專利名稱：一種基于無線射頻技術(shù)的手機(jī)門禁系統(tǒng)實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線射頻技術(shù)的手機(jī)門禁系統(tǒng)的實現(xiàn)方法
背景技術(shù)：
手機(jī)門禁系統(tǒng)屬于手機(jī)的功能擴(kuò)展。目前的手機(jī)門禁系統(tǒng)主要分為3個方向1、粘貼卡技術(shù)方案。該方案的實現(xiàn)與具體的手機(jī)無關(guān)，只是將射頻識別設(shè)計在了一張粘貼卡片貼在手機(jī)上。使用時采用類似非接觸卡的方法，使用頻率13. 56MHz。2、雙界面卡方案。該方案將射頻識別與SIM卡結(jié)合，但是需要甩出射頻識別天線。 使用時采用類似非接觸卡的方法，使用頻率13. 56MHz。3、全卡方案。該方案完全將射頻識別與SIM卡結(jié)合，無需任何擴(kuò)展，使用時采用類似非接觸卡的方法，使用頻率2. 4GHz或433MHz。上述系統(tǒng)基本都存在一些共同的缺陷。首先，這些系統(tǒng)基本使用非接觸射頻識別實現(xiàn)，射頻識別內(nèi)包含手機(jī)持有者的信息，只需輕輕一刷，就可與門禁系統(tǒng)完成通信校驗， 看起來非常方便。但是若手機(jī)被盜或被惡意偷用，就極有可能發(fā)生門禁形同虛設(shè)，犯罪分子暢通無阻的現(xiàn)象。其次，若門禁系統(tǒng)發(fā)生較大的技術(shù)改造或技術(shù)升級，以上描述的系統(tǒng)所有射頻識別匹配內(nèi)容全部都要手動更改，非常費時。有的甚至無法更改，只能進(jìn)行更換，費時費力，更是不利于綠色環(huán)保節(jié)能減排。最后，以上系統(tǒng)的通信距離較近，一般都在幾厘米至十幾厘米之間，對于有時需要的遠(yuǎn)距離門禁通信，均無能為力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服以上系統(tǒng)的各種不足，提供一種能夠安全、有效、軟件控制靈活、通信距離遠(yuǎn)的手機(jī)門禁系統(tǒng)。該系統(tǒng)在門禁通行時采用了密碼保護(hù)，因此不會由于手機(jī)被盜而導(dǎo)致門禁無效； 在系統(tǒng)升級后由于軟件支持自動升級，因此不會由于系統(tǒng)升級而導(dǎo)致客戶使用不便；在需要遠(yuǎn)程遙控門禁時由于通信距離長，因此可以遙控開門，節(jié)約時間。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種基于無線射頻技術(shù)的手機(jī)門禁系統(tǒng)實現(xiàn)方法，所述的手機(jī)微處理器通過I2C 總線連接射頻芯片nRFMOlA，通過天線與其他無線設(shè)備進(jìn)行通信。手機(jī)微處理器將數(shù)據(jù)打包串行化后，通過I2C總線輸入至nRF2401A中，射頻芯片將數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗并壓入緩存， 待射頻通道準(zhǔn)備好后，以IMbit/s的高速率一次發(fā)送。所述的硬件驅(qū)動程序的主要作用是根據(jù)上層程序的要求，載入對應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)信息并生成對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，隨后通過I2C總線接口，將組織好的數(shù)據(jù)傳送給射頻芯片，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送工作。所述的該系統(tǒng)的實現(xiàn)方法如下1、用戶在進(jìn)入通信范圍后，打開手機(jī)門禁軟件，選擇對應(yīng)的幀設(shè)置，輸入密碼，點擊發(fā)送后，若密碼無誤，實現(xiàn)門禁通行；2、用戶可根據(jù)軟件要求輸入幀首、幀尾、發(fā)送順序等數(shù)據(jù)通信格式，根據(jù)不同的門禁要求設(shè)置不同的通信格式，以實現(xiàn)“一機(jī)在手，通行無阻”的目的；3、通信格式的設(shè)定主要是由幀首、數(shù)據(jù)包和幀尾構(gòu)成，每一次通信的數(shù)據(jù)包前兩個字節(jié)為幀首包，幀首后兩個字節(jié)為數(shù)據(jù)長度包，最后兩個字節(jié)是幀尾包，其余為數(shù)據(jù)包。 由于nRFMOlA自帶有CRC校驗功能，因此幀結(jié)構(gòu)中無校驗包。