Ворота с gsm модулем как вносить номера в блок управления

Обновлено: 10.01.2025

Для ограничения проезда большого количества автомобилей на какую-либо территорию часто используют шлагбаумы. Управлять ими с помощью пульта не всегда удобно, а порой и достаточно дорого, особенно если количество машин велико. Но благодаря современным технологиям, появилась возможность открыть шлагбаум с телефона. Это осуществляется несколькими способами.

Использование GSM-модулей

Открытие шлагбаума с телефона возможно, благодаря установке и настройке специального GSM-блока, например, ESIM110. Такие системы работают по следующему принципу: модуль подсоединяют к автоматическому приводу шлагбаума. В нем есть управляющая SIM-карта, на которую записываются номера всех пользователей объекта. Если с имеющегося в базе номера поступит звонок, то система его отклонит, и проезд будет разрешен. Это действие сопровождается звуковым сигналом.

Существует несколько способов открытия шлагбаума

Как работает

За сам звонок платить не нужно, главное, знать номер, на который нужно звонить для того, чтобы ворота открылись. Этот метод позволяет значительно сэкономить, ведь отсутствует необходимость в покупке специальных пультов. Если звонок поступит с незнакомого номера, система также его отклонит, но ворота не откроются.

Для того чтобы открыть шлагбаум во дворе с телефона, достаточно позвонить на тот номер, который будет установлен в этом блоке. Каждому заграждению присваивается свой индивидуальный номер.

После того как стрела начнет двигаться или раздастся соответствующее звуковое сопровождение, свидетельствующее об открывании, нужно сбросить вызов, чтобы не платить за звонок. Если вызов будет удержан или сработает автодозвон, то возможна тарификация вызова согласно договору оказания услуг.

После проезда необходимо сделать остановку и подождать, пока шлагбаум закроется. Благодаря этому, можно избежать поломки механизма и предотвратить проезд посторонних лиц.

В этом видео вы подробнее узнаете о GSM модулях:

Преимущества и недостатки

Номер телефона GSM-модуля можно сохранить в памяти телефона, например, назвать «ворота» и при необходимости делать вызов на него.

Новые номера добавляются в базу путем отправки СМС с секретным кодом и номером телефона, которому нужно дать доступ для открытия ворот. По такому же принципу происходит и удаление пользователей.

Несмотря на многие преимущества, GSM-модули имеют недостатки:

При работе с ними желательно отключать некоторые функции телефона: голосовую почту, оповещения о пропущенных вызовах и подобные услуги.
Модули зависят от уровня сигнала сотовой связи.
Могут возникнуть непредвиденные ситуации, связанные со сменой номера телефона, его утерей, поломкой и т. д. Все они требуют перепрограммирования устройства, для чего понадобится обращаться за помощью к специалистам.
GSM-модуль нуждается в администрировании. Телефоны администраторов, у которых есть доступ к расширенным функциям, записаны в сим-карте.
Между звонком и тем, как откроется шлагбаум, проходит некоторое время.

Управление со смартфона

Открытие шлагбаума с помощью сотового возможно при использовании адаптера, например, OmGate. Специалисты подключают его к воротам, и на телефоне необходимо будет установить одноименное приложение. Когда владелец такого телефона приблизится к воротам, с установленным на них адаптером, они откроются — это при автоматическом режиме.

Если использовать ручной режим, то на экране смартфона появится кнопка.

Установить само устройство достаточно просто. Девайс прекрасно совмещается со всеми производителями, где можно использовать принцип установки по «сухому» контакту. В устройстве всего 4 провода.

Управление девайсом удобно:

Если шлагбаум не открылся

Если открыть шлагбаум с помощью телефона не получается, то в этом случае необходимо набрать номер, открывающий ворота, и убедиться, что сеть есть. Если абонент находится в зоне действия сети, был гудок, но ворота не открылись, то, скорее всего, номера этого абонента нет в базе данных.

Открыть шлагбаум с телефона можно. Это удобно и просто, достаточно установить необходимое для этого оборудование.

