无线联网门锁市场技术方案v1.0.doc

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无线联网门锁技术方案

郑州新开普电子股份有限公司
2013年11月

一、产品概述
电子门锁本身是传统机械门锁的一种技术升级，它是在机械锁体的执行机构里添加了电子控制单元，整机既保留了机械门锁的高稳定性，又增添了使用方便、管理智能等多种电子产品的特点。而无线联网门锁，既保证了门锁的方便易用功能，也解决了门锁无法实时查看开锁数据、实时下发黑名单等多种弊端，同时免布线，减少了因需联网功能而造成的布线工作。
二、适用场合
无线联网门锁可用于企(事)业单位或写字楼等现代化办公室、学生或职工宿舍等应用场合，由于软件功能有限，宾馆、快捷酒店等场合不适用。
三、门锁系统介绍
1 系统组成
整个无线联网门锁系统包括以下部分：
1.硬件终端：
1）无线联网智能门锁I303001
2）Zigbee通讯基站P301A00
3）发卡器E311500（用于发门锁系统功能卡）
4）成品M1白卡3类卡(S70白卡) 0404020003
5）Zigbee路由器ZD00A00（可选）
6）手持POS机04020009（可选）
2.软件系统：
1）无线联网智能卡门锁系统
2）无线门锁采集
3）无线联网门锁同步服务（实现与一卡通、数字化校园宿管系统的对接）
4）其他需要做系统对接时的定制软件
2 产品简介
2.1 用途及简介
I303001无线联网智能门锁（以下简称无线门锁）是本公司推出的高新技术产品，该产品采用非接触式13.56M射频卡作为开门钥匙，是一种安全可靠，高效节能，技术先进，操作灵活，管理方便的电子门锁。产品支持无线联网，支持远程名单下发，记录自动上传等功能，方便客户运营和维护。
2.2 外观及部件说明
产品的外观如图1.1所示。
刷卡区域、
指示灯
机械钥匙孔

图1.1- I303001外观
2.3 技术参数
产品详细技术参数见表1.1所示。
表1.1-I303001无线门锁技术参数表
产品ID
I301001
供电电压
直流6V，4节AA碱性电池
功耗
静态功耗：小于30uA
动态功耗：小于100mA
电池寿命
采用4节AA高能碱性电池供电，可连续开门10万次或待机2年，综合使用1年
欠压指示
当电池电量不足时，开门会有欠压提示（嘀2声），首次报警后还能开门100次
读卡频率
13.56M
读卡距离
>1cm
支持卡类型
标准卡片式M1卡/CPU卡/异形卡/UIMPASS卡/SIMPASS卡
存储器容量
64Kbit
用户数
400个
脱机记录条数
200条
机械钥匙
具有机械应急开锁机构，高安全机械钥匙，确保紧急情况下门锁仍能正常开启
无线通讯距离
不低于30米（无障碍物状态），室内环境视情况而定
工作环境
温度：-10至50摄氏度
相对湿度：RH=20%-80%
外型尺寸
长宽高
308×78×18 mm
2.4 声光指示
无线门锁采用“红蓝双色LED指示+蜂鸣器提示”的人机界面，详细信息见表1.2所示：
表1.2-I303001无线门锁声光提示汇总表
编号
操作
事件信息
声光提示
备注
1
门锁开机
开机指示
蓝LED长亮1次

检测时钟正常
长响1声
检测时钟失败
短响3声
2
刷有效期超期的用户卡为或刷非法卡
更新系统时间失败
长响3声，伴红LED

卡为有效期超期卡
长响5声，伴红LED
联网
状态
非法卡刷卡低于3次
短响5声，伴红LED
非法卡刷卡超过3次
长响3声，伴红LED
断网状态
非法卡刷卡
短响4声，伴红LED
3
刷工程调试卡
系统正常状态开通后，工程调试卡失效
短响5声，伴红LED

低压报警
短响2声，伴红LED
正常开门
刷卡时短1声，蓝色LED常亮，关门（或5s）后，蓝色LED灭
4
刷总控卡
非本系统卡
长响3声，伴红LED

正常情况
与刷用户卡提示信息一致

5
刷编址卡
编址成功
长响1声，伴红LED

编址失败
长响3声，伴红LED
6
刷名单下载卡
非本系统卡
短响3声，伴红LED

开始下载
短响2声，蓝LED常闪
下载完成
长响1声，蓝LED灭
名单超限
短响3声，伴红LED
非本房间卡
短响3声，伴红LED
名单下载失败
短响3声，伴红LED
7
刷名单采集卡
非本系统卡
短响3声，伴红LED