幀首、幀尾及以上指令均可由用戶或系統(tǒng)自行定義。硬件使用市場上大量采用的nRFMOlA射頻芯片進(jìn)行通信。該芯片使用I2C總線與主控制器通信，并且支持自動CRC校驗、自動丟包重發(fā)、自動調(diào)頻、IMbit/s的高發(fā)送速率等特點，抗干擾性能強(qiáng)。軟件層面上，具有以下基本功能1.能夠由用戶自行設(shè)定無線通信的幀結(jié)構(gòu)。包括幀首、幀尾、用戶自定義數(shù)據(jù)包和發(fā)送的時序。其主要實現(xiàn)方式為定義一系列的用戶輸入框，由用戶指定各個數(shù)據(jù)包的數(shù)值并傳遞給驅(qū)動程序，驅(qū)動程序以此作為通信標(biāo)準(zhǔn)與門禁系統(tǒng)進(jìn)行通信；2.密碼保護(hù)。向門禁系統(tǒng)發(fā)送幀時必須發(fā)送系統(tǒng)規(guī)定的個人密碼，該密碼作為數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)一同發(fā)送；3.自動軟件升級。在已經(jīng)可以正常與系統(tǒng)通信的情況下，系統(tǒng)可以發(fā)送自定義的幀結(jié)構(gòu)和時序，手機(jī)端接收處理后作為一個可選通信方案進(jìn)行備用。4.通信協(xié)議的多樣化。一個手機(jī)終端內(nèi)可將不同的系統(tǒng)的通信協(xié)議保存，由用戶控制切換，以便達(dá)到不同的門禁系統(tǒng)由一部終端即可通行，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。本發(fā)明有以下有益效果1、由于新的門禁方案使用了自定義的射頻通信協(xié)議，因此更加靈活，保密性強(qiáng)，大大提高了用戶的門禁安全性；2、對于不同的門禁系統(tǒng)，只用一部手機(jī)就可以實現(xiàn)全部通行，使攜帶者無需攜帶多部不同的門禁通行設(shè)備，可以達(dá)到節(jié)能減排的目的。


圖1是本發(fā)明手機(jī)門禁系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、圖3是本發(fā)明手機(jī)門禁系統(tǒng)的驅(qū)動程序流程圖；圖4、圖5、圖6是系統(tǒng)各功能實現(xiàn)的軟件流程圖；圖7是本發(fā)明通信格式示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明在圖1中，手機(jī)微處理器1通過I2C總線連接射頻芯片2nRFM01A，其通過天線 3與其他無線設(shè)備進(jìn)行通信。手機(jī)微處理器1將數(shù)據(jù)打包串行化后，通過I2C總線輸入至 nRF2401A中，射頻芯片將數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗并壓入緩存，待射頻通道準(zhǔn)備好后，以IMbit/s 的高速率一次發(fā)送，以提高抗干擾性能。圖2是硬件驅(qū)動程序的流程圖。
硬件驅(qū)動程序的主要作用是根據(jù)上層程序的要求，載入對應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)信息并生成對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，隨后通過I2C總線接口，將組織好的數(shù)據(jù)傳送給射頻芯片，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送工作。在數(shù)據(jù)接收時驅(qū)動程序的主要工作流程如圖3所示。主要是由I2C中斷進(jìn)行程序的觸發(fā)，隨后驅(qū)動程序在接收所有數(shù)據(jù)后進(jìn)行幀結(jié)構(gòu)的解析，提取有效信息并傳遞給上層應(yīng)用程序。圖4與圖5描述了上層應(yīng)用程序功能的流程圖實現(xiàn)。上層軟件的主要功能有1.門禁通行功能。如圖4所示，用戶在進(jìn)入通信范圍后，打開手機(jī)門禁軟件，選擇對應(yīng)的幀設(shè)置，輸入密碼，點擊發(fā)送后，若密碼無誤，實現(xiàn)門禁通行。2.用戶自定義幀設(shè)置。如圖5所示，用戶可根據(jù)軟件要求輸入幀首、幀尾、發(fā)送順序等數(shù)據(jù)通信格式，如此可根據(jù)不同的門禁要求設(shè)置不同的通信格式，以實現(xiàn)“一機(jī)在手， 通行無阻”的目的。3.軟件自動升級。