专利名称：一种采用智能手机的智能门禁系统和门禁控制方法
技术领域：
本发明涉及一种门禁系统和门禁控制方法。
背景技术：
现在一般的智能门禁系统由主机、读卡器和门锁组成，典型的智能门禁系统结构如图1所示。在智能门禁系统中，智能卡是主要的开门方式。智能卡在智能门禁系统中又称为门禁卡，主要是如下几种卡:EM卡、Ml卡、TM卡和CPU卡等。用户通行授权时，经由系统管理员授权，确定可使用区域及用户权限。授权信息写入智能门禁系统的主机中。主机中保存所有允许进入的门禁卡的卡识别信息(典型的卡识别信息为卡号)，形成白名单。用户使用门禁卡刷卡进入智能门禁系统的管理区域时，读卡器通过无线射频方式与门禁卡通信，读取门禁卡中存储的卡识别信息，并传输到主机，主机对该卡识别信息进行认证，如果在白名单中，则控制门锁动作，开门并允许进入，如果该卡识别信息不在白名单中，则无动作。无门禁卡或权限未开通用户，不能进入管理区域。当多套智能门禁系统组成门禁网络时，用户可以使用一张门禁卡进入所有的授权管理区域，非常方便。但是，随着智能卡应用的普及，用户往往会持有多张智能卡，例如公交卡、银行卡、门禁卡、医保卡等，携带与管理这些卡会让用户感觉不方便。随着各种智能手机的普及，人们希望使用随身携带的智能手机来集成这些智能卡。特别对于智能门禁系统而言，就是使用智能手机替代门禁卡。目前使用智能手机替代门禁卡基本上都是采用无线射频(RFID)方式，主要有两种模式:1.NFC手机模式:NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通讯技术。是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。NFC手机是指带有NFC模块的手机。带有NFC模块的手机可以做很多相应的应用。主要由三种应用模式，它们分别是卡模式、NFC模式或者点对点模式、读卡器模式。卡模式就是将具有NFC功能的手机模拟成一张非接触卡，如门禁卡。NFC手机采用卡模式与智能门禁系统的读卡器进行无线通讯。2.SIMPASS方式:SIMPASS技术是一种智能卡技术，基于SIMPASS的智能卡具有非接触和接触式功能的双界面卡。接触式界面可以实现SIM应用，完成手机卡的电信功能；非接触式界面可以实现认证、支付等功能，并兼容多个智能卡应用规范。用户将手机中的SIM卡更换为SIMPASS卡，SIMPASS卡可以通过非接触界面与智能门禁系统的读卡器进行无线射频通讯。通过以上两种方式，用户利用智能手机就可以进入门禁网络的授权区域，可以有效减少所携带智能卡的数量。但是以上两种方式也有相应的缺点:.NFC手机模式:用户需要将智能手机更换为NFC手机，目前具备NFC功能的手机较少，并且价格较高。.SIMPASS模式=SMPASS卡有通过附加在卡上的延长天线进行无线射频通讯，对安装的手机有要求，如果手机后盖较厚或采用金属后盖，则无法与读卡器进行射频通信。此外，还有很多智能手机由于结构的原因根本无法安装SIMPASS卡。此外，利用智能手机代替门禁卡还有一种利用无线网络的方式，即智能手机自身不具备近场无线通讯功能，而是将智能门禁系统连接到无线网络(蓝牙、WIF1、3G)上，智能手机通过无线网络与智能门禁系统连接，发送控制指令遥控智能门禁系统开门。这种模式的缺点是开门前智能手机需要通过无线网络与智能门禁系统连接，控制命令从智能手机传输到智能门禁系统中，当大量智能门禁系统组成门禁网络，响应速度较慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于大多数智能手机，响应速度快，并且成本更低的使用智能手机替代门禁卡的智能门禁系统和门禁控制方法。