开始采集名单
短响2声，蓝LED常闪
名单采集完成
长响1声，蓝LED灭
采集失败
短响3声，伴红LED
8
刷参数采集卡
参数采集成功
长响1声，伴蓝LED

参数采集失败
长响3声，伴红LED
9
刷校时卡
校时成功
长响1声，伴蓝LED

校时失败
长响3声，伴红LED
10
刷恢复出厂设置卡（暂不支持）
开始初始化
长响1声，蓝LED常闪

初始化完成
长响1声，蓝LED灭
恢复出厂失败
长响3声，伴红LED
11
刷用户卡开门
低压报警
开门前短响2声，伴红LED

模式A下开门或锁门
开门音乐响，蓝LED亮一下
模式B下开门
刷卡时蓝色LED常亮，关门（或5s）后，开门音乐响，蓝色LED灭
12
拧门锁机械钥匙
钥匙开门
短响1声，伴蓝LED
钥匙连续开门10次初始化
对门锁恢复出厂设置
长响1声，伴红LED常闪
门锁恢复出厂设置结束
长响1声，伴蓝LED
注：本表信息如有更新，以最新版本为准，恕不另行通知；
3 产品产品功能特色
3.1 产品主要功能
1. 门锁控制：支持脱机/联机模式下门锁操作控制及记录管理；
2. 多管理模式：为方便管理，系统支持一卡多门和多卡一门的模式，备份钥匙也支持一门多钥匙、多门一钥匙；
3. 工作模式：支持通道模式（刷卡开门刷卡上锁）和自动锁门模式（刷卡开门后自动上锁），用户可依照实际使用情况设定；
4. 支持卡类型：支持符合14443A协议的13.56MHz卡；
5. 通讯：Zigbee无线通讯（联网）；
6. 每把门锁支持多至400张用户卡，多至200条开门记录，记录采用循环覆盖方式存储。
3.2 产品特色
1、 Zigbee组网：无线联网门锁采用Zigbee无线通讯技术，该通讯技术具有低功耗、短延时、高容量、免执照等特性；
2、 供电简单：门锁采用4节碱性干电池供电，安装、更换方便；
3、 通信安全：支持无线传输国际标准的安全套件，无线传输的数据采用AES-128先进的加密算法，为无线通信提供安全保障。
4、 双冗余：对于无线联网门锁，当网络出现故障无法正常连接，门锁可运行于脱机模式，新增授权名单需要采用独立门锁模式运行；
5、 方便管理：通过软件可以极为方便的对门锁授权，记录查询，门锁状态监视；
6、 联网校时：锁体本身包含实时时钟，联网门锁可以通过远程校时同步系统时间；
7、 功耗特性：连续开门10万次或待机2年，综合使用1年；
3.3 产品优点
1. 简单可靠：相比有线联网门锁，采用无线联网现场安装施工简单，无需要过线器，避免开关门引起的过线孔引线易折问题。
2. 远程管理：相比独立门锁，联网门锁管理更为方便，配合上层管理软件可实现远程对用户权限及锁操作信息的管理。
3. 超低功耗：无线通讯采用全球开放频段中功耗最低的Zigbee无线联网技术。
4. 高扩展价值：Zigbee技术在智能家居、楼宇自动化、智能传感、矿井人员定位等多领域已经有较广泛的应用，该系列门锁产品可独立终端形式较为方便的与第三方对接。
4 产品功能与操作
4.1 机械钥匙开门
支持机械钥匙开门，在电池没电时可应急开门。
4.2 机械钥匙恢复出厂设置
连续拧钥匙10次，门锁进入恢复出厂设置状态，此时红灯闪烁，恢复完毕后长响一声。本功能在门锁出现异常或其他需要恢复出厂设置的情况下使用（系统正常开通后，也可通过刷清除卡<通过手持机发卡>实现同样的效果）。
4.3 切换工作模式和读卡模式
门锁有两种工作模式，分别为模式A和模式B。模式A为刷卡开门再刷卡上锁，模式B为刷卡开门后自动上锁。
门锁默认采用的是模式A，如需切换模式，可在管理软件上制编址卡时选择模式即可。
门锁有两种读卡模式，分别为模式A和模式B。模式A为读标准卡片式13.56M卡，模式B为读标准卡片式13.56M卡、UIMPASS卡、SIMPASS卡以及其他异型13.56M卡。
模式B读卡功耗较大，门锁默认采用的是模式A，如需切换模式，可在管理软件上制编址卡时选择对应的模式即可。
4.4 记录主动上传
门锁刷卡开门产生记录时，如果网络正常，门锁会主动上传记录。如果连不到网络，可以脱机存储部分记录，待网络恢复时上传。
4.5 申请名单
门锁会定期与上层软件通讯，获取最新的名单，当门锁刷卡开不了门时，会立即申请一次名单。一般情况下，如果新的名单已经在管理软件授权，则第一次开不了门时，稍等几秒钟再刷卡便可以开门了。
4.6 自动申请校时
无线门锁会定期向基站获取最新的时间，保持系统时间的同步。
四、无线联网门锁软件产品介绍
1 系统功能概述
无线联网门锁系统增加了无线收发电路,通过网络完成自动授权/授禁用户卡、监控门锁终端联机状态、电池电量、信号强度以及刷卡记录。另外，具备授权/授禁名单自动接收、记录和门锁状态自动上传等特色功能。本系统包含以下功能：部门人员管理、设备维护、功能卡的发放（包括工程调试卡、编址卡、校时卡、参数采集卡、名单下载卡、名单采集卡、总控卡）、授权管理、房间管理、刷卡记录报表查询等功能。
2 系统流程介绍
系统总体使用流程如下：
