本發(fā)明涉及一種電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)及一種電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)控制方法，屬于電梯門禁控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

門禁系統(tǒng)和樓宇對(duì)講系統(tǒng)是現(xiàn)代化樓宇中不可或缺的智能設(shè)備。隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)系統(tǒng)的功能要求越來越高，目前的短距離門禁和有線對(duì)講已經(jīng)不能滿足用戶的需求。目前基于射頻識(shí)別技術(shù)的門禁系統(tǒng)主要采用低頻和中高頻兩個(gè)頻段，雖然功能實(shí)現(xiàn)良好，但是存在識(shí)別距離比較短的弊端，這就給用戶的使用帶來了不便；基于生物識(shí)別的門禁系統(tǒng)雖然使用便捷，安全系數(shù)高，但是造價(jià)同樣很高，而且對(duì)環(huán)境要求苛刻，并不適用于普通的智能樓宇和小區(qū)當(dāng)中。另一方面，由于wi-fi、射頻等無線形式的對(duì)講穿墻效果差，信號(hào)不穩(wěn)定，目前絕大部分樓宇對(duì)講都為有線對(duì)講，有線形式中，總線和網(wǎng)線是主流。有線對(duì)講系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)會(huì)用到信號(hào)放大器，容易造成信號(hào)失真，而且，傳輸線的材質(zhì)可能導(dǎo)致信號(hào)的衰減，對(duì)于使用和維護(hù)都是不利的。另外，目前的門禁對(duì)講系統(tǒng)一般為單元門禁和樓宇對(duì)講系統(tǒng)組成聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，而電梯中的對(duì)講系統(tǒng)一般用于求救，幾乎與電梯門禁沒有信息交互，造成外來人員無法使用電梯的情況發(fā)生。

用戶進(jìn)入電梯時(shí)，一般需要拿出卡片刷卡，然后自己選擇要到達(dá)的樓層，但當(dāng)雙手拿物品被占用時(shí)，再拿卡去刷卡使用起來極為不便，不夠智能，尤其是乘坐電梯的人較多時(shí)，會(huì)因?yàn)檫@種刷卡、手動(dòng)選擇樓層的方式而耽誤電梯運(yùn)行，大大降低電梯運(yùn)行的效率。.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服外來人員不能使用電梯，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電梯門禁系統(tǒng)工作的問題，第一方面提供了一種電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，包括電梯門禁系統(tǒng)和樓宇對(duì)講系統(tǒng)，所述樓宇對(duì)講系統(tǒng)包括對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)和用戶分機(jī)系統(tǒng)，所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)和所述電梯門禁系統(tǒng)設(shè)置在電梯端，所述用戶分機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在業(yè)主屋內(nèi)或者物業(yè)控制端；所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)用于接收用戶輸入信息，并根據(jù)所述用戶輸入信息生成授權(quán)請(qǐng)求信息，將所述授權(quán)請(qǐng)求信息發(fā)送給所述用戶分機(jī)系統(tǒng)；所述用戶分機(jī)系統(tǒng)接收到所述授權(quán)請(qǐng)求信息后生成提示信息，所述用戶分機(jī)系統(tǒng)還用于接收授權(quán)指示信息，生成確認(rèn)信息，發(fā)送所述確認(rèn)信息給所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)；所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)將所述確認(rèn)信息發(fā)送給所述電梯門禁系統(tǒng)，電梯門禁系統(tǒng)根據(jù)所述確認(rèn)信息控制電梯門禁工作。

進(jìn)一步地，所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)在接收用戶輸入信息后，還用于與所述用戶分機(jī)系統(tǒng)建立語音通話請(qǐng)求；所述用戶分機(jī)系統(tǒng)還用于在語音通話過程中接收所述授權(quán)指示信息然后發(fā)送所述確認(rèn)信息。

進(jìn)一步地，所述電梯門禁系統(tǒng)包括主控制電路和擴(kuò)展控制電路，所述主控制電路用于主動(dòng)獲取門禁卡中標(biāo)簽數(shù)據(jù)和/或接收所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)發(fā)送的確認(rèn)信息生成門禁控制信息，并將所述門禁控制信息發(fā)送給所述擴(kuò)展控制電路，所述擴(kuò)展控制電路包括電梯繼電器電路，所述擴(kuò)展控制電路用于接收所述門禁控制信息控制所述電梯繼電器電路工作。

進(jìn)一步地，所述門禁卡為超高頻卡。

進(jìn)一步地，所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)和所述用戶分機(jī)系統(tǒng)包括電源電路、鍵盤電路和無線通信模塊電路，所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)和所述用戶分機(jī)系統(tǒng)采用無線通信模塊電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

進(jìn)一步地，所述主控制電路還用于利用防碰撞算法識(shí)別多張門禁卡中的一張；所述門禁卡中標(biāo)簽數(shù)據(jù)包括卡類型數(shù)據(jù)，所述主控制電路還用于根據(jù)所述卡類型數(shù)據(jù)生成不同的門禁控制信息，所述擴(kuò)展控制電路根據(jù)不同的門禁控制信息控制所述電梯繼電器電路執(zhí)行不同的動(dòng)作。

進(jìn)一步地，所述卡類型數(shù)據(jù)包括單層卡、多層卡；所述擴(kuò)展控制電路包括第一信號(hào)端、第二信號(hào)端、第三信號(hào)端和第四信號(hào)端，還包括第一繼電器和第二繼電器，所述第一信號(hào)端和所述第二信號(hào)端分別與所述第一繼電器連接的受控端連接，所述第三信號(hào)端和所述第四信號(hào)端通過導(dǎo)線連接，所述導(dǎo)線和所述第一信號(hào)端分別和所述第二繼電器的受控端連接；當(dāng)所述卡類型數(shù)據(jù)為多層卡時(shí)，所述第一繼電器導(dǎo)通，所述第二繼電器斷開；當(dāng)所述卡類型數(shù)據(jù)為單層卡時(shí)，所述第二繼電器導(dǎo)通，所述第一繼電器斷開。

本發(fā)明第二方面提供了一種電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)控制方法，其特征在于，包括電梯門禁系統(tǒng)和樓宇對(duì)講系統(tǒng)，所述樓宇對(duì)講系統(tǒng)包括對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)和用戶分機(jī)系統(tǒng)，所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)和所述電梯門禁系統(tǒng)設(shè)置在電梯端，所述用戶分機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在業(yè)主屋內(nèi)或者物業(yè)控制端；所述聯(lián)動(dòng)控制方法包括以下步驟：

s101所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)接收用戶輸入信息，并根據(jù)所述用戶輸入信息生成授權(quán)請(qǐng)求信息，將所述授權(quán)請(qǐng)求信息發(fā)送給所述用戶分機(jī)系統(tǒng)；

s102所述用戶分機(jī)系統(tǒng)接收到所述授權(quán)請(qǐng)求信息后生成提示信息，所述用戶分機(jī)系統(tǒng)接收授權(quán)指示信息，生成確認(rèn)信息，發(fā)送所述確認(rèn)信息給所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)；

s103所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)將所述確認(rèn)信息發(fā)送給所述電梯門禁系統(tǒng)，電梯門禁系統(tǒng)根據(jù)所述確認(rèn)信息控制電梯門禁工作。