Практически любым оборудованием, оснащенным электроприводами, можно управлять дистанционно. Сделать это позволяет gsm-модуль для управления автоматикой ворот и шлагбаумов. Современные технические возможности и повсеместное развитие мобильной связи послужили возможностью использования управляющих модулей, причем даже без увеличения расходов на эту связь.

Модуль покупается отдельно и используется вместе с приводом ворот или шлагбаумов. Электроника устройства надежно защищена от возможных внешних воздействий, так как она может использоваться в корпусе воротных конструкций или шлагбаумов или монтироваться в других местах. В комплектации устройства присутствует непосредственно модуль, кабель для usb-соединения с компьютерным оборудованием, профессиональное программное обеспечение.

Допускается эксплуатация при температурах от -20 до +40 градусов (но диапазон может варьироваться в зависимости от индивидуальных технических характеристик модели).

Описание принципов работы gsm-модулей

Конструктивно управляющий модуль выглядит как приемник, которые принимает и передает сигналы в диапазоне GSM. Для его корректной работы необходима сим-карта мобильного оператора, а в память заносятся номера тех абонентов, у которых есть право доступа на огражденную территорию. Стандартные модели позволяют внести в память 500 пользователей, что является вполне достаточным количеством даже для крупных предприятий с высокой проходимостью.

Когда на пульт управления совершается клиентом звонок, система автоматически проверяет его наличие в памяти. В этом случае мобильное соединение не устанавливается, что дает возможность абонентам не увеличивать свои расходы на связь. Если проверяемый номер обнаружен системой в базе данных, то она отправляет соответствующий сигнал на привод ворот или шлагбаума. В результате этого конструкция открывает проезд для проверенного пользователя. Закрытие происходит автоматически: в системе устанавливается определенный период, отведенный пользователю для проезда, после чего срабатывает автоматика.

Если номер проверяемого абонента в списке не будет найден, значит, ворота и шлагбаум не откроются. Звонок будет сброшен, и система никоим образом не реагирует.

Особых сложностей при выборе и покупке GSM-модулей не возникает, так как практически все они максимально точно адаптированы для установки на любые конструкции. При этом ворота или же шлагбаум можно открыть с любого расстояния, на которое распространяется GSM-сигнал.

Преимущества использования - модулей

Установка данных устройств дает возможность отказаться от персональных карточек, чипов, брелоков, пультов. Кроме того, использование gsm-модулей существенно упрощает выполнение функций охраны: пропуск на огражденную местность можно предоставить, даже находясь на определенном расстоянии.

Устройство легко настраивается, благодаря чему отличается высокой функциональностью и простотой в использовании. Номера можно удалять из памяти или добавлять в пределах допустимого количества. Некоторые современные производители также предлагают модули с возможностью настройки и ограничения доступа по определенным часам, дням, а также в случае неуплаты суммы аренды места на стоянке, а так же в других случаях.

Оснащение конструкций ворот и шлагбаумов современными gsm-модулями позволяет осуществлять ведение журналов посещений и выездов с территории. При достаточно большом потоке автомобильного транспорта такое управление гораздо удобнее и функциональнее.

Что касается финансовой экономии, что стоимость одного gsm-контроллера примерно сопоставима со стоимостью трех дистанционных пультов управления. Если системой пользуется большое количество абонентов, то автоматизация за счет модулей гораздо выгоднее и экономически обоснована. Для управления модулем можно использовать сим-карту мобильного оператора, настраиваемую только на прием входящих вызовов. Это избавит отнеобходимости вносить регулярную абонентскую оплату за пользование связью.

Недавно было решено установить в многоквартирном доме шлагбаум с управлением через GSM. Причины и необходимость этого решения остаются за рамками статьи, я же хочу написать про то, как «на коленке» сделал интерфейс для управления модулем через Интернет. И даже немного с блэкджеком, управлением базой автомобилей с мобильного телефона и фотографиями моментов въезда с уличной камеры. Возможно кто-то захочет внедрить у себя.

Предупрежу, что в статье не описано готовое решение «из коробки», а скорее proof of concept.

Часть 1. Почему такой контроллер

Перед тем, как ставить GSM-модуль был проведен некоторый обзор рынка таких систем. Хотелось получить недорогое, надежное и отработанное решение. Ну и чтобы «в наличии» было у установщиков, имелся какой-то опыт работы с ним и т.д.