1、首先安装采集程序以及无线门锁管理软件，并进行相应的配置，具体配置以及详细的开通过程请参照“无线联网智能卡门锁系统-开通流程”。
2、登录门锁软件系统时，使用用户名Admin，密码888888登录。进入系统后需要在“系统设置”中读系统卡或读UKEY（具体使用方法参考1.3.1中读UKEY功能描述）进行系统注册，读系统卡或读UKEY成功后软件的其他功能才能够正常使用。若用户使用同步程序，则可通过同步程序下载系统参数，这里就不需要再进行系统注册。
3、在设备维护中新建应用、端口、基站（基站编号PANID与实际部署情况下的基站PANID一致，若不一致会导致门锁不能正常联机）
4、然后在“房间管理--房间命名规则”界面中设置要自动生成房间名的规则（这里只针对房间名设置规则）。
5、使用手持机为门锁终端依次进行编址（手持机的具体使用请参照“无线联网智能卡门锁系统-手持机用户说明书”文档）
6、当门锁设备联机后，会自动添加门锁设备信息以及区域、楼栋、楼层、房间（根据用户设置的命名规则生成）信息。不需要用户手动再创建这些信息，若自动生成的区域，楼栋，楼层，房间名称不太容易理解，可在“房间管理”界面中修改名称信息。
7、门锁设备创建完成后，需点击“设备管理--设备参数”设置设备运行参数，主要是设置通讯间隔（通讯间隔值不宜过大或过小，过小影响门锁的功耗，过大影响门锁授权名单下发的实时性），然后给门锁设备绑定相应的设备运行参数。
8、在“卡管理”的“部门维护”和“人员维护”中创建部门，添加人员并进行发卡操作。
9、在“卡管理”的“授权管理”界面中，选择要授权的房间，拖动要授权的人可在该房间上对人员进行授权，只有授权人员才能在指定房间上刷卡开门。
 注： 若门锁终端没有自动创建门锁设备以及房间信息，需用户在“房间管理”中手动创建区域、楼栋、楼层、房间信息，然后在“设备维护”选择对应基站，右键“添加门锁”绑定对应房间信息，绑定完成后才能对人员进行授权。若房间没绑定门锁则不能授权。
10、打开监控界面，可监控各区域下房间的状态、授权数以及门锁联机状态、信号强度、刷卡记录。
11、自动下发设备运行参数，下发授权名单。刷卡记录上传后可在“记录查询”中查询门锁刷卡记录报表及报表导出。
12、若需新增管理员，可在“系统设置--管理员设置”中添加管理员，并给该管理员分配相应部门以及房间的管理权限，添加管理员之前必须先建部门以及房间信息，这样才能分配对应的部门房间权限。
13、保证无线联网智能卡门锁系统服务已启动。可通过“我的电脑--管理--服务和应用程序--服务”查看服务“无线联网智能卡门锁系统服务”是否已启动。若未启动，需点击该服务右键选择“启动”即可。
 注： 无线联网智能卡门锁系统服务主要完成的功能有处理房间状态（服务检测房间状态是空房，在住还是满房，自动处理房间状态），处理授权信息（当授权失效时间已到，服务自动将人员的授权状态更新为授禁不需要用户再手动操作），同步时间（使数据库服务器时间和安装服务的电脑时间一致，保证数据处理正确）。
五、Zigbee无线传输特点及优势
1 Zigbee技术介绍
ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络，ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75米到几百米、几公里，并且支持无线扩展。ZigBee采用一般IEEE 802.15.4收发器技术与ZigBee协议栈的组合，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
新开普Zigbee无线传输基站采用英国JENNIC的JN5139高性能2.4G无线控制系统模组，产品通过欧洲与美国规范FCC与ETSI的认证，硬件内嵌MAC地址与AES加解密的加速器，完善的安全码与程序代码加密机制。应用特点具有功率小、干扰小、串扰小、带宽大、传输稳定、空中传输高安全高等特点。
2 ZigBee无线传输应用特点
Zigbee是一种崭新的,专注于低功耗、低成本、低复杂度、多节点的网络的近程无线网络通信技术。不管国内还是国际，现在还没有大面积应用。但是，这项技术，目前发展非常快，因为适合这项产品的应用领域非常广。比如，小型传感器网络，使用简单的星行拓扑架构，对不方便布线，实时性要求不高，信号采集不频繁的网络系统，非常适合。可以使用高功率模块，传送距离可达1到3Km。
3 Zigbee无线传输技术特性
3.1 低功耗
ZigBee在休眠状态下耗电量仅仅只有1μW，在距离短通信的工作状态下耗电为30mW，在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月，甚至更长。这是Zigbee的突出优势。相比较，蓝牙只能能工作数周、WiFi只能工作数小时。
3.2 低成本
通过大幅简化协议（不到蓝牙的1/10），降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且Zigbee免协议专利费。
3.3 低速率