進(jìn)一步地，所述步驟s101中還包括：所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)在接收用戶輸入信息后，與所述用戶分機(jī)系統(tǒng)建立語音通話請(qǐng)求；所述步驟102中具體還包括：在所述用戶分機(jī)系統(tǒng)在語音通話過程中接收所述授權(quán)指示信息然后發(fā)送所述確認(rèn)信息。

進(jìn)一步地，所述電梯門禁系統(tǒng)包括主控制電路和擴(kuò)展控制電路；所述步驟103中具體包括：所述主控制電路主動(dòng)獲取門禁卡中標(biāo)簽數(shù)據(jù)和/或接收所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)發(fā)送的確認(rèn)信息生成門禁控制信息，并將所述門禁控制信息發(fā)送給所述擴(kuò)展控制電路，所述擴(kuò)展控制電路包括電梯繼電器電路，所述擴(kuò)展控制電路接收所述門禁控制信息控制所述電梯繼電器電路工作，所述門禁卡中標(biāo)簽數(shù)據(jù)包括卡類型數(shù)據(jù)，所述卡類型數(shù)據(jù)包括單層卡、多層卡；所述擴(kuò)展控制電路包括第一信號(hào)端、第二信號(hào)端、第三信號(hào)端和第四信號(hào)端，還包括第一繼電器和第二繼電器，所述第一信號(hào)端和所述第二信號(hào)端分別與所述第一繼電器連接的受控端連接，所述第三信號(hào)端和所述第四信號(hào)端通過導(dǎo)線連接，所述導(dǎo)線和所述第一信號(hào)端分別和所述第二繼電器的受控端連接；當(dāng)所述卡類型數(shù)據(jù)為多層卡時(shí)，所述擴(kuò)展控制電路控制所述第一繼電器導(dǎo)通，所述擴(kuò)展控制電路控制所述第二繼電器斷開；當(dāng)所述卡類型數(shù)據(jù)為單層卡時(shí)，所述擴(kuò)展控制電路控制所述第二繼電器導(dǎo)通，所述擴(kuò)展控制電路控制所述第一繼電器斷開。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將對(duì)講系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)聯(lián)合控制，保證了外來人員在進(jìn)入電梯中時(shí)，能夠使用上電梯，通過與對(duì)講系統(tǒng)聯(lián)合控制，既保證了外來人員能夠使用上電梯，也能保證各個(gè)樓層的安全。本發(fā)明對(duì)電子標(biāo)簽的自動(dòng)掃描，處理器自動(dòng)判斷用戶電子標(biāo)簽的權(quán)限和相應(yīng)樓層，無需手動(dòng)掃卡和選擇，提高了電梯門禁系統(tǒng)的運(yùn)行效率。此外通過對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行分類，并自動(dòng)區(qū)分多層卡用戶和單層卡用戶，使用時(shí)更加方便，進(jìn)一步提高了電梯的運(yùn)行效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的一種實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的另一種實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)中的讀卡器的電路示意圖圖；

圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)中的電梯控制原理示意圖；

圖5為本發(fā)明的系統(tǒng)中的繼電器選層電路示意圖；

圖6為本發(fā)明的系統(tǒng)中的聯(lián)動(dòng)通信電路示意圖；

圖7為本發(fā)明的系統(tǒng)中的標(biāo)簽存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的系統(tǒng)中主控制板主程序流程示意圖；

圖9為本發(fā)明的系統(tǒng)中主控制板數(shù)據(jù)處理流程示意圖；

圖10為本發(fā)明的系統(tǒng)中主控制板管理卡數(shù)據(jù)處理流程示意圖；

圖11為本發(fā)明的系統(tǒng)中主控制板防碰撞處理過程中的標(biāo)簽狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；

圖12為本發(fā)明的系統(tǒng)中主控制板中q值防碰撞算法流程示意圖；

圖13為本發(fā)明的系統(tǒng)中擴(kuò)展控制板程序流程示意圖；

圖14為本發(fā)明的系統(tǒng)中對(duì)講主機(jī)程序流程圖；

圖15為本發(fā)明的系統(tǒng)中對(duì)講主機(jī)呼叫程序流程圖；

圖16為本發(fā)明的系統(tǒng)中對(duì)講主機(jī)讀取信息程序流程圖；

圖17為本發(fā)明的系統(tǒng)中對(duì)講分機(jī)程序流程示意圖；

圖18為本發(fā)明的系統(tǒng)中對(duì)講分機(jī)發(fā)送信息程序流程示意圖；

圖19為本發(fā)明中的電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)控制方法流程示意圖；

圖20為本發(fā)明中的電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)控制方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例一

如圖1、圖20所示，本發(fā)明提供了一種電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)100，包括電梯門禁系統(tǒng)110和樓宇對(duì)講系統(tǒng)120，所述樓宇對(duì)講系統(tǒng)120包括對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121和用戶分機(jī)系統(tǒng)122，所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121和所述電梯門禁系統(tǒng)110設(shè)置在電梯端，所述用戶分機(jī)系統(tǒng)122設(shè)置在業(yè)主屋內(nèi)或者物業(yè)控制端；所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121用于接收用戶輸入信息，并根據(jù)所述用戶輸入信息生成授權(quán)請(qǐng)求信息，將所述授權(quán)請(qǐng)求信息發(fā)送給所述用戶分機(jī)系統(tǒng)122；所述用戶分機(jī)系統(tǒng)122接收到所述授權(quán)請(qǐng)求信息后生成提示信息，所述用戶分機(jī)系統(tǒng)122還用于接收授權(quán)指示信息，生成確認(rèn)信息，發(fā)送所述確認(rèn)信息給所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121；所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121將所述確認(rèn)信息發(fā)送給所述電梯門禁系統(tǒng)110，電梯門禁系統(tǒng)110根據(jù)所述確認(rèn)信息控制電梯門禁工作。本發(fā)明的實(shí)施例中對(duì)講系統(tǒng)能夠通過與電梯門禁系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)訪客來訪時(shí)，戶主可以使用對(duì)講系統(tǒng)為訪客開放相關(guān)電梯樓層按鈕的功能，即聯(lián)動(dòng)功能。確認(rèn)信息中可包括樓層信息，也可不包括，當(dāng)確認(rèn)信息中沒有包括樓層信息時(shí)，這時(shí)用戶主機(jī)系統(tǒng)122根據(jù)用戶輸入信息來判定具體的樓層號(hào)信息。當(dāng)確認(rèn)信息中包括樓層信息中時(shí)，用戶主機(jī)系統(tǒng)122直接根據(jù)確認(rèn)信息中的樓層信息確認(rèn)樓層號(hào)。

所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121在接收用戶輸入信息后，還用于與所述用戶分機(jī)系統(tǒng)122建立語音通話請(qǐng)求；所述用戶分機(jī)系統(tǒng)122還用于在語音通話過程中接收所述授權(quán)指示信息然后發(fā)送所述確認(rèn)信息。實(shí)踐中，發(fā)送確認(rèn)信息的操作可在通話結(jié)束后，本發(fā)明選擇在通話過程中，保證了發(fā)送確認(rèn)信息能夠及時(shí)反饋，如果通話結(jié)束后才發(fā)送確認(rèn)信息，由于信息丟失，電梯就無法工作，需要重復(fù)的呼叫用戶分機(jī)系統(tǒng)122，用戶體驗(yàn)差，如果在通話過程中發(fā)送，能通過語音及時(shí)反饋確認(rèn)信息是否收到，也能及時(shí)確認(rèn)電梯是否進(jìn)行了選層，保證了實(shí)時(shí)反饋，安全有效。系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了樓宇對(duì)講主機(jī)和分機(jī)之間的無線數(shù)據(jù)通信，同時(shí)，用戶可以通過樓宇對(duì)講分機(jī)為訪客開放電梯樓層按鈕，不僅使整個(gè)系統(tǒng)更加人性化，而且系統(tǒng)的復(fù)雜度和系統(tǒng)的安裝難度都大大降低。

