包括APP用户、MCU模块、继电器模块、蓝牙模块和定向天线，所述MCU模块包括主控芯片U8、时间基准模块和滤波模块；所述蓝牙模块包括主控芯片U3、蓝牙运行指示模块和复位模块，主控芯片U8的型号为STM32F1，主控芯片U3的型号为BT617；
所述主控芯片U8的通信串口与蓝牙模块的主控芯片U3上的通信串口电性连接，所述主控芯片U3包括flash模块，所述APP用户通过蓝牙模块中的flash模块写入MAC地址并存储，所述主控芯片U8通过输出控制端与继电器模块的输入控制端电性连接，所述主控芯片U3的信号接入端与定向天线连接，所述定向天线通过flash模块中预存的MAC地址与主控芯片U3配对连接。
主控芯片U8的3号引脚、4号引脚、5号引脚和6号引脚接有时间基准模块，时间基准模块包括晶振管Y3和晶振管Y4，为系统提供时间基准，滤波模块包括电容C34、电容C35、电容C36和电容C42，晶振管Y3的1号脚与电容C35的一端连接，晶振管Y3的2号脚与电容C34的一端连接，晶振管Y4的1号脚与电容C36的一端连接，晶振管Y4的3号脚与电容C42的一端连接，电容C34、电容C35、电容C36、电容C42以及晶振管Y4的2号脚、4号脚均为接地设置。
主控芯片U8的29号引脚和30号引脚与主控芯片U3的22号引脚和21号引脚分别对应连接，使蓝牙模块能够与MCU模块通讯，主控芯片U8的57号引脚与主控芯片U3的25号引脚连接，且构成复位模块，控制蓝牙的复位功能。
蓝牙运行指示模块包括LED1和电阻R5，LED1的一端为接地，LED1的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与主控芯片U3的3号脚连接，LED1为指示蓝牙运行状态的灯，蓝牙模块在正常运行时，蓝牙指示灯在不停闪烁。
继电器模块包括继电器U6，主控芯片U8的57号引脚与继电器U6的电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端分别与电阻R21和三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极和电阻R21的另一端共接地设置，当主控芯片U8的PB5为高电平时，三极管Q2导通，继电器U6开门。当PB5为低电平时，三极管Q2闭合，继电器U6关闭门，该继电器U6主要负责输出开门、关门信号。
主控芯片U6的2号脚分别接有电容C9和电源1,继电器模块的三极管Q2集电极分别与继电器U6以及稳压二极管D4的一端连接，稳压二极管D4的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接有电源2和电容C14，电源1和电源2均为3.3V。
在第一次使用无感门禁系统，手机需要主动连接无感门禁系统的蓝牙模块，打开手机中无感门禁系统的配置APP用户，进行权限分配，第一个用户连接进来时，为主用户，具备最高权限，当其他用户连接上蓝牙时，需要主用户在APP上查看该用户的蓝牙MAC地址，如果是想要添加的用户，主用户可选择对该用户选择授权，将用户的手机蓝牙MAC地址写入无感系统的蓝牙模块中的flash中存储。等待该用户再次靠近该门禁时，无感系统的蓝牙会查询flash中存储的蓝牙MAC地址，即可确认该用户有无开门权限。
如图5所示，当系统开机时，蓝牙模块通过定向天线搜索用户的蓝牙信号，定向天线使用180°发射的定向天线，无感门禁系统的天线方向安装在门外一侧，该方式安装可以让无感门禁系统检测到用户的手机蓝牙在门内一侧还是在门外一侧，当用户在门内时，无感门禁系统无法接收到用户手机侧的蓝牙信号，设备无法连接，所以在门内不会造成误连接从而进行开门，当用户在门外时，无感门禁系统判断有无手机端的蓝牙信号。
无感门禁系统通过定向天线检测到有蓝牙信号时，以5S为一个检测周期，用户手机端的蓝牙越来越靠近无感门禁系统的蓝牙时，无感门禁系统检测到用户蓝牙所发射出来的信号强度越来越强。但无感门禁系统检测到用户蓝牙信号强度大于50dbm时，无感门禁系统的蓝牙主动连接用户的蓝牙，同时无感门禁系统查询自身存储的flash中的MAC地址，判断该用户是否为授权人员。
如果是，无感门禁系统中的主控芯片U8通继电器控制端控制继电器模块中继电器U6进行开门，当主控芯片U8的PB5为高电平时，三极管Q2导通，继电器U6开门。当PB5为低电平时，三极管Q2闭合，继电器U6关闭门，该继电器U6主要负责输出开门、关门信号，当系统开门完成时，断开两个蓝牙的连接，如果在系统中，查询到不是flash存储的MAC地址，则无感门禁系统不会连接该用户的蓝牙。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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