Zigbee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。
3.4 近距离
传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1～3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。
3.5 短时延
Zigbee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3~10 s、WiFi需要3 s。
3.6 网络容量大
Zigbee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。
3.7 高安全
ZigBee具有数据完整性检查和鉴别功能，Zigbee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据，硬件采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。
3.8 免执照频段
采用直接序列扩频2.4GHz(全球) (ISM)免费频段。使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)，均为免执照频段，具有16个扩频通信信道；自动动态组网，低成本部署Zigbee无线网络。
4 Zigbee无线传输技术优势
4.1 ZigBee的数据传输速率快
ZigBee 每个网络模块射频前端的数据传输速率250K
4.2 2.4G免费频段
免费频段是指各个国家根据各自的实际情况，并考虑尽可能与世界其他国家规定的一致性，而划分出来的一个频段，专门用于工业， 医疗以及科学研究使用（ ISM频段），不需申请而可以免费使用的频段。我们国家的2.4G频段，就是这样一个频段。然而，为了保证大家都可以合理使用，国家对该频段内的无线收发设备，在不同环境下的使用功率做了相应的限制。例如在城市环境下，发射功率不能超过100mW。
4.3 ZigBee解决远距离通讯
对于单个ZigBee节点可以通过增加发射功率提高通讯距离， 但是越高的发射功率意味着越高的功耗，而且国家无委会也对功率有一定的限制。那么在合理的发射功率范围内可以通过增加网络节点的数量来解决ZigBee网络远距离通讯的问题。
4.4 ZigBee技术结合其他无线或者有线网络实现远距离遥测遥控
Zigbee 网络还可以通过接口卡等多种方式，与互联网，GPRS网,CDMA1x 网以及其它通信系统线连接， 从而实现远程操控。你也可以通过其它网络，将两个或多个局部Zigbee 网络连接在一起。
4.5 ZigBee完善的抗干扰性和保密性
采用高的抗干扰性能的直序扩频通信方式(DSSS)，64位出厂编号和支持AES-128加密。

5771001803090012095 579036822859633082
5771001803090012386 576137399735760696
5771001803090013594 578077579902515512
5771001803090012387 577164982601818051
5771001803090012138 572131192158918326
5771001803090012359 579036822361076053
5771001803090012356 576135286143791742
5771001803090012355 575087869704693279

17088100343355274 101229944325833379
17088100343355275 101866732938832008
17088100343356107 101581152501500522
17088100343356108 101000180059871732
17088100343354295 101074194142687017
17088100343356184 101878660869628802
17088100343356185 101775831174086674
17088100343356109 101086014373572846
17088100343356110 101152207216014916
17088100343355237 101027041605702709
17088100343355238 101229364861425414
17088100343356169 101862204402635718
17088100343354928 101760654089788804

命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中
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