所述電梯門禁系統(tǒng)110包括主控制電路111和擴(kuò)展控制電路112，所述主控制電路111用于主動(dòng)獲取門禁卡中標(biāo)簽數(shù)據(jù)和/或接收所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121發(fā)送的確認(rèn)信息生成門禁控制信息，并將所述門禁控制信息發(fā)送給所述擴(kuò)展控制電路112，所述擴(kuò)展控制電路112包括電梯繼電器電路，所述擴(kuò)展控制電路112用于接收所述門禁控制信息控制所述電梯繼電器電路工作。通過擴(kuò)展控制電路112實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯門禁的控制，減小主控制電路111的計(jì)算負(fù)載。

進(jìn)一步地，所述門禁卡(即電子標(biāo)簽)為超高頻卡，工作頻率為840～960mhz，讀卡距離可以到10米以內(nèi)，這樣的優(yōu)點(diǎn)是，人們可以把卡放在身上即可(放入衣兜或掛胸前)可以解放雙手，不需要刷卡動(dòng)作。

所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121和所述用戶分機(jī)系統(tǒng)122包括電源電路123、鍵盤電路124和無線通信模塊電路125和處理器126，所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)121和所述用戶分機(jī)系統(tǒng)122采用無線通信模塊電路125進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的無線樓宇對(duì)講。目前樓宇對(duì)講多為有線形式，這樣會(huì)為布線和系統(tǒng)維護(hù)帶來麻煩。設(shè)計(jì)無線形式的對(duì)講，可以避免布線這一環(huán)節(jié)，這樣不僅系統(tǒng)安裝簡便，而且系統(tǒng)維護(hù)起來會(huì)很方便。

所述主控制電路111還用于利用防碰撞算法識(shí)別多張門禁卡中的一張；所述門禁卡中標(biāo)簽數(shù)據(jù)包括卡類型數(shù)據(jù)，所述主控制電路111還用于根據(jù)所述卡類型數(shù)據(jù)生成不同的門禁控制信息，所述擴(kuò)展控制電路112根據(jù)不同的門禁控制信息控制所述電梯繼電器電路執(zhí)行不同的動(dòng)作。防碰撞算法可采用q值防碰撞算法，利用防碰撞算法，避免了使用多張卡時(shí)，不能識(shí)別的情況發(fā)生。如果只檢測到一張卡，則直接響應(yīng)，如果有多張卡響應(yīng)，則通過防碰撞算法隨機(jī)選擇一張卡響應(yīng)，然后讀取卡號(hào)和用戶區(qū)數(shù)據(jù)，判斷卡的類型并執(zhí)行相關(guān)的操作，然后繼續(xù)讀取剩余的卡，直到所有的卡都被識(shí)別完。

所述卡類型數(shù)據(jù)包括單層卡、多層卡；所述擴(kuò)展控制電路包括第一信號(hào)端、第二信號(hào)端、第三信號(hào)端和第四信號(hào)端，還包括第一繼電器和第二繼電器，所述第一信號(hào)端和所述第二信號(hào)端分別與所述第一繼電器連接的受控端連接，所述第三信號(hào)端和所述第四信號(hào)端通過導(dǎo)線連接，所述導(dǎo)線和所述第一信號(hào)端分別和所述第二繼電器的受控端連接；當(dāng)所述卡類型數(shù)據(jù)為多層卡時(shí)，所述第一繼電器導(dǎo)通，所述第二繼電器斷開；當(dāng)所述卡類型數(shù)據(jù)為單層卡時(shí)，所述第二繼電器導(dǎo)通，所述第一繼電器斷開。用戶卡分為單層卡和多層卡，即只可以去固定的某一層和可以去多層。當(dāng)系統(tǒng)判定門禁卡為多層卡時(shí)，將閉合對(duì)應(yīng)層的第一信號(hào)端和所述第二信號(hào)端之間的繼電器(即第一繼電器)，而樓層按鈕需要用戶自己選擇；當(dāng)系統(tǒng)判定門禁卡為單層卡時(shí)，將閉合第一信號(hào)端與第二信號(hào)端之間和第一信號(hào)端和第四信號(hào)端(導(dǎo)線)之間兩個(gè)繼電器，這樣用戶就不必自己選層了。

實(shí)施例二

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)整體分為兩部分：樓宇對(duì)講系統(tǒng)和電梯門禁系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)通過485通信電路連接組成聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。樓宇對(duì)講系統(tǒng)包括一部對(duì)講主機(jī)和多部分機(jī)，電梯門禁系統(tǒng)包括門禁主控制板和擴(kuò)展控制板。具體地，本系統(tǒng)包括樓宇對(duì)講主機(jī)、用戶分機(jī)、擴(kuò)展控制板和主控制板，所述樓宇對(duì)講主機(jī)包括微處理器(mcu)和與所述微處理器mcu連接的鍵盤電路、電源電路、無線通信模塊，所述用戶分機(jī)包括mcu、無線通信型模塊、電源電路、鍵盤電路，所述擴(kuò)展控制板包括處理器(如：c8051f020)繼電器電路和電源指示電路，所述繼電器電路與電梯門禁控制器連接，所述處理器通過rs485通信連接；所述主控制板包括處理器、讀卡電路、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)電路，還包括報(bào)警指示電路、電源電路或者繼電器電路(這時(shí)可不用擴(kuò)展控制板)。所述讀卡電路主動(dòng)尋找門禁卡(即電子標(biāo)簽)，獲取標(biāo)簽中信號(hào)后發(fā)送給主控制板中的處理器，然后處理進(jìn)行處理分析，發(fā)送信號(hào)給擴(kuò)展控制板的處理器，擴(kuò)展控制板中的處理器將信號(hào)發(fā)送給所述繼電器電路，對(duì)門禁進(jìn)行控制。當(dāng)有外來人員進(jìn)入電梯中時(shí)，需要業(yè)主配合對(duì)電梯門禁進(jìn)行控制，外來人員通過設(shè)置在電梯上的樓宇對(duì)講主機(jī)上的鍵盤電路按門牌號(hào)，所述樓宇對(duì)講主機(jī)將根據(jù)門牌號(hào)信息生成通信請(qǐng)求信息，與用戶分機(jī)建立通信連接，實(shí)現(xiàn)信息傳遞，或者實(shí)現(xiàn)語音通話，所述對(duì)講主機(jī)生成授權(quán)請(qǐng)求信息發(fā)送給所述用戶分機(jī)，用戶分機(jī)端接收到業(yè)主的指示信號(hào)后，反饋給對(duì)講主機(jī)，對(duì)講主機(jī)生成確定信號(hào)，通過485電路傳遞給所述擴(kuò)展控制板，擴(kuò)展控制板根據(jù)具體確認(rèn)信息，如，根據(jù)確認(rèn)信息中的樓層信息開啟繼電器工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)門禁的控制。