Установщики на выбор предлагали либо ESIM 110/120 за

12000р с доступом в интернет, либо Doorhan GSM за

6000р с управлением через SMS или настройкой через USB-шнурок.

Вариант «сделать свой девайс из arduino + gsm модуль за $3» не рассматривался, так решение должно быть точно надежным и обкатанным. Представьте, кто-то не смог заехать домой? Потом неприятностей получишь по полной.

Так же не хотелось лотереи с покупкой устройства в Китае на Али, опять же во избежание проблем с надежностью. Хотя цены начинаются от 1500р.

Минусом ESIM120, кроме стоимости х2 было то, что для выхода в интернет использовался GPRS-интернет. Для кого-то может это и плюс, но в нашем случае тянет за собой расходы на мобильную связь — придется брать тариф с интернетом. Сейчас же на сим-карте подключен тариф без абонентской платы, и для того, чтобы номер не заблокировался, раз в 2-3 месяца планирую подключать из личного кабинета оператора какую нибудь платную подписку за 2-3 рубля в сутки, на одни сутки. Например «погоду», «анекдоты» или что там еще полезно для шлагбаума )

Про Doorhan GSM я знал, что помимо управления через SMS (мало интересно) он подключается по USB к компьютеру и через собственное ПО позволяет управлять базой номеров.

Часть 2. Проброс управления

Так как блок управления шлагбаумом планировалось ставить в 20 метрах от помещения, где расположен домовой IP-видеорегистратор и узел связи местного интернет-провайдера, то было решено взять Doorhan и «нарастить» USB через роутер вроде TP-Link MR3020 стоимостью 1200р, OpenWRT и программ из проекта USBIP

С роутером получилось даже несколько проще — нашел в закромах старый ASUS WL500gP, который для интернета не очень годится по нынешним меркам, зато имеет 2 USB порта. Его и использовал.

Для usbip пришлось поставить старую версию OpenWRT, 12.09, потому как на новых не работает этот модуль ядра. Подключение роутера к сети описывать не буду. Если у кого-то он будет не в локальной сети, возможны варианты с пробросом портов, UPNP или настройкой VPN, на ваш вкус.

Устанавливаем kmod-usbip-server и проверяем, что у нас можно экспортировать

Нам нужен busid устройства, 1-1.1 на котором располагается наш подключенный контроллер GSM. Забегая вперед, оказалось что это банальный COM->USB конвертер на чипе CH341

На компьютере с Windows устанавливаем драйвера USBIP и запускаем

где 10.16.19.19 IP-адрес нашего роутера с OpenWRT. Разумеется, для начала нужно отрыть доступ либо с вашего IP к роутеру в firewall, либо подключаться с локальной сети, либо любой из 1000 других вариантов от VPN до P2P.

Если все прошло успешно, то Windows радостно заявляет, что обнаружено новое устройство USB-to-Serial Converter CH340, даем ей драйвера и в системе появляется COM-порт.

Теперь можем запустить программку из комплекта с контроллером и управлять номерами в базе сидя дома на диване

Часть 3. Контроль въездов

После того, как настроил работу с контроллером на домашнем компьютере и записал номера пользователей, решил немного поковыряться с тем, что доступно по СОМ-порту.

Оказывается, GSM-модуль контроллера периодически шлет AT команды с уровнем сигнала в консоль, а так же при звонке пишет номер телефона, с которого поступает звонок. Управлять модулем AT командами не получилось, видимо они не транслируются от модуля контроллера в модуль модема.

Все равно это довольно интересно. При проработке идеи GSM-контроллером я надеялся, что эти звонки будут фиксироваться в детализации оператора. Но так как соединения не происходит, то записей в детализации нет. Теперь же можно прямо с контроллера собирать логи того, кто открывал шлагбаум. Или кто пытался это сделать.

Для этого на OpenWRT устанавливаем kmod-usb-serial-ch341, отключаем трансляцию USBIP командой usbip unbind -b 1-1.1 и делаем insmod ch341.

После чего прямо на роутере можно подключиться к /dev/ttyUSB0 и смотреть что там происходит со звонками в контроллере.

