許為國

XU Wei-guo

（恒鋒信息科技股份有限公司）

(Hengfeng Information Technology Co., Ltd.)

手機藍牙開門在某智能小區(qū)的應(yīng)用

許為國

XU Wei-guo

（恒鋒信息科技股份有限公司）

(Hengfeng Information Technology Co., Ltd.)

介紹了在某智能小區(qū)門禁系統(tǒng)改造項目中，提出基于智能手機藍牙技術(shù)的改造方案，實現(xiàn)了手機與原有門禁系統(tǒng)的連接，達到了智能手機藍牙開門的目的，并闡述了應(yīng)用前景。

智能小區(qū)；手機藍牙技術(shù)；開門

1 引言

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和社會科技的進步，住宅小區(qū)在滿足場所和空間要求的同時，快捷高效的超值服務(wù)與管理及安全舒適的家居環(huán)境需求實現(xiàn)迫在眉睫。智能小區(qū)建立在以集中控制管理為原則，綜合了自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，通過相關(guān)系統(tǒng)的建設(shè)及物業(yè)管理的有機結(jié)合，為小區(qū)居民提供一個安全、便捷、高效、舒適的環(huán)境。其中，一個安全、高效的門禁控制系統(tǒng)則是智能小區(qū)生活安全的最佳保障。隨著藍牙通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展及其在諸如手機等智能終端的廣泛應(yīng)用為智能小區(qū)中手機藍牙開門創(chuàng)造了良好條件。

本文介紹了筆者在某智能小區(qū)門禁系統(tǒng)改造項目中，對其現(xiàn)有的門禁系統(tǒng)進行分析、提出增加手機藍牙開門的軟硬件方案，以及對改造后的門禁系統(tǒng)功能前景進行的預(yù)測，希望能起到拋磚引玉的作用。

2 需求分析

某智能小區(qū)含11棟樓，共計932戶。主要在屋面層、1層、-1層、-2層單元出入口，小區(qū)主次出入口、重要設(shè)備用房等處設(shè)置門禁控制系統(tǒng)。門禁控制系統(tǒng)采用基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)架構(gòu)，即系統(tǒng)中每臺門禁控制器可就近連入大樓局域網(wǎng)，系統(tǒng)工作站通過大樓局域網(wǎng)實現(xiàn)與門禁控制器連接及通訊。

在日常使用中，由持卡人在入口讀卡器上刷IC卡，門禁控制器在接收到讀卡器的讀卡信息后，通過控制器識別其為有效卡，觸發(fā)繼電器，打開相應(yīng)的出入口鎖具，讓持卡人通過。門禁管理系統(tǒng)工作流程如圖1。

由于存在門禁卡易被非法復(fù)制、安全性較低，因忘帶門禁卡而被拒入門等缺點，建設(shè)單位希望在現(xiàn)有門禁系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加手機藍牙開門功能，對現(xiàn)有門禁系統(tǒng)功能進行完善。

3 改造方案

根據(jù)建設(shè)單位的需求及預(yù)算，筆者在詳細研究現(xiàn)有門禁管理系統(tǒng)及查閱手機藍牙技術(shù)、手機APP制作等相關(guān)資料后，提出了以下改造方案，工作流程見圖4。

圖1 現(xiàn)有門禁管理系統(tǒng)工作流程圖

圖2 改造后門禁管理系統(tǒng)工作流程圖

改造后門禁管理系統(tǒng)工作流程見圖2，本方案重點在于藍牙模塊和對應(yīng)手機APP的設(shè)計、制作，即軟硬件設(shè)計。

1）藍牙模塊的選型、設(shè)計

藍牙技術(shù)是一種功耗較低的無線通信技術(shù)，其高頻特性使其抗干擾的能力較強。隨著藍牙技術(shù)的不斷發(fā)展，在具有成本低、功耗低、便于攜帶等基礎(chǔ)上，同時具有技術(shù)靈活、通信安全的特點，藍牙技術(shù)成為無線通信技術(shù)的主流通信技術(shù)。

做為智能手機最新開發(fā)的低功耗藍牙（BLE）無線應(yīng)用技術(shù)，給電子產(chǎn)品橋接智能手機創(chuàng)造了條件。本方案采取德州儀器（TI）于2012年強勢推出的RF-CC2540TA1低功耗藍牙芯片，做為本方案的藍牙模塊。德州儀器是國際藍牙聯(lián)盟（BT-SIG）成員之一。

由于建設(shè)單位要求在現(xiàn)有門禁管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加藍牙開門功能及預(yù)算限制，本方案采取RF-CC2540TA1模塊的直驅(qū)模式。在直驅(qū)模式下，對模塊進行簡單外圍擴展，APP通過BLE協(xié)議直接對模塊進行驅(qū)動，完成智能手機對模塊的監(jiān)管和控制。此模式下的軟件開發(fā)，只須負責(zé)智能手機終端APP代碼設(shè)計。

從圖3的藍牙手機開門系統(tǒng)原理圖可知，輸出的無源常開觸點相當(dāng)于一個“出門按鈕”，與原有門禁控制器的出門按鈕回路并在一起，起到開門作用。

為了縮短手機APP的搜索時間，在本方案中將RF-CC2540TA1藍牙模塊設(shè)置成從模式進行廣播，并設(shè)好PIN碼、地址等參數(shù)，等待經(jīng)過合法注冊的藍牙手機APP來掃描、地址配對等。