電梯門禁系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)處理控制板和執(zhí)行控制板分離設(shè)計(jì)，即主控制板和擴(kuò)展控制板。主控制板的工作流程為：當(dāng)門禁卡進(jìn)入讀卡模塊的識(shí)別范圍后，讀卡模塊識(shí)別卡片數(shù)據(jù)、判斷卡的類型，根據(jù)各種卡的權(quán)限，配合時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)電路，做出相應(yīng)的處理，并把處理好的數(shù)據(jù)發(fā)送給擴(kuò)展控制板。主要電路包括電源電路、讀卡電路、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)電路和rs-485通信電路。擴(kuò)展控制板工作流程為：通過rs-485電路與主控制板相連，接收主控制板發(fā)送的確認(rèn)信息，開放相關(guān)的樓層按鈕。主要電路為繼電器選層電路。

樓宇對(duì)講系統(tǒng)包括對(duì)講主機(jī)和用戶分機(jī)，主機(jī)和分機(jī)有相同的無線通信模塊和電源電路，區(qū)別在于鍵盤電路功能和設(shè)計(jì)方案不同。另外，對(duì)講主機(jī)需要有對(duì)外的通信電路用于與門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

讀卡電路是門禁系統(tǒng)中最關(guān)鍵的電路之一，功能為識(shí)別門禁卡、讀取卡內(nèi)的數(shù)據(jù)，并把識(shí)別到的數(shù)據(jù)送到處理器。目前有三種比較常用的設(shè)計(jì)方案：基于as3992的射頻識(shí)別電路、基于r1000/r2000系列芯片的射頻電路和基于m100的射頻電路。

其中，as3992同時(shí)支持iso18000-6c以及iso/iec18000-6b協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，工作在915mhz頻段，工作電壓5.3v。雖然該芯片是一款高度集成的射頻芯片，但是由于上市較早，外圍電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，功耗較大，而且軟件開發(fā)難度較大。r2000系列芯片支持epcglobaluhfc1g2/iso18000-6c/iso18000-6b協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率為840～960mhz，功耗只有1.1w左右。r2000不僅采用載波消除技術(shù)，提高了讀取的準(zhǔn)確性，而且內(nèi)部固化uhf通信協(xié)議，用戶可以自行配置。雖然r2000射頻芯片在各個(gè)方面均滿足系統(tǒng)要求，性能優(yōu)越，但是r2000系列芯片的典型識(shí)別距離在5～10m，大大超出系統(tǒng)要求；而且芯片底層驅(qū)動(dòng)程序較難獲得，開發(fā)難度比較大；系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本較高?？紤]到這些因素，本設(shè)計(jì)不使用此芯片。

m100是一款國產(chǎn)的超高頻射頻芯片，工作頻率為840～960mhz，典型工作頻率為915mhz，工作電壓3.3～3.6v，典型識(shí)別距離為1～2m，可以調(diào)節(jié)。m100芯片內(nèi)置有8位8051mcu，256byte內(nèi)部存儲(chǔ)器、16kbyte程序存儲(chǔ)器和3個(gè)定時(shí)器，同時(shí)，內(nèi)置8kbyte的數(shù)據(jù)ram，由8051mcu和數(shù)字解調(diào)電路共用，m100有對(duì)外通信的uart串口，非常方便使用。芯片支持內(nèi)嵌通信協(xié)議，方便開發(fā)。此外，m100外圍驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)簡潔，開發(fā)模塊成本較低。

綜合幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)基于m100射頻芯片實(shí)現(xiàn)讀卡電路。讀卡電路原理圖如圖3所示。

讀卡電路的工作流程為：m100通過pa_out發(fā)射引腳向外發(fā)射固定頻率的電磁波信號(hào)，首先通過選頻電路濾波，選頻頻率為915mhz，之后輸入到放大器中增強(qiáng)信號(hào)，然后輸入到低通濾波器濾除高頻雜波，最后通過天線發(fā)射出去。當(dāng)天線接收到射頻信號(hào)后，由于有定向耦合器的隔離，信號(hào)不會(huì)進(jìn)入發(fā)送通道，而是直接輸入到巴倫電路變成雙端信號(hào)輸入到接收引腳中，芯片將對(duì)接收到的信號(hào)做后續(xù)的處理工作。

讀卡電路的外圍電路主要由發(fā)射電路和接收電路組成，它們分別負(fù)責(zé)發(fā)送和接收射頻信號(hào)。由于本設(shè)計(jì)的天線使用單天線結(jié)構(gòu)，即發(fā)射和接收信號(hào)共用一個(gè)天線，因此，在天線接入處使用一個(gè)定向耦合器把輸入和輸出隔離開。其中發(fā)射電路包括濾波放大電路、低通濾波器和定向耦合器；接收電路包括定向耦合器和巴倫電路。

1.發(fā)射電路

(1)濾波放大電路

此濾波電路為lc串聯(lián)選頻電路，電路諧振頻率為915mhz，為射頻電路工作所需頻率。當(dāng)諧振頻率通過時(shí)，電感的感抗和電容的容抗相互抵消，串聯(lián)電路對(duì)此頻率的信號(hào)表現(xiàn)為很小的阻抗，而其他頻率的信號(hào)通過時(shí)串聯(lián)電路阻抗較大，通過這種方式濾除雜波。雜波濾除后，輸入到sga85432放大器放大以增強(qiáng)信號(hào)功率。

(2)低通濾波器

由于電路工作在超高頻頻段，而本設(shè)計(jì)連接天線的信號(hào)傳輸線為很短的雙絞線，因此，電路對(duì)高頻雜波非常敏感，高頻雜波對(duì)電路的影響不可忽視。所以，在信號(hào)輸出到天線之前，必須進(jìn)過高頻濾波濾除高頻干擾。本設(shè)計(jì)選用0915lp15b026低通濾波器濾除高頻干擾。

0915lp15b026低通濾波器的截止頻率為928mhz，工作頻率為915mhz，此芯片內(nèi)部是一些電容和電感串聯(lián)電路，電感通直流阻交流且抑制高頻干擾，電容通交流阻直流，當(dāng)交流信號(hào)輸入到低通濾波器后，一部分交流干擾信號(hào)被電感吸收，另一部分被電容旁路到地，達(dá)到濾波的作用。

(3)定向耦合器

目前高頻電路的天線有兩種形式：單天線形式和多天線形式。單天線形式輸入輸出共用一個(gè)天線，此種形式需要用耦合器把輸入和輸出隔離；多天線形式信號(hào)發(fā)射端和接收端分別用不同的天線，這種天線成本較高，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜。本設(shè)計(jì)選擇單天線形式。

定向耦合器是一個(gè)四端口原件，功能為把輸入和輸出通道完全隔離，當(dāng)輸入端輸入電壓時(shí)，輸出端沒有任何影響，同樣，輸出端輸出信號(hào)時(shí)，對(duì)輸入端也沒有任何影響。本設(shè)計(jì)選用ldc15874芯片做耦合器，其帶寬為815～960mhz。