本发明的技术方案为:一种采用智能手机的智能门禁系统，包括门禁主机、由门禁主机控制的门锁，还包括有智能手机和设置在门禁主机上的光读卡器，所述光读卡器包括背板和不透明的表面板，背板上有通信线与门禁主机相连，表面板上设置至少一个透光小孔，透光小孔后面设置有光电感应模块对穿入的光线进行感应，所述智能手机上设有门禁卡识别模块，当智能手机屏幕覆盖在光读卡器的表面板上的透光小孔时，门禁卡识别模块控制智能手机屏幕交替显示光线明暗变化的识别图片，明暗变化的光线穿过透光小孔被光电感应模块接收并转换为数据信息，门禁主机根据转换的数据信息控制门锁的开关。所述的门禁卡识别模块根据智能手机屏幕的大小调整图片的大小和位置，使图片能覆盖光读卡器上的透光小孔。所述的门禁卡识别模块控制智能手机屏幕交替显示光线明暗变化的识别图片的频率为I幅/秒到50幅/秒。所述的表面板上设置有两条互相垂直的居中指示线，透光小孔为3个，并且在其中一条指示线上水平排列。所述的表面板上设置有两条互相垂直的居中指示线，透光小孔为5个，其中一个设置在表面板的中心点位置，另外四个分别以两条居中指示线为轴上下左右对称设置。所述的表面板上设置有两条互相垂直的居中指示线，透光小孔为9个，以三横三纵等间距排列，并且中间的横列设置在水平居中线上，中间的纵列设置在竖直居中线上。所述的表面板上设置有两条互相垂直的居中指示线，透光小孔为4个，分别以两条居中指示线为轴上下左右对称设置。所述的智能手机上设置控制识别图片显示的按键，按键用来控制顺序循环显示识别图片的开始和结束。所述光读卡器上设置有受控发光装置，智能手机上设置前置摄像头，当光读卡器检测到智能手机屏幕覆盖透光小孔后，受控发光装置发送光信号，智能手机通过摄像头接收受控发光装置发送的光信号后，启动循环顺序显示识别图片，识别图片交替显示后代表的卡识别信息被光读卡器读取完成后，受控发光装置再次发送光信号，智能手机通过摄像头接收光读卡器发送的光信号后，停止循环顺序显示识别图片。所述光读卡器上设置有受控发声装置，当光读卡器检测到智能手机屏幕覆盖透光小孔后，受控发光装置发出启动提示音，智能手机接收受控发声装置发送的启动提示音后，启动循环顺序显示识别图片，识别图片交替显示后代表的卡识别信息被光读卡器读取完成后，受控发声装置再次发出停止提示音，智能手机接收受控发声装置发送的停止提示音后，停止循环顺序显示识别图片。所述的光读卡器上还设置有无线射频通信模块，这样可以同时兼容门禁卡。作为进一步改进，所述智能手机背部设置闪光灯，不透明的表面板上设置一个透光小孔，智能手机的闪光灯覆盖在光读卡器的表面板上的透光小孔时，闪光灯交替闪烁，明暗变化的光线穿过透光小孔被光电感应模块接收并转换为数据信息，门禁主机根据转换的数据信息控制门锁的开关。可以使用闪光灯代替智能手机屏幕，闪光灯相当于显示单色图片的手机屏幕，对应单孔光读卡器。—种采用智能手机的智能门禁控制方法，首先在智能手机上设置门禁卡识别模块，门禁主机上设置有光读卡器，光读卡器包括背板和不透明的表面板，背板上有通信线与门禁主机相连，表面板上设置至少一个透光小孔，透光小孔后面设置有光电感应模块对穿入的光线进行感应，当智能手机屏幕覆盖在光读卡器的表面板上的透光小孔时，门禁卡识别模块控制智能手机屏幕交替显示光线明暗变化的识别图片，明暗变化光线的穿过透光小孔被光电感应模块接收并转换为数据信息，门禁主机根据转换的数据信息控制门锁的开关。作为优选，设置一个管理计算机，管理计算机与门禁主机连接，同时管理计算机上设置与智能手机无线通讯的无线通讯模块，智能手机将申请门禁卡识别信息的请求发送到管理计算机，管理计算机审核通过后自动生成门禁卡识别信息发送到智能手机，并将此门禁卡识别信息存储到门禁主机中，当智能手机屏幕覆盖在光读卡器的表面板上的透光小孔时，门禁卡识别模块根据门禁卡识别信息控制智能手机屏幕交替显示识别图片，明暗变化的光线穿过透光小孔被光电感应模块接收并转换为门禁卡识别信息被门禁主机接收，门禁主机将接收的识别信息与事先存储的识别信息进行对比，如果两者一致则打开门锁，如果不一致，则拒绝打开门锁。