Для обработки данных для начала написал простейший скриптик, который с помощью curl отсылал данные о входящем звонке на внешний сервер с PHP для обработки и сохранения в базу. С таким же успехом можно писать в локальный файл, правда на роутере памяти не густо.

На сервере создал базу в mysql и пару табличек: с номерами телефонов наших жильцов, и с логом звонков. Стало возможно сопоставить кто в какое время открывал шлагбаум, и пытаются ли им пользоваться с неизвестных номеров.

Вторая идея, которая пришла мне в голову — сделать связку между событием открывания шлагбаума и фото этого события. Дело в том, как я упоминал выше, вокруг дома стоят AHD камеры, которые пишут на регистратор с доступом к потоку по IP. Причем одну из камер специально повернули на шлагбаум, в ожидании что его будут ломать.

Как снять jpeg с нашего китайского регистратора мне найти не удалось, хотя во многих камерах есть Preview URL. Поэтому пошел в лоб — в момент звонка получаю RTSP и делаю из него JPG.

С таким же успехом можно было писать маленькие ролики в mp4, но я посчитал это лишним.
Фотографии решил хранить блобами в MySQL. Решение по производительности так себе, зато «таскать» проектик будет проще, не нужно копировать и базу и файлы, все в базе. А нагрузка на него никакая по сути.

В результате лог въездов выглядит как-то так:

Часть 4. Загрузка номеров из SQL базы на сайте в контроллер

Если вы внимательно читали, то наверное заметили — для регистрации въездов USB порт роутера работал в режиме Serial-to-USB преобразователя, а для работы с базой номеров внутри контроллера приходилось «прокидывать» его через USBIP на домашний компьютер и там через программу для Windows вносить изменения. Это не совсем удобно, нужно было делать unbind/bind да еще на домашнем компьютере запускать usbip консольный. Ну и делать это можно было только из дома (ну либо опять RDP/VPN и проч и проч), и тем более не с телефона мобильного. Вдвойне накаляло то, что базу номеров надо было вести и в mdb-формате (программа для контролера может выгружать данные в Access) и в веб-версии.

Беглый гуглеж протокола работы Doorhan GSM ничего не дал. Не исключаю, что это какая-то китайская девайсина под маркой Doorhan, тем не менее. Поэтому вооружился монитором (сниффером) для COM-порта и снял несколько дампов при работе из оригинального приложения.

Завершается посылка байтом ЕЕ.

Итак, мы подошли к тому, чтобы писать в контроллер через последовательный порт команды на управление списком абонентов. Но порт в роутере, а база с пользователями на внешнем сервере. Переносить ее на роутер конечно можно (получится законченное решение «из коробки») но мне было лень. Пошел другим путем — прокинул /dev/ttyUSB0 по tcp с помощью пакета ser2net, который есть в поставке openwrt.

Конфиг /etc/ser2net.conf простой для неприличия

После запуска ser2net можно подключиться к роутеру telnet-ом на 3333 порт и проверить результат.

Хочется сделать оговорку: после перезапуска роутера внезапно не работал cat /dev/ttyUSB0. То есть конечно работал, но в консоль писал мусор. Вспомнил, что во время экспериментов на роутере я запускал minicom, который вероятно сделал инициализацию порта. Просто установив режим 9600 8n1 результата не дало, поэтому я посмотрел с помощью stty какие настройки порта стоят в «рабочем» состоянии и вписал в rc.local инициализацию

В результате этих манипуляций на сервере с WEB-интерфейсом у нас стала доступна консоль контроллера. Поэтому немного перепишем код обработки звонков. Писал на PHP. Весь код стыдно показывать (я же не программист в конце концов, а использовал вставки из учебника), поэтому суть:

process_call каждый думаю реализует как ему нравится, от записи информации в лог-файл, до создания фото/видео въезда и отправки их через Телеграм-бота на телефон супруга/супруги, а так же команды на кофеварку или для разогрева борща.

На sync_phones остановлюсь чуть подробнее, потому как там реализован тот самый «не публичный» алгоритм работы GSM-контроллера Doorhan. И да, рукалицо, я использовал mysql вместо pdo или mysqli.