2.接收電路

天線接收到信號(hào)后，通過耦合器的隔離，直接傳送給巴倫電路，巴倫電路的作用：把單端信號(hào)變?yōu)殡p端信號(hào)輸入到芯片輸入接口，雙端差分信號(hào)有抑制溫漂的作用，抗干擾能力比較強(qiáng)；另外，巴倫電路有阻抗匹配的作用。

阻抗匹配問題：信號(hào)在信號(hào)源和天線之間傳輸?shù)倪^程中，會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象，這是因?yàn)樾盘?hào)從始端到末端的傳輸過程中，隨著導(dǎo)線的增長以及其他元器件的影響，會(huì)遇到阻抗突變，這將會(huì)使信號(hào)的能量發(fā)生損失，為了避免信號(hào)反射，應(yīng)做阻抗匹配，阻抗匹配包括：

(1)源端匹配：使源端信號(hào)的輸出阻抗與傳輸線的特征阻抗相等，這樣就可以避免源端發(fā)生反射。

(2)末端匹配：使末端信號(hào)的輸入阻抗與傳輸線的特征阻抗相等，這樣可以避免末端反射。

本設(shè)計(jì)天線使用50ω的陶瓷天線，信號(hào)傳輸線使用50歐姆的微帶線，達(dá)到了末端匹配。而m100芯片的輸入阻抗為100ω，因此，使用巴倫電路，把50ω傳輸線阻抗變換為100ω，達(dá)到源端匹配狀態(tài)，使信號(hào)損耗降到最低。本設(shè)計(jì)選擇bd0810j50100ahf巴倫電路。

電梯呼梯原理如圖4作圖所示，a和b為信號(hào)線，c和d分別為正負(fù)電源線。

圖4左圖為未安裝門禁系統(tǒng)之前，呼梯按鈕在a、b信號(hào)線之間，此時(shí)，只要電源正常，信號(hào)線不出現(xiàn)斷路，則無論想去哪一層，只要按下對(duì)應(yīng)層按鈕接通ab即可選中該層。

圖4右圖為本門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，把a(bǔ)信號(hào)線截?cái)啵?、2和2、3之間分別放一個(gè)繼電器，這時(shí)電梯按鈕將無法被選中。刷門禁卡的作用就是要把a(bǔ)信號(hào)線恢復(fù)，此時(shí)信號(hào)線之間的按鈕就變成可使用狀態(tài)了。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)單層卡自動(dòng)選層功能。用戶卡分為單層卡和多層卡，即只可以去固定的某一層和可以去多層。當(dāng)系統(tǒng)判定門禁卡為多層卡時(shí)，將閉合對(duì)應(yīng)層的1、2之間的繼電器，而樓層按鈕需要用戶自己選擇；當(dāng)系統(tǒng)判定門禁卡為單層卡時(shí)，將閉合1、2和2、3之間兩個(gè)繼電器，這樣用戶就不必自己選層了。繼電器選層電路如圖5所示。由于單片機(jī)i/o口的輸出電壓為3v，而繼電器工作需要12v，因此在i/o口與繼電器之間加達(dá)林頓管uln2803，把電壓驅(qū)動(dòng)到12v。圖中j0和j1配合控制一層電梯。

樓宇對(duì)講與門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式是：對(duì)講主機(jī)通過rs-485電路向門禁擴(kuò)展控制板發(fā)送樓層信息，擴(kuò)展控制板正確接收后處理信息并開放電梯按鈕。因此，門禁系統(tǒng)擴(kuò)展板上要有一個(gè)rs-485電路，用來接收對(duì)講主機(jī)發(fā)送的信息。電路連接圖如圖6所示。其中兩個(gè)max485芯片的a和a相連，b和b相連，實(shí)際中用雙絞線相連接。

樓宇對(duì)講系統(tǒng)一般和門禁系統(tǒng)共同組成門禁對(duì)講系統(tǒng)，使門禁系統(tǒng)功能更完善，用戶使用更方便。本設(shè)計(jì)樓宇對(duì)講系統(tǒng)的語音和數(shù)據(jù)傳輸采用基于sim900a的gsm通信模塊實(shí)現(xiàn)。目前樓宇對(duì)講普遍使用有線形式，原因是無線信號(hào)穿墻效果比較差，信號(hào)可能會(huì)中途斷掉，比如zigbee、wi-fi和射頻。但是gsm不會(huì)有這些問題，gsm模塊通信距離無限制，更沒有穿墻的問題，用來實(shí)現(xiàn)無線對(duì)講功能效果很好。

樓宇對(duì)講系統(tǒng)分為主機(jī)和分機(jī)，本系統(tǒng)的主機(jī)和分機(jī)都是通過單片機(jī)核心板控制gsm模塊通信，不同之處在于：鍵盤電路設(shè)計(jì)不同；對(duì)講主機(jī)有對(duì)外通信的rs-485電路。本系統(tǒng)的平臺(tái)搭建思路為：用stm32f103核心板作為對(duì)講主控制器與gsm模塊共同構(gòu)成樓宇對(duì)講系統(tǒng)。系統(tǒng)包括一套對(duì)講主機(jī)和多套對(duì)講分機(jī)，此處只設(shè)計(jì)一套分機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)模擬。主機(jī)上設(shè)計(jì)鍵盤電路用于呼叫各個(gè)用戶分機(jī)和掛斷通話，分機(jī)設(shè)有接聽按鍵、掛斷按鍵和開門按鍵。當(dāng)用戶分機(jī)按下掛斷按鈕后可以通過開門按鈕給主機(jī)發(fā)送開門信息。下面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

樓宇對(duì)講主機(jī)放在門禁處，功能為：呼叫用戶分機(jī)并接收分機(jī)發(fā)送的樓層信息，實(shí)現(xiàn)與門禁系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，系統(tǒng)主要包括通信電路，卡座電路，鍵盤電路和電源電路。主機(jī)與分機(jī)之間采用gsm通信，gsm模塊選擇基于sim900a的無線通信模塊。sim900a是simcom公司生產(chǎn)的一款工業(yè)級(jí)雙頻gsm/gprs通信模塊，工作頻段為：900/1800mhz，內(nèi)嵌tcp/ip協(xié)議，可以低功耗實(shí)現(xiàn)語音、短信、數(shù)據(jù)信息的傳輸。模塊設(shè)計(jì)有串口，可以很方便的與控制器進(jìn)行通信。

本發(fā)明中采用的門禁卡可為6c卡，6c卡是超高頻射頻識(shí)別技術(shù)的產(chǎn)物，符合iso18000-6c(epcc1gen2)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率在860-960mhz之間，讀寫次數(shù)在10萬次以上，卡內(nèi)數(shù)據(jù)可以保存至少10年。數(shù)據(jù)讀寫速度非?？?，可達(dá)40kbps～640kbps。6c卡的存儲(chǔ)區(qū)域分為4部分，分別為保留區(qū)、epc區(qū)、tid區(qū)和user區(qū)，其中保留區(qū)中存放訪問密碼和殺死密碼，訪問密碼為訪問電子標(biāo)簽時(shí)，需要“出示”的憑證，而執(zhí)行殺死口令時(shí)，需要?dú)⑺烂艽a，殺死口令執(zhí)行后不可逆，標(biāo)簽將作廢；epc區(qū)主要存放epc卡號(hào)，用戶可以修改，本系統(tǒng)識(shí)別卡號(hào)時(shí)識(shí)別epc號(hào)；tid區(qū)中存放全球唯一商品序列號(hào)，出場后不可更改。user區(qū)為用戶數(shù)據(jù)存放的區(qū)域，不同廠商生產(chǎn)的標(biāo)簽user區(qū)大小不同。6c卡內(nèi)存結(jié)構(gòu)如圖7所示。