作为优选，所述智能手机上的门禁卡识别模块启动后，检测智能手机侧边缘的物理按键，通过物理按键精确的控制循环顺序显示识别图片的开始与结束。作为优选，所述门禁卡识别模块启动后，在门禁卡识别模块中输入开门密码，门禁卡识别模块将卡识别信息与开门密码一起传输，门禁主机对该卡识别信息进行认证，如果在白名单中，还要进一步验证用户输入的密码是否与事先设定的开门密码一致，如果一致，才通过验证，控制门锁动作。作为优选，在所述的智能手机上设置前置摄像头，光读卡器增加受控发光装置，位置上对应智能手机的前置摄像头，作为控制信道，智能手机屏幕覆盖到光读卡器上后，受控发光装置发送光信号，门禁卡识别模块通过摄像头接收光读卡器发送的光信号后，启动循环顺序显示识别图片，卡识别信息读取完成后，受控发光装置再次发送光信号，门禁卡识别模块通过摄像头接收光读卡器发送的光信号后，停止循环顺序显示识别图片。作为优选，在所述光读卡器增加受控发声装置，智能手机屏幕覆盖到光读卡器上后，受控发声装置发出启动提示音，门禁卡识别模块通过智能手机上的听筒检测到启动提示音后，启动循环顺序显示识别图片，卡识别信息读取完成后，受控发声装置发出停止提示音，门禁卡识别模块通过听筒检测到停止提示音后，停止循环顺序显示识别图片。作为优选，所述的光读卡器上还设置有无线射频通信模块，这样可以同时兼容门
Γ* O与采用NFC手机的智能门禁系统相比，本发明具有以下优点:成本低，不需更换手机，普通智能手机即可使用。与采用SMPASS卡的智能门禁系统相比，本发明具有以下特点:适用范围广，对手机结构无要求，基本上目前所有的主流智能手机都可以使用。与采用智能手机通过无线网络遥控开门的智能门禁系统相比，本发明具有以下特点:开门响应速度快。此外，与现有智能门禁系统相比，本发明只需要将无线射频读卡器更换为光读卡器，改造成本低。由于智能手机与光读卡器进行光通信时，手机屏幕完全覆盖在光读卡器表面上，不存在可见光的泄露，因此安全性较高，不易被非法复制。
图1是现有普通门禁系统的结构示意图。图2是本发明的门禁系统的结构示意图。图3a、3b是本发明门禁系统的读卡器与手机屏幕配合的示意图。图4a、4b、4c是光读卡器上`的透光小孔排列的示意图。图5a、5b、5c是识别图片的形状与光读卡器上的透光小孔对应的示意图。图6是手机屏幕上的识别图片变换过程示意图(对应五孔四角光读卡器)。图7是本发明门禁系统的读卡器与手机屏幕配合的示意图一(对应四孔四角光读卡器)。图8是本发明门禁系统的读卡器与手机屏幕配合的示意图二 (对应四孔四角光读卡器)。图9是手机屏幕上的特征数据识别图片变换过程示意图。图10是手机屏幕上的识别图片变换过程示意图(对应四孔四角光读卡器)。图11是一个典型的门禁网络结构示意图。图12是手机屏幕上的识别图片变换过程示意图(增加开门密码)。
具体实施例方式下面结合图示，对本发明作详细介绍。如图2，本发明的门禁系统包括门禁主机、由门禁主机控制的门锁，门禁主机上设置有光读卡器，光读卡器是一个密封的装置，包括背板和不透明的表面板，不透明表面板朝向用户，背板上有通信线与门禁主机相连。表面板上设有互相垂直的居中指示线。表面板上有I个以上的透光小孔，可以让光通过。每个小孔下有独立的光电感应模块，对传入的光线进行感应。本实施例的光读卡器兼容屏幕尺寸5.5寸到2.4寸的智能手机。使用时，智能手机屏幕覆盖在光读卡器上，如图3a，屏幕中心点应当与光读卡器的中心点重合。