基于蓝牙的基站钥匙管理解决方案

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基于蓝牙的基站钥匙管理解决方案

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开发背景
随着移动通信业务的不断发展，目前各移动运营商移动基站数量不断增加，为保证移动通信的畅通，基站维护的工作量也增加，同时引入基站代维、代管机制后由代维、代管公司实施基站的维护的工作，与此同时涉及基站安全、考勤管理等问题也都暴露出来。
为了基站安全和维护管理的需要，对基站进行智能门禁系统的建设，使基站的管理走向安全化、规范化和高效化；另外，在实时掌握全网基站施工单位和人员的动态分布，及时察觉并准确定位施工过程中导致的故障，避免误派单和拖延故障处理时间，以方便地进行故障跟踪、落实责任方面的工作可以得到提高。
门禁管理系统已成为安全防范系统中极其重要的一部分，在一些发达国家中，门禁系统正以远远高于其它类安防产品的进度迅猛发展；门禁系统之所以能在众多安防产品中脱颖而出，根本原因是因为其改变了以往安防产品如闭路监控、防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式，通过对主要通道的实时控制地防止了罪犯从正常通道的侵入，并且可以在罪案发生时通过对通道门的控制限制罪犯的活动范围、制止犯罪或减少损失。
山东信宇通信科技有限公司是山东省邮电规划设计院专门针对通信产品、增值、网络优化等业务而成立的专业子公司，信宇通信科技公司开发组织开发了这套方案。该方案是一套专门针对移动运营商开发的，方便其对基站进行管理的智能门禁系统，该套系统采用先进的无线通信技术，实现了不用基站管理人员亲临现场，施工人员仅仅通过中心授权认证后，使用自己的手机便可以进出基站。认证方式安全、操作简便、维护低廉，真正实现了低成本、高效率、低维护、高管理的先进管理模式。

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技术资料
1)
蓝牙
蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑等众多设备之间进行无线信息交换。利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网之间的通信，从而使数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。
通过设计外围电路建立一个基于蓝牙技术和单片机的数据传输系统，以实现单片机对蓝牙模块的控制。单片机通过UART接口向蓝牙模块发送指令，可以控制蓝牙进行搜索设备的操作，蓝牙在搜索到周围的蓝牙设备后，能够将搜索到的设备的名称及MAC地址返回给单片机；同时也可以控制蓝牙与搜索的蓝牙设备建立匹配连接。
2)
GPRS
GPRS是通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至 114Kbps。
GPRS与WAP组合是当前令“手机上网”迈上新台阶的最佳实施方案：GPRS是强大的底层传输，WAP则作为高层应用，如果把WAP比作飞驰的车辆，那么GPRS就是宽阔畅通的高速公路，任您在无线的信息世界中随意驰骋。利用GPRS模块上网可以实现用户终端与服务器的实时通信。
住：GPRS在该方案中作为通信承载手段，可以更换为其他无线数据传输。
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系统介绍
该套基站钥匙管理解决方案主要包含两大部分：授权中心和门锁控制器。授权中心计算机通过GPRS与门锁控制器进行通信，传递和收回各种控制指令。整体示意图如下所示：

1)
授权中心
包括授权中心计算机和IVR语音服务器。IVR语音服务器则用于用户向授权中心计算机发送开关门指令。授权中心计算机用于对用户发放授权（授权内容中须包含用户手机号码及手机蓝牙MAC地址），并对用户通过IVR发来的开关门指令进行鉴权，授权中心中有机房巡检功能，能够准确记录机房访问者的姓名、单位、访问目的、进入机房的时间、离开机房的时间，便于对维护人员进行管理、考勤，提高人员工作效率。
2)
门锁控制器
包括电源、电控门锁、蓝牙通信模块、接口模块、CPU、GPRS通信模块及状态检测模块。GPRS模块用于实现CPU和授权中心之间的数据传输，保证门锁控制器与鉴权中心的实时通信，在鉴权中心接收到用户的开关门指令后能够实时的发送给门锁控制器；蓝牙通信模块通过接口模块与CPU相连，蓝牙通信模块用于CPU收到授权中心发来的开锁信息时，搜索周围的蓝牙设备，并把搜索到的蓝牙设备MAC地址传输给CPU；CPU对接口模块传输来的数据进行处理分析并向电控门锁输出控制信号，控制门锁开关门操作；状态检测模块用于检测门锁当前的开关门状态。
3)
操作流程
   首先需要到授权中心网站进行相应基站的授权，管理员审批通过后，才有进出该基站的权限。
   开门流程：进行开门操作时在到达该基站后，拨打IVR语音电话告知授权中心申请开锁。授权中心判断用户是否授权，如未授权则告知用户未授权；如授权，则将用户信息发送给门锁控制器，门锁控制器开启蓝牙搜索周围的蓝牙设备，入围搜索到用户手机则告知授权中心并关闭蓝牙；如搜到用户则通过CPU向电控门锁发送开锁指令，将门锁打开。
开门流程如下图所示：

   关门流程：进行关门操作时仍要拨打IVR语音电话告知授权中心申请关锁，授权中心鉴权通过后向门锁控制器发送关门指令，控制器CPU向电控门锁发送关锁指令，将门锁关闭。
关门流程如下图所示：

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综合效益分析
1)
系统控制稳定、安装操作便捷：
传统门禁系统需要在墙体开洞安装门禁卡感应单元，穿洞走线施工繁琐困难，安全性能降低；钥匙手机与门锁控制器间通过蓝牙功能实现通信。门锁控制器壁挂在室内，无需破坏墙体，根除门锁设备被非法人员蓄意损坏的情况，并简化施工过程，包含走线和安装耗时不超过30分钟。两人小组每天改造基站数量可以超过10个，而传统门禁每天只能安装1～2个基站。可以使安装成本降低80%！
2)
适用范围广泛、管理维护简便:
传统门禁系统为各动力监控系统厂家专有系统，不能相互兼容。若各地市目前没有统一基站动力监控系统平台，则需建设依附于不同厂家动力监控平台的门禁系统，必然导致门禁授权管理系统的多平台共存，增加管理难度；鉴权过程通过门锁控制器与授权中心之间的GPRS通道实现，可安装在任何基站机房，不依赖于现有动力监控系统平台，并且可与各种可控制门锁组合，拥有特殊的独立性和兼容性。
3)
安全可靠、万无一失:
传统门禁系统在通信故障时无备用手段，该系统保留传统钥匙功能，当GPRS通道中断时，也可使用应急密码或者物理钥匙完成应急开门。
4)
手机钥匙智能化、数字化:
传统门禁系统使用门禁卡作为钥匙，申请使用单位需要申请一定数量的门禁卡，调度使用不如使用各自的手机终端灵活；只要具备蓝牙功能的手机都可以作为智能钥匙。机房维护管理人员使用可使用自己的手机作为智能钥匙，方便灵活，第三方施工、优化、维护人员也可使用自己的手机作为智能钥匙，简单方便。省去每天1～2小时的调剂钥匙或者磁卡的时间，将每天完成的工作量增加20%！
5)
后台管理完善、提高工作效率：
鉴权中心系统记录手机终端及门锁控制器的授权申请、验证批准、门锁开关操作等全过程信息，便于后台维护人员进行监控、统计、追溯等相关工作，全面提高机房管理水平；此外，详细记录各个机房的访问时间、滞留时长、离开时间及访问者信息，便于对基站维护人员工作情况的考勤和核实，提高员工工作效率和工作积极性。
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结束语
该套解决方案是专业对进入机房人员的授权审批、专用钥匙手机的管理发放、人员进入机房时的鉴权、工作完成后的授权解除以及所有机房门锁的开关记录保存的系统。该套方案使基站的管理走向安全化、规范化和高效化；另外，在实时掌握全网基站施工单位和人员的动态分布，及时察觉并准确定位施工过程中导致的故障，避免误派单和拖延故障处理时间，以方便地进行故障跟踪、落实责任方面的工作可以得到显著提高。该系统操作快捷简便，性能强大高效，使用易懂易会。
在效率至上、效益为目标的今日，如何提高工作效率是每个运营商都十分关心的问题。类似该系统的低投入、低成