根據(jù)實(shí)際情況分析，系統(tǒng)使用者可以分為三種身份：普通用戶，工作人員和系統(tǒng)管理員。普通用戶是系統(tǒng)的使用主體，需要限制其可使用的電梯、可使用的樓層數(shù)和可使用的時(shí)間以達(dá)到門禁的效果；而保潔等工作人員需要去的樓層不固定，因此，本系統(tǒng)對(duì)工作人員開放所有樓層；管理人員作為系統(tǒng)的維護(hù)者，負(fù)責(zé)更新系統(tǒng)時(shí)鐘、黑名單卡號(hào)等信息。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)3種門禁卡，分別為用戶卡、工作卡和管理卡。user區(qū)第一個(gè)字節(jié)定義為卡的類型：0x01代表用戶卡，0x02代表工作卡，0x03代表管理卡。三種卡的用戶區(qū)數(shù)據(jù)定義方案如下。

用戶卡：普通用戶使用的卡，受電梯編號(hào)、層數(shù)和截止時(shí)間的限制。

第1字節(jié)：表示卡的類型，0x01為用戶卡。

第2字節(jié)：表示此卡可以使用的設(shè)備編號(hào)，每個(gè)用戶卡只能使用一部電梯，因此只占一個(gè)字節(jié)，可擴(kuò)展。

第3字節(jié)：表示可以使用的樓層數(shù)。由于用戶可能需要去不同樓層，因此設(shè)計(jì)可以使用最多5層，以滿足用戶需求。

第4～8字節(jié)：可以使用的樓層號(hào)。

第9～11字節(jié)：截止時(shí)間。用戶卡有時(shí)間限制，當(dāng)實(shí)時(shí)時(shí)間超過截止時(shí)間后，卡將不能使用。

第12字節(jié)：合法標(biāo)志。當(dāng)控制器收到用戶卡用戶區(qū)數(shù)據(jù)后先驗(yàn)證合法標(biāo)志，合法后才能作進(jìn)一步處理。

工作卡：工作人員使用的卡，權(quán)限級(jí)別很高，沒有時(shí)間和電梯號(hào)限制。

第1字節(jié)：表示卡的類型，0x02為工作卡。

第2字節(jié)：合法標(biāo)志。當(dāng)控制器收到工作卡用戶區(qū)數(shù)據(jù)后先驗(yàn)證合法標(biāo)志，合法后才能作進(jìn)一步處理。

管理卡：管理人員使用的卡，用于更新電梯編號(hào)、更新時(shí)鐘，初始化、添加、刪除黑名單。

第1字節(jié)：表示卡的類型，0x03為管理卡。

第2字節(jié)：更新設(shè)備編號(hào)標(biāo)志位。每一部電梯都有自己獨(dú)一無二的設(shè)備編號(hào)，0x01為更新，0x00為不更新。

第3字節(jié)：要更新的設(shè)備編號(hào)名稱。

第4字節(jié)：時(shí)鐘更新標(biāo)志位。0x01為更新時(shí)鐘，0x00表示不更新。

第5～9字節(jié)：要更新到的時(shí)間。

第10字節(jié)：初始化黑名單標(biāo)志位。初始化后，存儲(chǔ)電路中的黑名單將清除。

第11字節(jié)：添加/刪除黑名單標(biāo)志。用戶卡和工作卡丟失后需要掛失，卡號(hào)添加到黑名單中后卡將不能使用，當(dāng)卡找到后，需要把卡號(hào)從黑名單中除去。0x01表示添加黑名單卡號(hào)，0x02表示刪除黑名單卡號(hào)。

第12～23字節(jié)：要添加/刪除的黑名單卡號(hào)。

第24字節(jié)：合法標(biāo)志位。收到管理卡用戶區(qū)數(shù)據(jù)后先驗(yàn)證合法標(biāo)志，合法后才能作進(jìn)一步處理。

主控制板的主程序主要完成系統(tǒng)的初始化功能，然后不斷執(zhí)行尋卡指令，直到檢測到射頻卡。如果只檢測到一張卡，則直接響應(yīng)，如果有多張卡響應(yīng)，則通過防碰撞算法隨機(jī)選擇一張卡響應(yīng)，然后讀取卡號(hào)和用戶區(qū)數(shù)據(jù)，判斷卡的類型并執(zhí)行相關(guān)的操作，然后繼續(xù)讀取剩余的卡，直到所有的卡都被識(shí)別完。程序流程如圖8所示。

讀卡過程實(shí)際為讀卡模塊與電子標(biāo)簽、主控制芯片與讀卡模塊進(jìn)行通信的過程。讀卡程序流程為：首先主控芯片向讀卡模塊發(fā)送尋卡指令，讀卡模塊循環(huán)向外發(fā)送尋卡信號(hào)直到有卡片出現(xiàn)；檢測是單標(biāo)簽響應(yīng)還是多標(biāo)簽響應(yīng)，如果是單標(biāo)簽響應(yīng)則繼續(xù)執(zhí)行，如果是多標(biāo)簽響應(yīng)，則通過防碰撞算法選擇一張標(biāo)簽先響應(yīng)；選定一張卡片，返回卡的epc號(hào)，與存儲(chǔ)芯片內(nèi)的黑名單卡號(hào)對(duì)比，如果未通過檢測則結(jié)束，否則讀取卡片user區(qū)數(shù)據(jù)，等待數(shù)據(jù)的處理。讀卡程序的流程圖如圖8所示。

本系統(tǒng)并沒有設(shè)計(jì)卡號(hào)數(shù)據(jù)庫，所以，如果門禁卡內(nèi)各字節(jié)數(shù)據(jù)與自定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)吻合則視為合法。數(shù)據(jù)處理的過程：系統(tǒng)讀到卡片usre區(qū)數(shù)據(jù)后，先判斷標(biāo)志位是否合法，然后分析第一字節(jié)判斷卡的類型，根據(jù)不同類型的卡執(zhí)行相關(guān)的操作。數(shù)據(jù)處理程序流程圖如圖9所示。

管理卡為系統(tǒng)管理員使用的卡，主要進(jìn)行一些輔助性工作，比如更新電梯編號(hào)、時(shí)鐘，添加、刪除黑名單。當(dāng)檢測到管理卡時(shí)，數(shù)據(jù)處理過程如圖10所示。

讀卡器發(fā)送讀卡指令時(shí)，如果在其識(shí)別范圍內(nèi)有不止一張電子標(biāo)簽，則收到讀卡命令的所有標(biāo)簽都會(huì)向讀卡器反射信息，這樣就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)沖突，造成信息碰撞，解決這種沖突的算法稱之為防碰撞算法。

q值防碰撞算法是動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙aloha算法的一種，適用于epcc1g2標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。本設(shè)計(jì)使用一種改進(jìn)型的q值防碰撞算法來解決標(biāo)簽碰撞問題。