Часть 5. Заключение

В результате я получил (написал) WEB-интерфейс для шлагбаума, куда могу заходить через мобильный браузер, добавлять/удалять/изменять там номера жильцов нашего дома, делать пометки, с привязкой к квартире, ФИО, номеру телефона, номеру авто. Есть фотографии авто, лог въездов через шлагбаум с фото. В будущем, по логам посмотрю кто создает наибольшую нагрузку на шлагбаум — тот и будет оплачивать ремонт :)

GSM-модуль представляет собой устройство, главное предназначение которого – дистанционно управлять шлагбаумами и автоматическими воротами через сотовую сеть. Он работает с откатными и распашными воротами на парковочной стоянке, в частном доме и коттедже, дачном, жилом и гаражном кооперативе.

Модуль может подсоединяться к электрооборудованию. Например, системам освещения и отопления, электрическим котлам, системам полива.

Устройство и принцип работы

GSM-модуль – это микропроцессорный девайс, который подключается к сотовой сети. То есть процессор принимает SMS-уведомления и входящий от пользователя звонок, обрабатывает полученную информацию и на основе результатов выполняет соответствующее действие. Функционирует исключительно в диапазоне GSM.

Все GSM-модули оснащены гнездом для GSM-антенны и слотом для SIM-карты любого оператора, также присутствуют световые индикаторы, сигнализирующие о состоянии реле и сети.

Установка производится в корпус блока управления шлагбаума, или в другое подходящее место, например, электрошкаф.. Главное – наличие стабильного сигнала сети, иначе команды могут срабатывать с задержкой или, в случае совсем плохого сигнала, вообще не доходить, что может стать проблемой для предприятий с высокой проходимостью.

Принцип работы соответствует следующему алгоритму:

Пользователь совершает звонок на номер SIM-карты GSM-реле.
Устройство сравнивает входящий номер телефона со своей базой данных.
Реле принимает звонок и через 1-2 секунды самостоятельно обрывает вызов. Прямого соединения с абонентом не происходит, то есть деньги за оплату сотовой связи не списываются.
Запускается команда для поднятия шлагбаума или открытия ворот.

Для того, чтобы злоумышленники не смогли открыть ворота или шлагбаум с внешнего телефона или изменить настройки реле, в базу модуля вносится определенное количество разрешенных номеров. Как правило, они принадлежат сотрудникам учреждения, квартирантам жилых комплексов либо членам семьи, проживающим в частном доме.

Когда поступает звонок от нового номера, реле сравнивает его с теми, которые записаны в базу. Если совпадение отсутствует, устройство не реагирует на такой вызов. Команда на открытие ворот не выполняется. Некоторые модели предусматривают внесение номеров в «черный список», в других – возможность отключить идентификацию пользователей и пропускать любых клиентов только по входящему звонку.

Преимущества GSM-модулей

Устройство приобретается отдельно и подходит ко всем современным шлагбаумам, независимо от производителя. Пластиковый корпус надежно защищает «начинку» от внешнего воздействия. Предусмотрено удобное крепление на DIN рейку или винтами к поверхности.

Среди других достоинств внедрения устройства можно выделить:

Открытие шлагбаума осуществляется из любого места, которое входит в покрытие GSM-сети. Это уменьшает время на ожидание – запустить реле можно за несколько метров до ворот, а также дает возможность поднимать шлагбаум для клиентов, не покидая рабочего офиса.
Снижение нагрузки на службу охраны. Пользователь может сам позвонить на прибор и открыть шлагбаум, например, курьеру.
В настройках можно указывать новые номера и удалять старые. Режим контроля устанавливается и изменяется посредством SMS.
Экономия бюджета организации. Отсутствие трат на пульты управления и карточки, дополнительный наем охранников.

Стандартный GSM-модуль может запомнить 200-500 номеров, что удовлетворяет нужды фирм с высокой проходимостью. Существуют модели и на большее количество пользователей, но, как правило, средним и крупным компаниям вполне достаточно нескольких сотен.

В продаже можно встретить более десятка моделей GSM-реле. RTU5024 самое простое в настройке и дешёвое. На Aliexpress цена на это устройство начинается с $23.

