[發明專利]一種基于聲波數字通信的門禁系統

在審

• 申請號: 201710139514.9
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106934891A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 袁曉楠;曾保權;陳斌;王明功;劉敏生
• 申請（專利權）人: 廣東雅達電子股份有限公司
• 主分類號: G07C9/00
• 分類號: G07C9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明一般地涉及安全防范技術領域，并且更特別地，涉及一種基于聲波數字通信的門禁系統。

背景技術

在智能科技飛速發展的今天，門禁系統早已超越了單純的門道及鑰匙管理，已逐漸發展成為一套完整的出入口控制管理系統。它在工作環境安全、認識考勤等行政管理工作中發揮著巨大的作用。

目前，國內外研制和使用的門禁系統，主要集中在感應卡/芯片門禁系統和生物識別門禁系統，感應卡/芯片門禁系統目前以非接觸式RFID射頻標簽卡和具有NFC芯片的移動設備為主，而生物識別門禁系統又以指紋識別門禁系統應用最為廣泛。

一般使用廣泛的非接觸式RFID射頻標簽卡是無源RFID，其需要近距離識別。而有源RFID雖然能夠實現較遠距離通信識別，但其需要更換電池，日常維護比較麻煩。RFID射頻標簽卡也比較容易被復制，不易做到動態保密。NFC芯片是一種新興的近場無線通信技術，并開始被用于門禁系統。然而NFC芯片一般需要移動設備的支持，成本較高，識別距離近，且NFC標準不一，這提高了NFC芯片在門禁中的應用門檻。

由于生物特征具有難以仿冒與借用、不怕遺失、不用攜帶和不會遺忘的特點，因此生物識別具有獨特性、唯一性和安全性。然而由于生物識別需要超近距離接觸，識別時間較長，且成本較高，一般僅適用于高機密場所的門禁應用。

發明內容

針對上述情況，本發明通過一種基于聲波數字通信的門禁系統及其控制方法，解決現有技術中存在無法同時實現識別距離較遠、安全性高和低成本的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種基于聲波數字通信的門禁系統，其特征在于，包括：

聲波數字發射端，用于將數據保密并形成聲波發射出去，包含：

保密數據幀單元，用于保密原始數據并形成保密數據幀，所述保密數據幀由同步碼、幀數據和校驗碼依次串聯而成，所述幀數據由原始數據、時間戳和動態保密附加碼依次串聯而成；

基帶波形單元，用于將保密數據幀根據預設調制波形而生成基帶復數序列；

數字載波發生器單元I，用于生成預存載波序列，所述載波序列為每周期N個點的cos(ωn)和sin(ωn)；

數字正交調制單元，用于將基帶波形單元所生成的基帶復數序列與數字載波發生器單元生成的載波進行IQ正交調制以生成發射幀序列；

D/A轉換單元，用于將數字正交調制單元生成的發射中序列經過D/A轉換生成模擬發射信號；

聲波轉換單元，用于將模擬發射信號轉換成聲波并發射出去；

聲波數字接收端，用于接收聲波并將聲波中包含的有效數據解密，包含：

聲波接收單元，用于將采集空氣中的原始聲波并轉換成接收模擬信號；

A/D轉換單元，用于將聲波接收單元生成的接收模擬信號經過A/D轉換生成接收數字序列；

數字載波發生器單元II，用于生成預存載波序列，所述載波序列為每周期N個點的cos(ωn)和sin(ωn)；

數字正交下變頻單元，用于將聲波接收單元生成的接收數字序列與數字載波發生器單元II生成的預存載波序列進行數字正交下變頻，生成接收基帶復數序列；

同步與解碼單元，用于將數字正交下變頻單元生成的接收基帶復數序列與預存的同步序列進行物理層幀同步，在同步后判決并解碼，在進行校驗碼校驗無誤后得到接收保密數據幀；

認證與觸發單元，用于提取接收保密數據幀中的原始數據、時間戳和動態保密附加碼，計算本地動態保密附加碼，以及將本地動態保密附加碼與接收到的動態保密附加碼比對，并將比對結果發送至門鎖控制模塊；

門鎖控制模塊，用于根據聲波數字接收端的比對結果控制門鎖的開關，比對一致則開啟門鎖，反之則保持門鎖關閉。

進一步地，所述動態保密附加碼和本地動態保密附加碼是由下列公式計算得到：

I＝(A*TIME+B*ID)mod(2^31)；

其中，I為動態保密附加碼，A和B均為常數，TIME為正序格式的14位時間戳，ID為原始數據。

進一步地，所述同步碼為32bit的PN碼。

進一步地，所述校驗碼為CRC校驗碼，優選CRC-16。

進一步地，所述數字正交調制單元在將基帶波形單元所生成的基帶復數序列與數字載波發生器單元生成的載波進行IQ正交調制之前，還對基帶復數序列進行高倍內插處理。