1.防碰撞指令

符合6c協(xié)議的閱讀器和標(biāo)簽必須支持以下指令：

select命令：在盤存之前，用來選定要訪問的標(biāo)簽群。

query命令：尋卡指令，包含一個(gè)整數(shù)n。

queryrep命令：收到此命令的標(biāo)簽時(shí)隙計(jì)數(shù)器值減1。

queryadjust命令：此命令作用是在一幀結(jié)束后調(diào)整q值得大小，從而調(diào)整幀長。

ack：確認(rèn)信號(hào)。閱讀器向標(biāo)簽發(fā)送ack信號(hào)，標(biāo)簽成功接收將返回epc信息給閱讀器。

nak：標(biāo)簽收到nak指令，標(biāo)簽強(qiáng)制轉(zhuǎn)換到仲裁狀態(tài)。

2.標(biāo)簽狀態(tài)

就緒狀態(tài)：標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器識(shí)別區(qū)被激活后，進(jìn)入就緒狀態(tài)。其他任何狀態(tài)的電子標(biāo)簽在斷電再上電首先都要回到就緒狀態(tài)。

仲裁狀態(tài)：標(biāo)簽時(shí)隙計(jì)數(shù)器值不為0，等待被識(shí)別的狀態(tài)。

應(yīng)答狀態(tài)：標(biāo)簽時(shí)隙計(jì)數(shù)器值為0，可以和讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

確認(rèn)狀態(tài)：處于確認(rèn)狀態(tài)的標(biāo)簽可以轉(zhuǎn)換到除滅活之外的任何狀態(tài)，視所收到的具體命令而定。

開放狀態(tài)：可以讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

保護(hù)狀態(tài)：開放狀態(tài)接收到正確的訪問句柄則轉(zhuǎn)換到保護(hù)狀態(tài)。

滅活狀態(tài)：被執(zhí)行“殺死”命令的標(biāo)簽。

幾種標(biāo)簽狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換圖如圖11所示。

算法工作流程如下：

(1)閱讀器向標(biāo)簽發(fā)送query(q)命令，開始一個(gè)盤存周期，標(biāo)簽收到命令后，在(0，2^q-1)范圍內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)整數(shù)放到時(shí)隙計(jì)數(shù)器中。

(2)時(shí)隙計(jì)數(shù)器值為0的標(biāo)簽立即響應(yīng)，反射一個(gè)16位句柄給閱讀器。

(3)閱讀器檢測碰撞情況；

a，若時(shí)隙0沒有標(biāo)簽響應(yīng)，則為空閑時(shí)隙，q_fp＝q_fp-c；

b，若兩個(gè)或兩個(gè)以上標(biāo)簽響應(yīng)，則為碰撞時(shí)隙，q_fp＝q_fp+c；

c，若只有一個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)，則為有效時(shí)隙，q_fp保持不變。閱讀器發(fā)送ack(rn16)指令，標(biāo)簽接收到有效的ack指令，轉(zhuǎn)換到確認(rèn)狀態(tài)并將epc號(hào)發(fā)送給閱讀器，閱讀器正確接收后則防碰撞過程結(jié)束；如果閱讀器沒有正確接收到epc號(hào)，則閱讀器向標(biāo)簽發(fā)送nak指令，使標(biāo)簽轉(zhuǎn)換到仲裁狀態(tài)。

(4)閱讀器判斷|qfp-q|是否大于1，即累計(jì)的c是否超過1。如果沒有超過，則閱讀器發(fā)送queryrep命令，使所有標(biāo)簽的時(shí)隙數(shù)減1。如果累計(jì)的c值超過了1，閱讀器發(fā)送queryadjust(q+1)或queryadjust(q-1)命令，調(diào)整q值，開始下一個(gè)識(shí)別周期，直到標(biāo)簽全部識(shí)別完畢。

改進(jìn)型q值算法的流程圖如圖12所示。改進(jìn)型的q值算法不僅標(biāo)簽較少時(shí)有較高的讀卡效率，當(dāng)大量標(biāo)簽出現(xiàn)在讀寫器識(shí)別范圍內(nèi)時(shí)，效率依然很高。參考epcc1g2國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，建議c值取0.3。另外，由于本算法用于電梯門禁系統(tǒng)，正常情況下不會(huì)出現(xiàn)成百上千標(biāo)簽的情況，因此，算法初始設(shè)置q值為4。

在本系統(tǒng)中，只有用戶卡和工作卡需要打開電梯按鈕，即需要向擴(kuò)展控制板發(fā)送數(shù)據(jù)(對(duì)講系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，打開戶主所在樓層電梯按鈕，可以與單層用戶卡類比)。程序流程為：首先判斷接收到的數(shù)據(jù)開始標(biāo)志是否正確，不正確則丟棄接收到的數(shù)據(jù)并要求重新發(fā)送，正確則判斷卡的類型。如果卡的類型為工作卡，則打開所有樓層按鈕；若為用戶卡，則判斷是否為單層卡，若為單層卡，則程序自動(dòng)選擇相關(guān)層按鈕，若為多層卡，則需用戶自己選擇按鈕。電梯門禁擴(kuò)展控制板的程序流程圖如圖13所示。

對(duì)講主機(jī)是為訪客來訪提供的，訪客可以通過對(duì)講主機(jī)呼叫戶主，為自己開放相關(guān)樓層電梯按鈕。同時(shí)，用戶也可以通過對(duì)講系統(tǒng)呼叫物業(yè)為自己開放相關(guān)樓層按鈕。對(duì)講主機(jī)的程序流程為：掃描鍵盤直到呼叫鍵被按下，然后向gsm模塊發(fā)送呼叫指令，接通后進(jìn)行通話，掛斷操作可以由主機(jī)發(fā)出，也可以由分機(jī)發(fā)出。通話掛斷后等待用戶分機(jī)發(fā)送樓層信息，然后通過串口把樓層信息發(fā)送到電梯擴(kuò)展控制板。對(duì)講主機(jī)的程序流程如圖14所示。

1)呼叫功能實(shí)現(xiàn)

首先，發(fā)送“at”指令，與gsm模塊連接，然后，發(fā)送at+cpin？指令，檢查sim卡狀態(tài)，返回錯(cuò)誤則終止，返回ok則發(fā)送打電話指令“atd+號(hào)碼”，返回ok則建立通話成功。呼叫功能程序流程如圖15所示。

2)掛斷功能實(shí)現(xiàn)

在發(fā)送完呼叫指令的基礎(chǔ)上，直接發(fā)送掛機(jī)信號(hào)“ath”，則實(shí)現(xiàn)掛機(jī)功能。

3)讀取信息功能實(shí)現(xiàn)

當(dāng)gsm模塊收到信息后，會(huì)主動(dòng)通過串口回傳到主控制器。主控制器只需不斷的檢測串口數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測到“+cmti”數(shù)據(jù)時(shí)，則證明對(duì)講主機(jī)接收到了對(duì)講分機(jī)發(fā)來的樓層信息，此時(shí)，信息處于未讀狀態(tài)，主控制器需要通過串口向gsm通信模塊發(fā)送“at+cmgr＝1”指令，讀取樓層信息，此時(shí)，通信模塊將把戶主的樓層信息回傳到主控制器，主控制器分析后通過rs-485電路把樓層信息送到門禁擴(kuò)展板。讀取信息程序流程圖如圖16所示。