正确的放置方法是:智能手机的垂直中间线与光读卡器的垂直居中指示线重合，根据智能手机屏幕位置的不同，智能手机的水平位置可以依据光读卡器的水平中间线微调，以保证中心点的重合，光读卡器上的垂直居中指示线是指两条相互垂直的直线，一条为水平线，一条为竖直线，且两条线的交点为光读卡器表面板的中心点。为了方便用户正确的放置智能手机，5.5寸屏幕智能手机屏幕覆盖在光读卡器上时，居中指示线应外露可见，不透明表面板的尺寸应当大于15X 10厘米。为了兼容2.4寸屏幕的智能手机，如图3b，所有的透光小孔应当在光读卡器中心4X5厘米的感应区域内。光读卡器不透明表面板上透光小孔的排列可以采用多种方式，如图4a，三孔水平排列:透光小孔为3个，并且等间隔的排列在水平指示线上；也可以是三孔竖直排列，这样就是等间隔的排列在竖直指示线上。如图4b，五孔四角排列:透光小孔为5个，其中一个设置在表面板的中心点位置，另外四个分别以两条居中指示线为轴上下左右对称设置。如图4c，九孔九宫格排列:透光小孔为9个，以三横三纵等间距排列，并且中间的横列设置在水平居中线上，中间的纵列设置在竖直居中线上。光信号是指光的明或暗，经过光电感应模块，转换为电平的高或低。这样，连续的光的明暗变化就转换为连续的电平高低变化，然后对电平信号进行处理，转换为数据，并将数据发送给门禁主机。当智能手机屏幕覆盖在光读卡器表面板时，手机屏幕交替显示不同的识别图片，切换频率为I幅/秒到50幅/秒。手机根据屏幕的尺寸自动计算图片的大小和位置，使图片可覆盖光读卡器上透光小孔所在的感应区域。图片为纯色图片，纯色为区别明显的两种明暗色彩。可以采用色彩对应数字，也可以采用色彩的变化对应数字，例如.用明色彩对应数字I，暗色彩对应数字O。.用明色彩转暗色彩对应数字1，暗色彩转明色彩对应数字O。明暗色彩优选黑色和白色。这样就可以通过手机屏幕显示不同的识别图片产生一组代码，这组代码对应的就是门禁卡号。例如，一个典型的门禁卡号E16A9901，对应的2进制数为11100001011010101001100100000001，如果采用色彩对应数字模式，可以表示为“明明明暗暗暗暗明暗明明暗明暗明暗明暗暗明明暗暗明暗暗暗暗暗暗暗明” 32幅顺序显示的图片。智能手机的屏幕是主动发光的，图片变化产生光线明暗变化，光线的明暗变化被光读卡器所接收，并转换为数据，从而实现光通讯。光读卡器上的每个光电感应模块对应一个光通讯通道，为了提高通讯速度，可以在光读卡器上设置多个光电感应模块，即前文所述的多个透光小孔。识别图片的形状取决于光读卡器上小孔的排列方式，每个小孔对应一个纯色方格。典型的对应关系如图5a、5b、5c所示。以采用五孔四角光读卡器为例，手机屏幕上的识别图片变换过程如图6所示，左上、右上、左下、右下方格分别1-4位数字，门禁卡号E16A9901 (对应的2进制数为11100001011010101001100100000001)可以用顺序显示的图片I到8表示。图片中间的方格代表控制/数据位，中间的方格为暗代表该图片是控制图片，中间的方格为明代表该图片为数据图片。图片O中间的方格为暗，所以图片O为控制图片，用于同步数据流，即从图片O开始到图片O结束，图片O起到控制图片开始和结束显示的作用。智能手机屏幕上循环显示图片O到图片8，经过一个图片显示循环，光读卡器就可以将图片之间的数字转换为卡识别信息,发送给门禁主机。还可以取消中间的同步孔，采用四孔四角光读卡器(如图7)，同步方式改为采用特征数据进行同步。因为没有中间的同步孔，智能手机屏幕与光读卡器位置对应的要求大为降低了。如图8，只需要屏幕上的图片左上、右上、左下、右下方格分别覆盖四个角上的小孔就行。采用特征数据进行同步的例子如下:将特征数据定为二进制10011001 (十六进制99)，对应如图9所示的特征数据同步图片序列:图片O作为特征数据同步图片连续出现两次图片0.a和图片0.b，对应两个1001代码，组成一个二进制特征数据10011001 (十六进制99)，此代码就作为图片开始和结束显示的标志。