2）系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計主要為智能手機終端APP軟件設(shè)計。系統(tǒng)軟件設(shè)計是采用Android系統(tǒng)提供的藍牙API實現(xiàn)的，主要用到了以下幾個類：Bluetooth Device類、Bluetooth Adapter類、Bluetooth Serversocket類、Bluetooth Socket類、Bluetooth Class類。Android系統(tǒng)提供的藍牙API可以實現(xiàn)藍牙設(shè)備之間的通信，2個藍牙設(shè)備的通信主要包括了8個步驟：采集身份信息、注冊賬戶、打開APP、密碼登錄、初始化本地藍牙、搜索藍牙設(shè)備、搜索藍牙服務(wù)、建立連接及發(fā)送開門指令。系統(tǒng)軟件框架圖見圖4。

采集身份信息、注冊賬戶、打開APP、密碼登錄等步驟是一個嚴(yán)格授權(quán)過程。小區(qū)內(nèi)的業(yè)主只有經(jīng)過綁定身份信息、綁定手機硬件信息和密碼驗證才能開門，從而大大提高了手機藍牙開門的安全性能。為了安全管控，本棟樓的住戶只能打開本棟樓大堂門，不能打開其他棟樓大堂門。

初始化本地藍牙設(shè)備，建立Bluetooth Device類，包括取得本地設(shè)備實例、藍牙名稱、設(shè)置發(fā)現(xiàn)模式、獲得發(fā)現(xiàn)代理。通過調(diào)用靜態(tài)方法get Default Adapter()獲取藍牙適配器get Default Adapter就可以啟動藍牙功能，使用get Default Adapter類里的方法來實現(xiàn)搜索藍牙設(shè)備，這需要注冊一個Broadcast Receiver來接受搜索的信息。當(dāng)點擊搜索到的藍牙設(shè)備時，就能獲取到該藍牙的MAC地址，通過MAC地址就能實現(xiàn)藍牙設(shè)備之間的連接。

圖3 藍牙手機開門系統(tǒng)原理圖

圖4 系統(tǒng)軟件框架圖

藍牙設(shè)備的連接如下：

Bluetooth Device device = intent. getParcelable Extra(Bluetooth Device. EXTRA_DEVICE);

Bluetooth Socket socket = device.crea teRfcomSocketToServiceRecord(uuid);

//固定的uuid

Socket.connect();

藍牙設(shè)備連接成功后就可以實現(xiàn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)流的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到藍牙模塊，根據(jù)命令代碼執(zhí)行相應(yīng)的操作，實現(xiàn)開門動作。

打開智能手機APP先要輸入賬號和密碼，登錄成功后才能進入主界面。進入主控頁面點擊“手機藍牙開門”就會搜索在附近的藍牙設(shè)備，點擊該設(shè)備會提示輸入藍牙的配對密碼，密碼正確就可以實現(xiàn)手機和藍牙模塊的連接和通訊。

4 改造后的應(yīng)用前景

對于門禁系統(tǒng)的設(shè)計、使用來講，更注重安全性。本文設(shè)計的系統(tǒng)在技術(shù)上從綁定身份信息、綁定手機硬件信息和密碼驗證；在管控上，規(guī)定本棟樓的住戶只能打開本棟樓大堂門等方面，來保證安全性，具有良好的應(yīng)用前景。

在后續(xù)使用中，還可以對系統(tǒng)功能進行擴展，諸如電梯乘坐控制、電梯乘坐呼叫、訪客管理系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等。隨著科技的發(fā)展，智能手機標(biāo)配BLE必將成為時尚，智能手機等移動終端外設(shè)的市場需求將成級數(shù)倍增。

5 結(jié)語

本文通過在某智能小區(qū)門禁系統(tǒng)改造項目中，對其現(xiàn)有的門禁系統(tǒng)進行分析、提出基于藍牙技術(shù)的改造方案，實現(xiàn)了智能手機與原有門禁系統(tǒng)的連接，達到了智能手機藍牙開門的目的。本案例系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件使用和維護方便，具有可移植性，可廣泛應(yīng)用于已具有傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)的公司、小區(qū)等項目改造，具有廣闊的市場前景。

[1] 深圳信馳達科技有限公司低功耗藍牙（BLE）模塊協(xié)議資料．

[2] 楊毯毯,姜琴,扈健瑋．基于藍牙的門禁系統(tǒng)[J].科技風(fēng),2016(6)上:128-129．

[3] 符強,任風(fēng)華．基于手機藍牙的遙控小車的設(shè)計[J]．現(xiàn)代計算機,2011(12):77-79．

[4] 常國權(quán),翟雁．基于藍牙的智能門鎖控制系統(tǒng)設(shè)計[J]．電子產(chǎn)品世界,2015(5):41-44．

[5]蘇陽,舒景辰,張志佳．基于藍牙的智能門禁控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]．智能計算機與應(yīng)用,2014(4):75-78．

[6]劉乃琦．Java應(yīng)用開發(fā)與實踐[M]．北京：人民郵電出版社,2012．

[7]張碩．基于Android的藍牙多點文件傳輸系統(tǒng)[D]．呼和浩特:內(nèi)蒙古大學(xué),2013．

The Application of Using Mobile Phone Bluetooth to Open Door in Intelligent Community

This paper introduces the transformation project of access control system in an intelligent community, puts forward the transformation scheme based on smart phone bluetooth technology, realizes the connection between mobile phone and the original access control system, and achieves the purpose of using intelligent mobile phone bluetooth to open the door, and fi nally expounds the application prospect.

intelligent community; mobile phone bluetooth technology; opening door