用戶分機(jī)放在戶主屋內(nèi)，等待對(duì)講主機(jī)的呼叫，當(dāng)有訪客到訪，用戶分機(jī)接收到呼叫信號(hào)，按下接聽鍵進(jìn)行通話，掛斷操作可以由主機(jī)發(fā)出，也可以由分機(jī)發(fā)出。掛斷通話后，戶主自行選擇是否向?qū)χv主機(jī)發(fā)送授權(quán)信息。對(duì)講分機(jī)的程序流程如圖17所示。

(1)接聽來電功能實(shí)現(xiàn)

控制器通過串口檢測gsm返回的數(shù)據(jù)，當(dāng)接收到“ring”數(shù)據(jù)時(shí)，則證明有呼叫信號(hào)進(jìn)來，此時(shí)，控制器通過串口向gsm發(fā)送“ata”命令，接聽來電。

(2)掛斷功能實(shí)現(xiàn)

在與主機(jī)通話過程中，控制器向通信模塊發(fā)送掛機(jī)信號(hào)“ath”，則實(shí)現(xiàn)掛機(jī)功能。

(3)發(fā)送短信功能實(shí)現(xiàn)

首先，發(fā)送“at+cmgf＝1”指令，把信息設(shè)置為文本格式，然后，發(fā)送“at+cscs＝\"gsm\"”指令，把te字符集設(shè)置為英文格式，最后通過“at+cmgs＝\"號(hào)碼\"”指令，把信息發(fā)送給指定的號(hào)碼。發(fā)送信息程序流程圖如圖18所示。

本發(fā)明完成了電梯門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了門禁遠(yuǎn)距離讀卡，讀卡距離在1m左右，用戶使用更加便利。

系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了基本的電梯門禁功能，而且根據(jù)需求，設(shè)計(jì)了三種門禁卡：用戶卡、工作卡和管理卡。用戶卡為普通用戶使用的卡，具有限制用戶使用時(shí)間、可使用的電梯數(shù)和樓層數(shù)的功能，實(shí)現(xiàn)了單層卡自動(dòng)選層；工作卡為工作人員使用的卡，因工作人員工作地點(diǎn)不定，工作卡無使用樓層限制；管理卡為系統(tǒng)管理員使用的卡，實(shí)現(xiàn)了更新電梯編號(hào)、更新時(shí)鐘，初始化、添加、刪除黑名單的功能。另外，本文中所用門禁卡內(nèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為自主設(shè)計(jì)，系統(tǒng)通過檢測卡片內(nèi)的特殊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證其合法性，無需再設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，避免了因檢索數(shù)據(jù)庫而影響讀卡效率。門禁系統(tǒng)采用改進(jìn)型q值防碰撞算法解決讀卡過程中的標(biāo)簽碰撞問題，提高了讀卡效率。實(shí)現(xiàn)了無線對(duì)講系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)了與門禁系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了樓宇對(duì)講主機(jī)和分機(jī)之間的無線數(shù)據(jù)通信，同時(shí)，用戶可以通過樓宇對(duì)講分機(jī)為訪客開放電梯樓層按鈕，不僅使整個(gè)系統(tǒng)更加人性化，而且系統(tǒng)的復(fù)雜度和系統(tǒng)的安裝難度都大大降低了。

實(shí)施例三

如圖19、圖20所示，本發(fā)明提供了一種電梯門禁與樓宇對(duì)講的聯(lián)動(dòng)控制方法，用于控制上述的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，包括電梯門禁系統(tǒng)和樓宇對(duì)講系統(tǒng)，所述樓宇對(duì)講系統(tǒng)包括對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)和用戶分機(jī)系統(tǒng)，所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)和所述電梯門禁系統(tǒng)設(shè)置在電梯端，所述用戶分機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在業(yè)主屋內(nèi)或者物業(yè)控制端；所述聯(lián)動(dòng)控制方法包括以下步驟：

s101所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)接收用戶輸入信息，并根據(jù)所述用戶輸入信息生成授權(quán)請(qǐng)求信息，將所述授權(quán)請(qǐng)求信息發(fā)送給所述用戶分機(jī)系統(tǒng)；

s102所述用戶分機(jī)系統(tǒng)接收到所述授權(quán)請(qǐng)求信息后生成提示信息，所述用戶分機(jī)系統(tǒng)接收授權(quán)指示信息，生成確認(rèn)信息，發(fā)送所述確認(rèn)信息給所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)，所述確認(rèn)信息中包括樓層信息；

s103所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)將所述確認(rèn)信息發(fā)送給所述電梯門禁系統(tǒng)，電梯門禁系統(tǒng)根據(jù)所述確認(rèn)信息控制電梯門禁工作。

具體地，所述步驟s101中還包括：所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)在接收用戶輸入信息后，與所述用戶分機(jī)系統(tǒng)建立語音通話請(qǐng)求；所述步驟102中具體還包括：在所述用戶分機(jī)系統(tǒng)在語音通話過程中接收所述授權(quán)指示信息然后發(fā)送所述確認(rèn)信息。

具體地，所述電梯門禁系統(tǒng)包括主控制電路和擴(kuò)展控制電路；所述步驟103中具體包括：所述主控制電路主動(dòng)獲取門禁卡中標(biāo)簽數(shù)據(jù)和/或接收所述對(duì)講主機(jī)系統(tǒng)發(fā)送的樓層信息生成門禁控制信息，并將所述門禁控制信息發(fā)送給所述擴(kuò)展控制電路，所述擴(kuò)展控制電路包括電梯繼電器電路，所述擴(kuò)展控制電路接收所述門禁控制信息控制所述電梯繼電器電路工作，所述門禁卡中標(biāo)簽數(shù)據(jù)包括卡類型數(shù)據(jù)，所述卡類型數(shù)據(jù)包括單層卡、多層卡；所述擴(kuò)展控制電路包括第一信號(hào)端、第二信號(hào)端、第三信號(hào)端和第四信號(hào)端，還包括第一繼電器和第二繼電器，所述第一信號(hào)端和所述第二信號(hào)端分別與所述第一繼電器連接的受控端連接，所述第三信號(hào)端和所述第四信號(hào)端通過導(dǎo)線連接，所述導(dǎo)線和所述第一信號(hào)端分別和所述第二繼電器的受控端連接；當(dāng)所述卡類型數(shù)據(jù)為多層卡時(shí)，所述擴(kuò)展控制電路控制所述第一繼電器導(dǎo)通，所述擴(kuò)展控制電路控制所述第二繼電器斷開；當(dāng)所述卡類型數(shù)據(jù)為單層卡時(shí)，所述擴(kuò)展控制電路控制所述第二繼電器導(dǎo)通，所述擴(kuò)展控制電路控制所述第一繼電器斷開。

這樣的電梯門禁聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)通過對(duì)電子標(biāo)簽的自動(dòng)掃描，處理器自動(dòng)判斷用戶電子標(biāo)簽的權(quán)限和相應(yīng)樓層，無需手動(dòng)掃卡和選擇，提高了電梯門禁系統(tǒng)的運(yùn)行效率。此外通過對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行分類，并自動(dòng)區(qū)分多層卡用戶和單層卡用戶，使用時(shí)更加方便，進(jìn)一步提高了電梯的運(yùn)行效率。