如圖6所示，若系統(tǒng)更新或更換通信格式，可在目前的通信格式下發(fā)送自動升級指令，手機(jī)會自動接收系統(tǒng)發(fā)來的通信格式并替換現(xiàn)有格式，實現(xiàn)自動升級。通信過程中使用的指令有門禁至手機(jī)側(cè)的指令更新指令(Update)說明系統(tǒng)發(fā)來的數(shù)據(jù)是新的通信格式，手機(jī)需要進(jìn)行處理更換；密碼錯誤指令(PwdErr)上一次發(fā)送的密碼不正確或修改密碼失敗，手機(jī)端需要重新發(fā)送；校驗正確指令(ChkOK)密碼無誤，可以通行或修改密碼成功。手機(jī)至門禁側(cè)的指令修改密碼指令(PwdChg)修改當(dāng)前密碼。需要提供當(dāng)前密碼和兩個相同的修改后密碼；密碼校驗指令(PwdChk)校驗當(dāng)前密碼。發(fā)送當(dāng)前用戶輸入密碼進(jìn)行校驗。通信格式的設(shè)定主要是由幀首、數(shù)據(jù)包和幀尾構(gòu)成，如圖7所示。每一次通信的數(shù)據(jù)包前兩個字節(jié)為幀首包，幀首后兩個字節(jié)為數(shù)據(jù)長度包，最后兩個字節(jié)是幀尾包，其余為數(shù)據(jù)包。由于nRFMOlA自帶有CRC校驗功能，因此幀結(jié)構(gòu)中無校驗包。幀首、幀尾及以上指令均可由用戶或系統(tǒng)自行定義。在系統(tǒng)自動更新通信格式時，新通信格式的定義數(shù)據(jù)包遵循以下順序依次發(fā)送 幀首、幀尾、Update、PwdErr, ChkOK, PwdChg, PwdChk0手機(jī)接收后自行更新通信格式。
權(quán)利要求
1.一種基于無線射頻技術(shù)的手機(jī)門禁系統(tǒng)實現(xiàn)方法，其特征在于所述的手機(jī)微處理器通過I2C總線連接射頻芯片nRFMOlA，通過天線與其他無線設(shè)備進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線射頻技術(shù)的手機(jī)門禁系統(tǒng)實現(xiàn)方法，其特征在于所述的手機(jī)微處理器芯片使用I2C總線與射頻芯片nRFMOlA連接完成無線通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線射頻技術(shù)的手機(jī)門禁系統(tǒng)實現(xiàn)方法，其特征在于所述的硬件驅(qū)動程序的主要作用是根據(jù)上層程序的要求，載入對應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)信息并生成對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，隨后通過I2C總線接口，將組織好的數(shù)據(jù)傳送給射頻芯片。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的一種基于無線射頻技術(shù)的手機(jī)門禁系統(tǒng)實現(xiàn)方法，其特征在于 所述的門禁系統(tǒng)與手機(jī)通過指令通信，門禁系統(tǒng)可自行更新手機(jī)通信指令與幀格式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于無線射頻技術(shù)的手機(jī)門禁系統(tǒng)實現(xiàn)方法，所述的手機(jī)微處理器通過I2C總線連接射頻芯片nRF2401A，通過天線與其他無線設(shè)備進(jìn)行通信，手機(jī)微處理器將數(shù)據(jù)打包串行化后，通過I2C總線輸入至nRF2401A中，射頻芯片將數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗并壓入緩存，待射頻通道準(zhǔn)備好后，以1Mbit/s的高速率一次發(fā)送。本發(fā)明使用射頻芯片完成無線通信，通過自定義幀格式與門禁完成指令交互與功能實現(xiàn)，實現(xiàn)了較為嚴(yán)格的門禁管理；對于通信范圍較遠(yuǎn)和系統(tǒng)升級頻繁的門禁系統(tǒng)，可自升級的軟件結(jié)構(gòu)有力的保證了手機(jī)的可重用性。以上幾個特點有力的支持了國家對于節(jié)能減排降耗的要求，同時也滿足了門禁系統(tǒng)用戶的各項技術(shù)與安全需求，因此可用于研究院安全防護(hù)護(hù)，個人家庭防盜系統(tǒng)等領(lǐng)域。
文檔編號G06K7/00GK102456241SQ201010514838
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者姚堃 申請人:西安龍飛軟件有限公司