在特征数据同步模式下，为了防止混淆卡识别信息的数据，引入十六进制O作为转义符，转义规则如下:.发送时，如果卡识别信息中有9，转换为90，这样数据中不可能有99出现。.接收时，如果卡识别信息中有90，转换为9。如果采用四孔四角光读卡器，左上、右上、左下、右下方格分别1-4位数字，门禁卡号E16A9901转义为E16A909001，可以用顺序显示的图片I到10表示，(如图10所示)，其中图片0.a和图片0.b为特征数据同步图片。可以由多个门禁系统组成门禁网络，每一个门禁系统对应一个管理区域，设置一个管理计算机统一进行管理，管理计算机通过485总线与每个门禁系统连接，同时管理计算机可以通过互联网与智能手机通讯，也可以直接设置无线通讯模块与智能手机进行通τΗ ο门禁控制方法如下:.首先用户申请要进入的管理区域，可以通过智能手机将请求发送至管理计算机，经由管理计算机审核后确定可通行区域及用户权限；同时管理计算机自动生成门禁卡识别信息发送到智能手机，并且将授权信息写入门禁主机中，门禁主机中保存所有允许进入的门禁卡识别信息，形成白名单；.用户使用智能手机刷卡进入智能门禁系统的管理区域时，将智能手机的屏幕覆盖到光读卡器上，注意保持手机中直线与光读卡器居中指示线的相对一致；.智能手机读取存储的卡识别信息，启动后延时0.1至2秒，以便用户将智能手机屏幕覆盖到光读卡器上，然后开始在屏幕上循环顺序显示识别图片；.光读卡器通过智能手机屏幕的光信号读取卡识别信息，并传输到主机，主机对该卡识别信息进行认证，如果在白名单中，则控制门锁动作，开门并允许进入，如果该卡识别信息不在白名单中，则无动作。无有效卡识别信息或权限未开通用户，不能进入管理区域。当多套智能门禁系统组成门禁网络时，用户可以使用一部智能手机进入所有的授权管理区域。作为进一步改进，智能手机上的门禁卡识别模块启动后，可以检测智能手机侧边缘的物理按键，以便用户精确的控制循环顺序显示识别图片的开始与结束。例如，用户将智能手机覆盖到光读卡器上后，按“增大音量键”启动循环顺序显示识别图片，门开后，按“增大音量键”结束循环顺序显示识别图片；或者长按“增大音量键”启动循环顺序显示识别图片，松开“增大音量键”停止循环顺序显示识别图片。作为进一步改进，门禁卡识别模块启动后，可以在门禁卡识别模块中输入开门密码，门禁卡识别模块将卡识别信息与开门密码一起传输，门禁主机对该卡识别信息进行认证，如果在白名单中，还要进一步验证用户输入的密码是否与事先设定的开门密码一致，如果一致，才通过验证，控制门锁动作。作为进一步改进，对于有前置摄像头的智能手机，光读卡器可以增加受控发光装置，位置上对应智能手机的前置摄像头，作为控制信道。如果智能手机具备前置摄像头，智能手机屏幕覆盖到光读卡器上后，智能手机的门禁卡识别模块并不主动启动循环顺序显示识别图片。光读卡器检测到智能手机屏幕覆盖后，受控发光装置发送光信号，门禁卡识别模块通过摄像头接收光读卡器发送的光信号后，启动循环顺序显示识别图片。卡识别信息读取完成后，受控发光装置再次发送光信号，门禁卡识别模块通过摄像头接收光读卡器发送的光信号后，停止循环顺序显示识别图片，这样可以实现更快速准确的光通信。也可以将光读卡器的受控发光装置改为受控发声装置，这样，就不需要智能手机有前置摄像头。智能手机屏幕覆盖到光读卡器上后，智能手机的门禁卡识别模块并不主动启动循环顺序显示识别图片。光读卡器检测到智能手机屏幕覆盖后，受控发声装置发出启动提示音，门禁卡识别模块通过手机听筒检测到启动提示音后，启动循环顺序显示识别图片。卡识别信息读取完成后，受控发声装置发出停止提示音，门禁卡识别模块通过手机听筒检测到停止提示音后，停止循环顺序显示识别图片，这样可以实现更快速准确的光通信。作为进一步改进，光读卡器可以增加无线射频通信模块，这样可以同时兼容普通的门禁卡。作为进一步改进，智能门禁系统可以通过光读卡器上的受控发光装置或受控发声装置实现与智能手机的双向通信。智能手机上的门禁卡识别模块可以充分利用智能手机中的USIM、Secure Element等高级安全单元,实现加密及双向认证等高级功能。作为进一步改进，智能手机上的门禁卡识别模块可以是直接安装在智能手机上，也可以是通过互联网下载安装。如图11所示，是一个典型的门禁网络，包括三个智能门禁系统和门禁管理计算机。门禁管理计算机通过485总线控制所有的智能门禁系统，同时，门禁管理计算机连接到互联网上，以便为用户提供服务。智能门禁系统A、智能门禁系统B和智能门禁系统C均为有受控发声装置的四孔四角光读卡器，设定的图片更新率为24幅/秒。用户甲没有门禁卡，持有苹果公司iPhone4S手机，需要进入管理区域A和管理区域B。典型的门禁控制方法如下:1.系统管理员乙将iOS版本的门禁卡识别模块发布到苹果公司的App Store中。2.用户甲从App Store下载门禁卡识别模块到iPhone4S手机中。3.用户甲启动门禁卡识别模块，在门禁卡识别模块中填写申请信息，包括用户姓名、联系方式、申请理由、要进入的管理区域。4.门禁卡识别模块获取iPhone4S手机的唯一设备识别符UDID，和申请信息一起发送到管理计算机。5.系统管理员乙对用户甲的申请进行审批，审批通过后，智能门禁管理系统自动生成门禁卡识别信息，即门禁卡号E16A9901。6.智能门禁管理系统将授权信息通过485总线写入智能门禁系统A和智能门禁系统B。智能门禁系统A和智能门禁系统B将卡号E16A9901加入白名单中。7.用户甲启动门禁卡识别模块，连接智能门禁管理系统。智能门禁管理系统使用UDID作为秘钥对卡号E16A9901采用3DES进行加密，将加密后的卡识别信息传输给门禁卡识别模块，门禁卡识别模块将加密的卡识别信息存储到起来。8.用户甲来到智能门禁系统A，启动门禁卡识别模块，将iPhone4S覆盖到光读卡器上，屏幕朝向光读卡器。光读卡器检测到智能手机覆盖后，受控发声装置发出启动提示音。门禁卡识别模块通过手机听筒检测到启动提示音，读取加密的卡识别信息，并使用唯一设备识别符UDID作为秘钥采用3DES算法进行解密，解密成功后获得门禁卡号E16A9901，并将E16A9901转义为E16A909001，然后开始在屏幕上循环显示识别图片序列(如图10)，显示频率24幅/秒。9.光读卡器在I秒钟之内读取卡识别信息E16A9901，并且将卡识别信息发送到门禁主机A，门禁主机A与白名单对比，发现卡号E16A9901，并且没有设置开门密码，控制门锁开门。10.光读卡器通过受控发声装置发出停止提示音，门禁卡识别模块通过手机听筒检测到停止提示音，关闭门禁卡识别模块。用户进入管理区域A。11.甲来到智能门禁系统B，重复操作步骤8至11。为了增强安全性，用户甲可以为门禁卡识别模块设置4位启动密码7875，门禁卡识别模块将数字密码7875加密并存储。下次用户启动门禁卡识别模块时，必须首先输入密码7875才能使用门禁卡识别模块。为了进一步增强安全性，用户甲可以设置开门密码，可以在上面的步骤下增加以下步骤:12.用户甲启动门禁卡识别模块，输入启动密码7875，进入门禁卡识别模块。13.用户甲设置开门密码4531。开门密码并不存储在用户甲的iPhone4S中，而是上传到门禁管理计算机。14.门禁管理计算机将门禁卡号E16A9901关联开门密码4531，转换为16进制数11B3，并通过485总线写入到智能门禁系统A和智能门禁系统B中。15.用户甲来到智能门禁系统A，启动门禁卡识别模块，输入启动密码7875，进入门禁卡识别模块，然后输入开门密码4531，最后将iPhone4S覆盖到光读卡器上，屏幕朝向光读卡器。光读卡器检测到智能手机覆盖后，受控发声装置发出启动提示音。门禁卡识别模块通过手机听筒检测到启动提示音。门禁卡识别模块读取加密的卡识别信息，并使用唯一设备识别符UDID作为秘钥采用3DES算法进行解密，解密成功后获得卡号E16A9901，E16A9901转义为E16A909001，开门密码4531转换为16进制数11B3,门禁卡识别信息为E16A90900111B3，然后开始在屏幕上循环显示识别图片(如图12)，显示频率24幅/秒。16.光读卡器在I秒钟之内读取卡识别信息E16A990111B3，并且将卡识别信息(卡号=E 16A909001，开门密码=11B3 )，发送到门禁主机A，门禁主机A与白名单对比，发现卡号E16A9901，并且设置开门密码11B3，比对成功，控制门锁开门。17.光读卡器通过受控发声装置发出停止提示音，门禁卡识别模块通过手机听筒检测到停止提示音，关闭门禁卡识别模块。用户进入管理区域A。
权利要求
1.一种采用智能手机的智能门禁系统，包括门禁主机、由门禁主机控制的门锁，其特征在于，还包括有智能手机和设置在门禁主机上的光读卡器，所述光读卡器包括背板和不透明的表面板，背板上有通信线与门禁主机相连，表面板上设置至少一个透光小孔，透光小孔后面设置有光电感应模块对穿入的光线进行感应，所述智能手机上设有门禁卡识别模块，当智能手机屏幕覆盖在光读卡器的表面板上的透光小孔时，门禁卡识别模块控制智能手机屏幕交替显示光线明暗变化的识别图片，明暗变化的光线穿过透光小孔被光电感应模块接收并转换为数据信息，门禁主机根据转换的数据信息控制门锁的开关。
2.根据权利要求1所述的一种采用智能手机的智能门禁系统，其特征在于，所述的门禁卡识别模块根据智能手机屏幕的大小调整图片的大小和位置，使图片能覆盖光读卡器上的透光小孔；或者，所述的门禁卡识别模块控制智能手机屏幕交替显示光线明暗变化的识别图片的频率为I幅/秒到50幅/秒。
3.根据权利要求1所述的一种采用智能手机的智能门禁系统，其特征在于，所述的表面板上设置有两条互相垂直的居中指示线，透光小孔为3个，并且在其中一条指示线上水平排列；或者透光小孔为5个，其中一个设置在表面板的中心点位置，另外四个分别以两条居中指示线为轴上下左右对称设置；或者透光小孔为9个，以三横三纵等间距排列，并且中间的横列设置在水平居中线上，中间的纵列设置在竖直居中线上；或者透光小孔为4个，分别以两条居中指示线为轴上下左右对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种采用智能手机的智能门禁系统，其特征在于，所述的智能手机上设置控制识别图片显示的按键，按键用来控制顺序循环显示识别图片的开始和结束。
5.根据权利要求1所述的一种采用智能手机的智能门禁系统，其特征在于，所述光读卡器上设置有受控发光装置，智能手机上设置前置摄像头，当光读卡器检测到智能手机屏幕覆盖透光小孔后，受控发光装置发送光信号，智能手机通过摄像头接收受控发光装置发送的光信号后，启动循环顺序显示识别图片，识别图片交替显示后代表的卡识别信息被光读卡器读取完成后，受控发光装置再次发送光信号，智能手机通过摄像头接收光读卡器发送的光信号后，停止循环顺 序显示识别图片；或者，所述光读卡器上设置有受控发声装置，当光读卡器检测到智能手机屏幕覆盖透光小孔后，受控发声装置发出启动提示音，智能手机接收受控发声装置发送的启动提示音后，启动循环顺序显示识别图片，识别图片交替显示后代表的卡识别信息被光读卡器读取完成后，受控发声装置再次发出停止提示音，智能手机接收受控发声装置发送的停止提示音后，停止循环顺序显示识别图片。
6.根据权利要求1所述的一种采用智能手机的智能门禁系统，其特征在于，所述的光读卡器上还设置有无线射频通信模块；或者，所述智能手机背部设置闪光灯，不透明的表面板上设置一个透光小孔，智能手机的闪光灯覆盖在光读卡器的表面板上的透光小孔时，闪光灯交替闪烁，明暗变化的光线穿过透光小孔被光电感应模块接收并转换为数据信息，门禁主机根据转换的数据信息控制门锁的开关。
7.一种采用智能手机的智能门禁控制方法，其特征在于，首先在智能手机上设置门禁卡识别模块，门禁主机上设置有光读卡器，光读卡器包括背板和不透明的表面板，背板上有通信线与门禁主机相连，表面板上设置至少一个透光小孔，透光小孔后面设置有光电感应模块对穿入的光线进行感应，当智能手机屏幕覆盖在光读卡器的表面板上的透光小孔时，门禁卡识别模块控制智能手机屏幕交替显示光线明暗变化的识别图片，明暗变化的光线穿过透光小孔被光电感应模块接收并转换为数据信息，门禁主机根据转换的数据信息控制门锁的开关。
8.根据权利要求7所述的一种采用智能手机的智能门禁控制方法，其特征在于，设置一个管理计算机，管理计算机与门禁主机连接，同时管理计算机上设置与智能手机无线通讯的无线通讯模块，智能手机将申请门禁卡识别信息的请求发送到管理计算机，管理计算机审核通过后自动生成门禁卡识别信息发送到智能手机，并将此门禁卡识别信息存储到门禁主机中，当智能手机屏幕覆盖在光读卡器的表面板上的透光小孔时，门禁卡识别模块根据门禁卡识别信息控制智能手机屏幕交替显示识别图片，明暗变化的光线穿过透光小孔被光电感应模块接收并转换为门禁卡识别信息被门禁主机接收，门禁主机将接收的识别信息与事先存储的识别信息进行对比，如果两者一致则打开门锁，如果不一致，则拒绝打开门锁。
9.根据权利要求8所述的一种采用智能手机的智能门禁控制方法，其特征在于，所述门禁卡识别模块启动后，在门禁卡识别模块中输入开门密码，门禁卡识别模块将卡识别信息与开门密码一起传输，门禁主机对该卡识别信息进行认证，如果在白名单中，还要进一步验证用户输入的密码是否与事先设定的开门密码一致，如果一致，才通过验证，控制门锁动作。
10.根据权利要求8所述的一种采用智能手机的智能门禁控制方法，其特征在于，在所述的智能手机上设置前置摄像头，光读卡器增加受控发光装置，位置上对应智能手机的前置摄像头，作为控制信道，智能手机屏幕覆盖到光读卡器上后，受控发光装置发送光信号，门禁卡识别模块通过摄像头接收光读卡器发送的光信号后，启动循环顺序显示识别图片，卡识别信息读取完成后，受控发光装置再次发送光信号，门禁卡识别模块通过摄像头接收光读卡器发送的光信号后，停止循环顺序显示识别图片；或者，在所述光读卡器增加受控发声装置，智能手机屏幕覆盖到光读卡器上后，受控发声装置发出启动提示音，门禁卡识别模块通过智能手机上的听筒检测到启动提示音后，启动循环顺序显示识别图片，卡识别信息读取完成后，受控发 声装置发出停止提示音，门禁卡识别模块通过听筒检测到停止提示音后，停止循环顺序显示识别图片。
全文摘要
本发明公开了一种适用于大多数智能手机，响应速度快，并且成本更低的使用智能手机替代门禁卡的智能门禁系统和门禁控制方法。与现有智能门禁系统相比，本发明只需要将无线射频读卡器更换为光读卡器，改造成本低。由于智能手机与光读卡器进行光通信时，手机屏幕完全覆盖在光读卡器表面上，不存在可见光的泄露，因此安全性较高，不易被非法复制。
文档编号G07C9/00GK103198550SQ20131012310
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者俞震, 卢璟卿, 赵明, 胡伟, 陶洪峰, 洪丹, 潘啸天, 周世博, 李敏, 彭胜利, 林永江, 周牧, 朱杰, 叶青, 曾鹏飞, 冯文斌, 汪小将, 李晓琪, 周月海 申请人:浙江省邮电工程建设有限公司