一种基于LoRa通信的智能门锁控制装置及系统的制作方法

本实用新型涉及智能门锁领域，更具体地说，涉及一种基于LoRa通信的智能门锁控制装置及系统。

背景技术：

随着电子信息技术的发展，智能门锁控制系统作为一种管理人员进出的装置，已在各种场所越来越普及，如酒店、学校宿舍、居民小区、办公大楼等，智能门锁在方便用户同时，也提高了管理效率和安全性。现有智能门锁系统主流使用的通讯协议为Zigbee，但Zigbee技术覆盖距离短，穿透能力差，连接数量不够，不能满足用户需求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述Zigbee技术覆盖距离短，穿透能力差，连接数量不够的缺陷，提供一种基于LoRa通信的智能门锁控制装置及系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于LoRa通信的智能门锁控制装置，包括处理器、供电模块、门锁控制模块、读卡模块，所述处理器分别连接所述供电模块、门锁控制模块、读卡模块，还包括：

与所述处理器连接、用于存储权限名单列表的和刷卡记录第一存储器；

与所述处理器连接、用于发送刷卡数据以及下载权限名单的LoRa通信模块。

进一步，本实用新型所述的基于LoRa通信的智能门锁控制装置，还包括与所述处理器连接、用于连接移动终端并接收所述移动终端发送的用户账户信息的蓝牙模块。

进一步，本实用新型所述的基于LoRa通信的智能门锁控制装置，所述供电模块为电池组供电模块；

所述供电模块包括用于检测电池组电压的电压检测电路。

进一步，本实用新型所述的基于LoRa通信的智能门锁控制装置，还包括与所述处理器连接、用于在电池组欠压时发出报警信息的报警器；

所述报警器为蜂鸣器和/或音频播放器和/或指示灯。

另，本实用新型还提供一种基于LoRa通信的智能门锁控制系统，包括多个上述的智能门锁控制装置，还包括系统服务器和多个网关，所述智能门锁控制装置通过所述网关连接至所述系统服务器；

所述系统服务器包括用于存储权限名单列表的第二存储器。

进一步，本实用新型所述的基于LoRa通信的智能门锁控制系统，还包括多个移动终端，所述移动终端通过蓝牙模块连接所述智能门锁控制装置；

所述移动终端包括用于存储用户账户信息的第三存储器。

另，本实用新型还提供一种基于LoRa通信的智能门锁控制方法，应用于上述的智能门锁控制系统，包括下述步骤：

通过读卡模块读取门禁卡片的用户账户信息或通过蓝牙模块接收移动终端发送的用户账户信息；

判断所述用户账户信息是否在智能门锁控制装置的权限名单列表中；

若是，则发出开锁指令，门锁控制模块控制门锁打开，并通过LoRa通信模块上传刷卡记录信息至系统服务器；

若否，则通过所述LoRa通信模块向所述系统服务器发送更新名单请求；

所述系统服务器若有存储最新名单列表则下发到所述智能门锁控制装置，所述智能门锁控制装置判断所述用户账户信息是否在更新后的权限名单列表中；

若是，则发出开锁指令，所述门锁控制模块控制门锁打开，并通过所述LoRa通信模块上传刷卡记录信息至所述系统服务器；

所述智能门锁控制装置进入休眠模式。

进一步，本实用新型所述的基于LoRa通信的智能门锁控制方法，还包括电压监测步骤：

电压检测电路检测供电模块中电池组的电压；

判断检测电压是否小于预设电压；

若是，则通过报警器发出报警信息，和/或通过所述LoRa通信模块发送报警信息至所述系统服务器。

进一步，本实用新型所述的基于LoRa通信的智能门锁控制方法，还包括时间同步步骤：

在预设时间点唤醒所述智能门锁控制装置；

所有所述智能门锁控制装置按照网络地址依次请求同步时间。

进一步，本实用新型所述的基于LoRa通信的智能门锁控制方法，还包括防撬锁步骤：

所述智能门锁控制装置监测到门锁被破坏后，通过报警器发出报警信息，和/或通过所述LoRa通信模块发送报警信息至所述系统服务器。

实施本实用新型的一种基于LoRa通信的智能门锁控制装置及系统，具有以下有益效果：该装置包括处理器、供电模块、门锁控制模块、读卡模块，处理器分别连接供电模块、门锁控制模块、读卡模块。该装置还包括与处理器连接、用于存储权限名单列表的第一存储器；与处理器连接、用于发送刷卡数据、请求更新权限名单以及定时请求同步本地时间的LoRa通信模块。本实用新型通过LoRa通信模块完成数据传输，具有传输距离远、节点多、功耗低的优势，使智能门锁的更加稳定可靠。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型第三实施例的结构示意图；

图4是本实用新型第四实施例的结构示意图；

图5是本实用新型第五实施例的结构示意图；

图6是本实用新型一种基于LoRa通信的智能门锁控制方法的流程图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

第一实施例

参考图1，本实施例中基于LoRa通信的智能门锁控制装置包括处理器、供电模块、门锁控制模块、读卡模块、第一存储器、以及LoRa通信模块，处理器分别连接供电模块、门锁控制模块、读卡模块、第一存储器、以及LoRa通信模块。在智能门锁控制装置中，处理器用于处理数据及根据程序对系统的各个模块进行控制，使系统保持协调工作。供电模块用于为装置中的各个模块供电。门锁控制模块连接门锁装置，用于驱动门锁打开或关闭；门锁控制模块可以采用电机驱动模块、电磁铁驱动模块等，电机驱动模块或电磁铁驱动模块参考现有技术。读卡模块用于读取门禁卡片的用户账户信息，门禁卡片中预先写入用户账户信息。第一存储器用于存储权限名单列表，权限名单列表为所有具有开门权限的用户名单，也即合法用户名单，在读卡模块读取门禁卡片的用户账户信息后，将用户账户信息与权限名单列表进行匹配，当匹配到用户账户信息后，说明该用户为合法用户，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。

若第一存储器的权限名单列表中没有该用户账户信息，则通过LoRa通信模请求系统服务器最新名单下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储最新名单列表则下发到智能门锁控制装置，并判断用户账户信息与更新后的权限名单列表是否匹配。若匹配成功，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。进一步，在用户每次操作后，智能门锁控制装置将采集的刷卡数据发送至系统服务器，刷卡数据包括但不限于用户账户信息、智能门锁控制装置编号、刷卡时间等，以方便管理人员对使用数据进行管理。需要说明的，LoRa通信模块的结构和工作原理可参考现有技术，本实施例在此不再赘述。

作为选择，读卡模块还可以为生物信息读卡模块，该生物信息读卡模块用于读取用户的生物信息，生物信息包括但不限于指纹信息、面部信息、虹膜信息、声纹信息等。对应的，需要预先将合法用户的生物信息存储到第一存储器中。在需要开锁时，生物信息读卡模块读取用户的生物信息，然后与第一存储器中存储的合法用户的生物信息进行匹配，若匹配合格，则说明该用户为合法用户，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。

若不匹配，则通过LoRa通信模块请求系统服务器最新用户的生物信息下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储用户的生物信息则下发到智能门锁控制装置，并将用户的生物信息与更新后的生物信息进行匹配，若匹配，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。

可以理解，上述门禁卡片和生物信息可以结合使用，以提高智能门锁控制装置的安全性。

本实施例通过获取用户的用户账户信息，并首先通过本地存储的权限名单列表进行验证，若本地有该用户信息，则发送开锁指令；若本地没有该用户账户信息，则通过LoRa通信模块请求系统服务器最新名单下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储最新名单则下载到智能门锁控制装置，智能门锁控制装置判断将用户账户信息与更新后的权限名单列表是否匹配，若匹配，则发送开锁指令，从而实现使用LoRa通信模块传输数据。

系统服务器判断权限名单列表是否匹配的过程为：

系统服务器中存储有各个智能门锁控制装置的权限名单列表，也就是说每个智能门锁控制装置都有属于自己的权限名单列表。系统服务器会设置每个权限名单列表的版本号，权限名单列表每更新一次，就更换一次版本号。系统服务器给智能门锁装置下发的权限名单列表也包括对应的版本号。在智能门锁装置检查权限名单列表是否有更新时，系统服务器将智能门锁装置中权限名单列表的版本号与系统服务器内的最新版本号进行对比；若版本号一致，则说明权限名单列表没有更新；若版本号不一致，则说明权限名单列表已经更新。

进一步，作为选择，系统服务器判断权限名单列表是否匹配时，也可将系统服务器内的权限名单列表与智能门锁控制装置内的权限名单列表进行名单一一对比，即判断两各权限名单列表是否一致；若一致，则说明权限名单列表没有更新；若版本号不一致，则说明权限名单列表已经更新。

第二实施例

参考图2，在第一实施例的基础上，本实施例的基于LoRa通信的智能门锁控制装置还包括与处理器连接、用于连接移动终端并接收移动终端发送的用户账户信息的蓝牙模块。移动终端中预先存储用户账户信息，并且该用户信息也存储在智能门锁控制装置和/或系统服务器中的权限名单列表。移动终端上安装有用于管理用户账户信息的APP，所以该移动终端也可称为电子门禁卡片。

在需要开锁时，移动终端通过蓝牙连接智能门锁控制装置，连接成功后发送用户账户信息至智能门锁控制装置。智能门锁控制装置收到用户账户信息后，首先将用户账户信息与智能门锁控制装置本地存储的权限名单列表进行匹配，当匹配到用户账户信息后，说明该用户为合法用户，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。若不匹配，则通过LoRa通信模块请求系统服务器最新名单下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储最新名单则下发到智能门锁控制装置，智能门锁控制装置将用户账户信息与更新后的权限名单进行查找匹配，若匹配成功，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。需要说明的，蓝牙模块的结构和工作原理可参考现有技术，本实用新型在此不再赘述。

作为选择，移动终端可获取用户的生物信息，生物信息包括但不限于指纹信息、面部信息、虹膜信息、声纹信息等。对应的，需要预先将合法用户的生物信息存储到第一存储器中。在需要开锁时，移动终端获取用户的生物信息，然后通过蓝牙模块传输至智能门锁控制装置，与第一存储器中存储的合法用户的生物信息进行匹配，若匹配合格，则说明该用户为合法用户，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。

若不匹配，则通过LoRa通信模块请求系统服务器最新用户的生物信息下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储最新用户的生物信息则下发到门锁本地，智能门锁控制装置判断用户的生物信息与更新后的用户的生物信息是否匹配，若匹配，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。

优选地，移动终端包括但不限于智能手机、智能手表、平板电脑等。

本实施例中使用移动终端存储用户账户信息，并使用蓝牙传输用户账户信息，使用户不用在随身携带门禁卡片；另外，通过移动终端获取用户的生物信息，可减少智能门锁控制装置的体积和成本，提高用户使用体验。

第三实施例

参考图3，在第一实施例的基础上，本实施例的基于LoRa通信的智能门锁控制装置中供电模块为电池组供电模块，使用电池组进行供电，在停电状态可保持门锁的正常使用。另外，LoRa通信模块本身具有低功耗特点，经实验验证，4节五号电池可实现20000次左右开门。

供电模块包括用于检测电池组电压的电压检测电路，电压检测电路参考现有技术，本实施例在此不再赘述。

进一步，本实施例的基于LoRa通信的智能门锁控制装置还包括与处理器连接、用于在电池组欠压时发出报警信息的报警器。优选地，报警器包括但不限于蜂鸣器、音频播放器、指示灯中的至少一种。作为选择，报警信息通过LoRa通信模块上传至系统服务器，报警信息中包含该智能门锁控制装置的属性信息，使系统服务器快速定位到需要更换电池的智能门锁控制装置。

本实施例使用电池组进行供电，在停电状态可保持门锁的正常使用。并且检测电池组的电压，在电池组欠压时发出报警信息，提醒用户更换。

第四实施例

参考图4，本实施例的基于LoRa通信的智能门锁控制系统包括多个上述的智能门锁控制装置，还包括系统服务器和多个网关，智能门锁控制装置通过网关连接至系统服务器，系统服务器包括用于存储权限名单列表的第二存储器。作为选择，相邻的两个网关可使用不同的频段，避免相互干扰。

进一步，系统服务器可更改智能门锁控制装置、移动终端、以及第二存储器内的权限名单列表。在需要增加新用户时，新用户的用户账户信息通过系统服务器写入，系统服务器可将新用户的用户账户信息写入门禁卡片和/或移动终端以及第二存储器内。在需要删除已有用户时，系统服务器下发删除命令至智能门锁控制装置、移动终端、以及第二存储器，对需要删除的用户执行删除操作。

进一步，系统服务器处理智能门锁控制装置上传的刷卡数据，形成统计图表，显示在显示器上，方便管理员进行管理。

本实施例的智能门锁控制系统通过LoRa通信模块实现对多个智能门锁控制装置的管理，基于LoRa通信模块的网络特点，该智能门锁控制系统具有传输距离远、节点多、能耗低的优点。

第五实施例

参考图5，在第四实施例的基础上，本实施例的基于LoRa通信的智能门锁控制系统还包括多个移动终端，移动终端通过蓝牙模块连接智能门锁控制装置；移动终端包括用于存储用户账户信息的第三存储器。优选地，移动终端包括但不限于智能手机、智能手表、平板电脑等。

移动终端中预先存储用户账户信息，并且该用户信息也存储在智能门锁控制装置和/或系统服务器中的权限名单列表。移动终端上安装有用于管理用户账户信息的APP，所以该移动终端也可称为电子门禁卡片。

在需要开锁时，移动终端通过蓝牙连接智能门锁控制装置，连接成功后发送用户账户信息至智能门锁控制装置。智能门锁控制装置收到用户账户信息后，首先将用户账户信息与智能门锁控制装置本地存储的权限名单列表进行匹配，当匹配到用户账户信息后，说明该用户为合法用户，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。若不匹配，则通过LoRa通信模块请求系统服务器最新名单下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储最新名单则下发到智能门锁控制装置，智能门锁控制装置判断用户账户信息与更新后的权限名单列表是否匹配，若匹配成功，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。需要说明的，蓝牙模块的结构和工作原理可参考现有技术，本实用新型在此不再赘述。

作为选择，移动终端可获取用户的生物信息，生物信息包括但不限于指纹信息、面部信息、虹膜信息、声纹信息等。对应的，需要预先将合法用户的生物信息存储到第一存储器中。在需要开锁时，移动终端获取用户的生物信息，然后通过蓝牙模块传输至智能门锁控制装置，与第一存储器中存储的合法用户的生物信息进行匹配，若匹配合格，则说明该用户为合法用户，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。

若不匹配，则通过LoRa通信模块请求系统服务器最新用户的生物信息下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储最新名单则下发到门锁本地，智能门锁控制装置判断用户的生物信息与更新后的生物信息是否匹配，若匹配，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。

本实施例中移动终端相当于电子门禁卡片，考虑到目前智能手机已是人人必备，使用电子门禁卡片使用户不用再携带实体卡片，提高用户使用体验。

参考图6，本实用新型还提供一种基于LoRa通信的智能门锁控制方法，应用于上述的智能门锁控制系统，包括下述步骤：

S1、通过读卡模块读取门禁卡片的用户账户信息或通过蓝牙模块接收移动终端发送的用户账户信息。

具体的，若智能门锁控制装置处于休眠状态，则将智能门锁控制装置唤醒，并通过读卡模块读取门禁卡片的用户账户信息或通过蓝牙模块接收移动终端发送的用户账户信息。用户账户信息预先存储在门禁卡片和移动终端内。作为选择，读卡模块还可以为生物信息读卡模块，该生物信息读卡模块用于读取用户的生物信息，生物信息包括但不限于指纹信息、面部信息、虹膜信息、声纹信息等。对应的，需要预先将合法用户的生物信息存储到第一存储器中。

作为选择，移动终端可获取用户的生物信息，生物信息包括但不限于指纹信息、面部信息、虹膜信息、声纹信息等。对应的，需要预先将合法用户的生物信息存储到第一存储器中。

S2、判断用户账户信息是否在智能门锁控制装置的权限名单列表中；权限名单列表包括所有具有开门权限的用户名单。在读卡模块读取门禁卡片的用户账户信息或通过蓝牙模块接收移动终端发送的用户账户信息后，将用户账户信息与权限名单列表进行匹配，当匹配到用户账户信息后，说明该用户为合法用户，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭。

作为选择，读卡模块还可以为生物信息读卡模块，该生物信息读卡模块用于读取用户的生物信息，读取生物信息后判断生物信息是否与智能门锁控制装置内合法用户的生物信息相匹配。

作为选择，移动终端可获取用户的生物信息，通过蓝牙模块将生物信息传输至智能门锁控制装置，判断生物信息是否与智能门锁控制装置内合法用户的生物信息相匹配。

S3、若权限名单列表中包含用户账户信息和/或生物信息与智能门锁控制装置内合法用户的生物信息相匹配，则发出开锁指令，门锁控制模块控制门锁打开，并通过LoRa通信模块上传刷卡记录信息至系统服务器。

S4、若权限名单列表中不包含用户账户信息或生物信息与智能门锁控制装置内合法用户的生物信息不匹配，则通过LoRa通信模块请求系统服务器最新名单下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储最新名单则下载到智能门锁控制装置，智能门锁控制装置判断用户账户信息与更新后的权限名单列表是否匹配；和/或请求系统服务器最新用户的生物信息下载到智能门锁控制装置，系统服务器若有存储更新后的生物信息则下发到智能门锁控制装置，智能门锁控制装置判断用户的生物信息与更新后的生物信息是否匹配。

系统服务器判断权限名单列表是否匹配的过程为：

系统服务器中存储有各个智能门锁控制装置的权限名单列表，也就是说每个智能门锁控制装置都有属于自己的权限名单列表。系统服务器会设置每个权限名单列表的版本号，权限名单列表每更新一次，就更换一次版本号。系统服务器给智能门锁装置下发的权限名单列表也包括对应的版本号。在智能门锁装置检查权限名单列表是否有更新时，系统服务器将智能门锁装置中权限名单列表的版本号与系统服务器内的最新版本号进行对比；若版本号一致，则说明权限名单列表没有更新；若版本号不一致，则说明权限名单列表已经更新。

进一步，作为选择，系统服务器判断权限名单列表是否匹配时，也可将系统服务器内的权限名单列表与智能门锁控制装置内的权限名单列表进行名单一一对比，即判断两各权限名单列表是否一致；若一致，则说明权限名单列表没有更新；若版本号不一致，则说明权限名单列表已经更新。

S5、若匹配，则发送开锁指令至门锁控制模块，门锁控制模块控制门锁打开或关闭，并通过LoRa通信模块上传刷卡记录信息至系统服务器。具体的，若权限名单列表中包含用户账户信息和/或生物信息与最新的权限名单和/或最新用户的生物信息相匹配，则发出开锁指令，门锁控制模块控制门锁打开，并通过LoRa通信模块上传刷卡记录信息至系统服务器。智能门锁控制装置接收开锁指令，门锁控制模块控制门锁打开。门锁打开后，智能门锁控制装置将采集的刷卡数据发送至系统服务器，刷卡数据包括但不限于用户账户信息、智能门锁控制装置编号、刷卡时间等，以方便管理人员对使用数据进行管理。若权限名单列表中不包含用户账户信息或生物信息与系统服务器内合法用户的生物信息不匹配，则执行步骤S6，智能门锁控制装置进入休眠模式。

S6、智能门锁控制装置进入休眠模式。

进一步，本实用新型的基于LoRa通信的智能门锁控制方法，还包括电压监测步骤：

电压检测电路检测供电模块中电池组的电压；

判断检测电压是否小于预设电压；优选地，报警器包括但不限于蜂鸣器、音频播放器、指示灯中的至少一种。

若检测电压小于预设电压，则通过报警器发出报警信息，和/或通过LoRa通信模块发送报警信息至系统服务器。

进一步，本实用新型的基于LoRa通信的智能门锁控制方法还包括时间同步步骤：

在预设时间点唤醒智能门锁控制装置；

所有智能门锁控制装置按照网络地址依次请求同步时间。

进一步，本实用新型的基于LoRa通信的智能门锁控制方法还包括防撬锁步骤：

智能门锁控制装置监测到门锁被破坏后，通过报警器发出报警信息，和/或通过LoRa通信模块发送报警信息至系统服务器。门锁是否被破坏可通过多种传感器实现，传感器可参考现有技术，本实用新型不再赘述。

优选地，本实用新型的基于LoRa通信的智能门锁控制方法还包括步骤：若智能门锁控制装置在预设时间内没有操作，则自动进入休眠模式。

本实用新型通过LoRa通信模块完成读卡数据传输，具有传输距离远、节点多、功耗低的优势，使智能门锁的更加稳定可靠。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。