Все настройки и номера хранятся во флеш-памяти (некоторые gsm реле хранят номера и настройки на симкарте, что может быть весьма неудобно). Корпус металлический. Устройство работает при температуре от -20 до +60 градусов и влажности до 90%. Размер корпуса — 82x76x27 мм.

RTU5024 продаются либо с жёсткой антенной, либо с выносной антенной с трёхметровым кабелем.

Симкарта устанавливается в слот на дне корпуса, закрываемый крышкой на винте.

Хоть на корпусе и написано 3G, реле работает только в сетях 2G (GSM). Это означает, что в Москве можно использовать симкарты Билайн, МТС, Мегафон, но нельзя использовать Tele2 (у этого оператора в московском регионе нет сети GSM).

Устройство питается постоянным напряжением от 9 до 24 вольт и потребляет 15-50 миллиампер. Его реле может коммутировать нагрузку, потребляющую до 3A на сетевом напряжении 230 В или до 5А на напряжении 24 В. У реле три контакта — общий, нормально разомкнутый и нормально замкнутый.

Колодки для подключения проводов на разъёмах.

Два светодиода индицируют состояние устройства. Первый вспыхивает раз в две секунды, если устройство подключено к сети GSM, второй загорается, когда реле замкнуто.

Русскую инструкцию для RTU5024 можно скачать здесь.

Все настройки устройства делаются с помощью СМС, отправляемых с любого телефона. Все команды даются большими латинскими буквами.

По умолчанию в устройстве установлен пароль 1234. Первым делом меняем его, например, на 1515:

1234P1515 — меняем пароль 1234 на 1515.

Этого достаточно, чтобы начать управлять устройством. С помощью СМС можно включить реле:

1515СС — включить реле (здесь и далее команды даны с паролем 1515, в вашем случае вместо этих цифр будут цифры вашего пароля).

Если установлено включение на продолжительное время или до отключения, повторный звонок отключит реле. Кроме того его можно отключить с помощью СМС:

1515DD — отключить реле.

По умолчанию на каждое действие RTU5024 присылает ответную СМС. Когда реле включается на 0.5 секунды, приходят сразу две СМС — о включении и выключении.

Чтобы не тратить деньги зря, можно отключить СМС о включении и выключении реле:

Устройство пришлёт две ответные СМС.

При регистрации номеров устройство также присылает подтверждающие СМС. Это не отключается.

Когда всё настроено и GSM-реле управляется только бесплатными звонками, получается, что деньги с симкарты реле не расходуются совсем. Если это будет продолжаться более 90 дней оператор отключит симкарту. Чтобы этого не произошло необходимо раз в 90 дней совершать любое платное действие. У RTU5024 есть команда запроса статуса, в ответ на которую присылается СМС с состоянием реле и уровнем сигнала сотовой сети. Её-то и можно использовать, чтобы тратить 2 рубля за СМС раз в 90 дней.

1515EE — запросить статус и потратить 2 рубля на симке GSM-реле.

Для управления и настройки RTU5024 есть приложение для Android GSM Gate Opener RTU5024, которое фактически отправляет те же СМС, но вместо запоминания команд достаточно нажимать кнопки, например «Открыть ворота» или «Добавить номер».

Помимо самого простого и дешёвого RTU5024 на Aliexpress есть и более продвинутые GSM-реле.

CL4-GSM за $31.5 имеет четыре канала управления, но как там четыре канала управляются звонками я так до конца и не понял.

RTU5015 Plus стоит $29.5 с выносной антенной и имеет гораздо больше возможностей, чем RTU5024.

У RTU5015Plus есть два входа и выход сирены, поэтому это устройство можно использовать не только, как GSM-реле, но и как GSM-сигнализацию. В продаже встречается и старая версия RTU5015 по той же цене. Её легко отличить по количеству регистрируемых номеров — их всего 64.

С помощью GSM-реле RTU5024 я успешно реализовал открытие ворот в СНТ, а RTU5015Plus купил, но ещё не включал. Планирую сделать на его базе безопасное дистанционное включение отопления на даче.

Читайте также: