一種帶modbus接口的光繼電器電梯智能卡控制器的制造方法
【專利摘要】一種帶MODBUS接口的光繼電器電梯智能卡控制器，包括ARM7主處理器模塊、智能卡處理模塊、光繼電器輸出模塊、MODBUS接口和電源轉(zhuǎn)換器。該電梯智能卡控制器不需要對(duì)原電梯控制系統(tǒng)作任何改動(dòng)，可以安裝在電梯轎廂或者電梯大廳任意位置。在緊急情況下，例如，火災(zāi)、地震發(fā)生時(shí)，切斷該智能卡控制器的電源，就可以自動(dòng)切換到旁路方式，脫離電梯智能卡控制器。該發(fā)明裝置采用一體化集成設(shè)計(jì)，接線數(shù)量少，安裝維修方便?？梢愿鶕?jù)卡片記錄的乘梯次數(shù)確定持卡人對(duì)電梯的使用量，方便物業(yè)管理。
【專利說明】—種帶MODBUS接口的光繼電器電梯智能卡控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電梯自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是電梯智能卡讀卡器控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有電梯自動(dòng)控制技術(shù)中，經(jīng)常采用智能卡對(duì)電梯的使用權(quán)限進(jìn)行控制。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有的電梯智能卡控制技術(shù)(如專利號(hào)00129242.0公開的技術(shù))的調(diào)研,認(rèn)為現(xiàn)有的智能卡電梯控制技術(shù)存在以下不足:
[0003]智能卡控制系統(tǒng)集成度低，包括的分散部件過多，占用空間大。
[0004]多采用機(jī)械式繼電器作為讀卡器輸出，機(jī)械式繼電器的體積大、功耗高、觸點(diǎn)壽命短，尤其在樓層按鈕數(shù)目非常多時(shí)，這些問題更加突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種帶MODBUS接口的光繼電器的集成式電梯智能卡自動(dòng)控制器。
[0006]本實(shí)用新型提供的帶MODBUS接口的光繼電器集成式電梯智能卡控制器，包括ARM7主處理器模塊、光繼電器輸出模塊、智能卡處理模塊、MODBUS接口和電源轉(zhuǎn)換器；ARM7主處理器模塊分別雙向連接智能卡處理模塊和MODBUS接口，ARM7主處理器模塊經(jīng)過輸出數(shù)據(jù)線連接光繼電器輸出模塊，ARM7主處理器模塊連接電源轉(zhuǎn)換器。
[0007]該電梯智能卡控制器還包括計(jì)算機(jī)接口，該計(jì)算機(jī)接口雙向連接ARM主處理器模塊，同時(shí)對(duì)外通過串行通信線連接計(jì)算機(jī)。
[0008]ARM7主處理器模塊經(jīng)過輸出數(shù)據(jù)線向光繼電器輸出模塊傳送樓層控制信號(hào)，光繼電器輸出模塊通過光繼電器控制電梯按鈕的選通權(quán)限；智能卡處理模塊對(duì)內(nèi)連接ARM7主處理器模塊，對(duì)外通過無線通信連接智能卡片；電源轉(zhuǎn)換器對(duì)內(nèi)連接ARM7主處理器模塊，對(duì)外通過電源線連接外部電源。MODBUS擴(kuò)展模塊通過MODBUS總線連接擴(kuò)展單元，能夠增加光繼電器輸出口的數(shù)量，完成更多樓層按鈕的控制。
[0009]本新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0010]該電梯智能卡控制器不需要對(duì)原電梯控制系統(tǒng)作任何改動(dòng)，可以安裝在電梯轎廂或者電梯大廳任意位置。在緊急情況下，例如，火災(zāi)、地震發(fā)生時(shí)，切斷該智能卡控制器的電源，就可以自動(dòng)切換到旁路方式，脫離電梯智能卡控制器。該發(fā)明裝置采用一體化集成設(shè)計(jì)，接線數(shù)量少，安裝維修方便。可以根據(jù)卡片記錄的乘梯次數(shù)確定持卡人對(duì)電梯的使用量，方便物業(yè)管理。
[0011]該電梯智能卡控制器還具有如下特點(diǎn):
[0012]1、主處理器采用了基于ARM7技術(shù)的STM32微處理器，它具有高性能和低功耗的特性。
[0013]2、采用光繼電器作為輸出器件，控制電梯按鈕的通斷，反應(yīng)靈敏，輸出快速，沒有觸點(diǎn)，沒有機(jī)械磨損，功耗低，體積小，壽命長。[0014]3、采用MODBUS總線技術(shù)，能夠根據(jù)電梯樓層數(shù)量的多少調(diào)整光繼電器的輸出模塊的數(shù)量。[0015]4、具有RS422通信口，可以與計(jì)算機(jī)軟件通信，可以下載或上傳智能卡設(shè)置信息。[0016]5、不但具有讀卡功能，同時(shí)具有發(fā)卡功能。在連接手持調(diào)試器的情況下，本裝置可以為任何樓層發(fā)行智能卡片。[0017]6、本發(fā)明中使用的智能卡片按照功能劃分為保密切換卡、管理卡、普通卡、訪客卡和自動(dòng)登記卡。[0018]保密切換卡:刷卡后，智能卡控制器在保密模式和開放模式之間切換。在保密模式下，乘客需要先刷卡后才能乘梯；在開放模式下，乘客不需要刷卡直接乘梯。[0019]管理卡:授權(quán)乘坐指定電梯的任意樓層。[0020]普通卡:授權(quán)乘坐指定電梯的部分樓層。[0021]訪客卡:授權(quán)乘坐指定電梯的某個(gè)樓層，僅能乘坐I次電梯。[0022]自動(dòng)登記卡:乘客刷卡后，讀卡器根據(jù)卡片內(nèi)的授權(quán)，自動(dòng)接通樓層按鈕。[0023]上述各種類型的卡片，都受到如下條件的制約:小區(qū)號(hào)、電梯號(hào)、有效期。[0024]因此，對(duì)于一張?zhí)囟ǖ闹悄芸ㄆ氖褂脵?quán)限必須同時(shí)滿足下列條件:必須在本小區(qū)使用；只能在本小區(qū)內(nèi)的某部或多部或全部電梯使用；可以登記電梯的某一層、多層或全部樓層；在卡片所記載的有效期內(nèi)；刷卡次數(shù)沒有超過所記載允許次數(shù)。[0025]乘客刷卡后的乘梯信息會(huì)自動(dòng)記錄在讀卡器中，包括:卡號(hào)、姓名、電梯號(hào)、所去樓層、乘梯時(shí)間、刷卡次數(shù)等等?！緦＠綀D】

【附圖說明】[0026]圖1是電梯智能卡讀卡器總體結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖2是電梯智能卡讀卡器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；[0028]圖3是光繼電器輸出模塊結(jié)構(gòu)圖；[0029]圖4是電梯按鈕接線圖；[0030]圖5是MODBUS總線連接圖；[0031]圖6是主處理器和智能卡處理模塊的電氣原理圖；[0032]圖7是光繼電器信號(hào)轉(zhuǎn)換的電氣原理圖；[0033]圖8是光繼電器信號(hào)輸出的電氣原理圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0034]實(shí)施例1:[0035]參考圖1、圖2 、圖3、圖4、圖5。[0036]如圖1所示，本實(shí) 用新型實(shí)際應(yīng)用的總體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中除本發(fā)明電梯智能卡控制器(豇)以外，還包括原電梯控制器(迆)、智能卡片(臉)、外部電源(M)、計(jì)算機(jī)(迆)、 MODBUS梓口(06)等其它外闈部件。[0037]其連接關(guān)系:[0038]本新型電梯智能卡控制器(Ml通過并行按鈕線(O!)連接原電梯控制器(盤)；通過無線通信(盟)與智能卡片(M)連接；通過電源線(m)連接外部電源(M);通過串行通信線(膽)雙向連接計(jì)算機(jī)(姐)；通過MODBUS總線(叢)雙向連接光繼電器擴(kuò)展模塊(膽)。
[0039]附圖2給出了本實(shí)用新型控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0040]電梯智能卡控制器位1)包括ARM7主處理器模塊(01-1)、光繼電器輸出樽塊(01-2)、智能卡處理樽塊(01-3)、電源轉(zhuǎn)換器(01-4)、計(jì)算機(jī)接口 (01-5)、MODBUS接口(01-6)等部分組成。
[0041]ARM7主處理器(01-1)是本發(fā)明控制器的中央控制器，它內(nèi)部包含STM32微處理器、程序處理器、數(shù)據(jù)處理器、時(shí)鐘電路等部分，它所存儲(chǔ)的程序控制本發(fā)明裝置中的其它模塊的工作和數(shù)據(jù)傳輸。
[0042]光繼電器輸出模塊(01-2)對(duì)內(nèi)連接主處理器模塊(01-1),對(duì)外通過并行桉鈕線
(07)連接原電梯控制器(盤)。
[0043]智能卡處理模塊(01-3)對(duì)內(nèi)連接主處理器模塊(01-1)，對(duì)外通過無線通信(盟)連接智能卡片(臉)。
[0044]電源轉(zhuǎn)換器(01-4)對(duì)內(nèi)連接主處理器模塊(01-1)等內(nèi)部模塊，對(duì)外通過電源線
(09)連接外部電源(M)。
[0045]計(jì)算機(jī)接口 (01-5)對(duì)內(nèi)連接主處理器模塊(01-1),對(duì)外通過串行通信線(叢)連接計(jì)算機(jī)(膽)。
[0046]MODBUS接口 (01-6)對(duì)內(nèi)連接主處理器模塊(01-1)，對(duì)外通過串行通信線(U)連接MODBUS模塊(膽)。
[0047]附圖3說明了光繼電器輸出模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0048]光繼電器輸出模塊(01-2)內(nèi)部包括層控信號(hào)(迪)、串行轉(zhuǎn)并行(紅)、光繼電器切換(益)、自動(dòng)登記(盌)、手動(dòng)登記(M)、電梯控制器(翌)、電梯按鈕線(迷)和繼電器觸點(diǎn)
(27)等部分組成，其工作原理是:
[0049]光繼電器輸出模塊首先接收來自主處理模塊(H)的層控信號(hào)(迪)，層控信號(hào)是串行表示的，所以要經(jīng)過串行轉(zhuǎn)并行電路(紅)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的并行層控信號(hào)可以控制光繼電器切換(益)，根據(jù)層控信號(hào)的控制方式不同，分為自動(dòng)登記(迎)和手動(dòng)登記(M)兩種，自動(dòng)登記控制信號(hào)會(huì)直接接通繼電器觸點(diǎn)(丑)，手動(dòng)登記控制信號(hào)接通繼電器觸點(diǎn)27的同時(shí)，還需要手動(dòng)按下電梯按鈕，才能選通目的樓層。
[0050]圖4說明了電梯按鈕接線圖。本實(shí)施例以I層按鈕為例說明按鈕接線方法。
[0051]如圖4所示，如果沒有安裝光繼電器讀卡器的話，I層按鈕(BUTT0N-1)的輸出直接與電梯控制器的輸入(￡S￡1)連接，這是，如果按下I層按鈕，電梯控制器就會(huì)收到按鈕信號(hào)，從而完成按鈕登記。在安裝了光繼電器讀卡器的情況下，按鈕線(BUTT0N-1)首先進(jìn)入到光繼電器輸出樽塊的( TPl-1)端，同時(shí)桉鈕的電源(DC24V)也講入( TP17-1)端。信號(hào)( TPl-1)經(jīng)過手動(dòng)登記繼電器(Ki)的常開觸點(diǎn)連接( TP1-2)端，信號(hào)( TP17-1)經(jīng)過自動(dòng)登記繼電器(位)的常開觸點(diǎn)連接(JP1-2)端。與圖3的工作原理相對(duì)應(yīng)，如果乘客刷的是自動(dòng)登記卡，那么得到的是自動(dòng)登記層控信號(hào)，此時(shí)，自動(dòng)登記繼電器K2的觸點(diǎn)會(huì)閉合，從而(DC24V)信號(hào)直接輸入到( TP1-2)端，即輸入到電梯控制器的(￡S￡i)端，完成按鈕登記；如果乘客刷的是手動(dòng)登記卡，那么得到的是手動(dòng)登記層控信號(hào)，此時(shí)，手動(dòng)登記繼電器Kl的觸點(diǎn)會(huì)閉合，在這種情況下，乘客只有按下I層按鈕后，(DC24V)信號(hào)才會(huì)輸入到(JPl-1)端,講而輸出gK.TPl-2)端，即 輸入到電梯控制器的(CBCl)端，完成桉鈕登記。[0052]圖5說明了 MODBUS總線連接圖:在本實(shí)施例中，讀卡器主板通過其MODBUS接口 P2 連接7塊繼電器擴(kuò)展板，每塊繼電器控制板的地址編號(hào)為1、2、3、4、5、6、7.在MODBUS總線中除包括RS485A和RS485B之外還包括電源線DC24V和GND。[0053]附圖6、圖7、圖8給出了本實(shí)施例主要模塊的電氣原理圖。[0054]圖6表不本發(fā)明的主處理器和智能卡模塊的電氣原理圖。[0055]主處理器模塊主要包括ARM處理器Ul、智能卡U2。[0056]ARM處理器Ul是由ST公司生產(chǎn)的32位高性能ARM微控制器STM32F103RC，內(nèi)部含有FLASH存儲(chǔ)器512KB、SRAM存儲(chǔ)器32K、兩個(gè)全功能的串行通信口、JTAG編程口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等。[0057]本實(shí)施例選用的是PHILIPS公司生產(chǎn)的MIFARE I卡片和廣州周立功公司生產(chǎn)的 ZLG500A型讀寫卡模塊U1。讀寫卡模塊Ul直接與射頻天線ANTl連接，載波頻率13.56MHZ， 數(shù)據(jù)位編碼NRZ-L。[0058]圖7說明了光繼電器信號(hào)轉(zhuǎn)換的電氣原理圖。由于主處理器輸出的層控信號(hào)是串行，即圖中的STB、SDIN和SCLK，所以必須轉(zhuǎn)換成并行信號(hào)才能控制光繼電器。圖中的U3 (⑶4094)就是完成串行到并行信號(hào)的轉(zhuǎn)換。通過4片⑶4094轉(zhuǎn)換出32路并行信號(hào)，分別是:0L0 至 0L31.[0059]圖8說明了光繼電器信號(hào)輸出的電氣原理圖。圖7轉(zhuǎn)換出的并行信號(hào)OLO至0L31 作為本模塊的輸入信號(hào)來控制32路光繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)。本實(shí)施例中的OLO至0L31可以完成16層電梯按鈕的權(quán)限控制，其中OLO 0L2 0L4…0L28 0L30分別對(duì)應(yīng)I層、2層、3層… 15層、16層的選層按鈕的手動(dòng)登記功能，另外的OLl 0L3 0L5 -0L29 0L31分別對(duì)應(yīng)I層、 2層、3層…15層、16層的選層按鈕的自動(dòng)登記功能。比如說，如果0L4的值等于1，控制第 3層的手動(dòng)登記光繼電器觸點(diǎn)會(huì)使JP3-1和JP3-2接通；如果0L5的值等于1，控制第3層的自動(dòng)登記光繼電器觸點(diǎn)會(huì)使DC24V和JP3-1接通。·
【權(quán)利要求】
1.一種帶MODBUS接口的光繼電器電梯智能卡控制器，其特征是該電梯智能卡控制器 包括ARM7主處理器模塊、光繼電器輸出模塊、智能卡處理模塊、MODBUS接口和電源轉(zhuǎn)換器； ARM7主處理器模塊分別雙向連接智能卡處理模塊和MODBUS接口，ARM7主處理器模塊經(jīng)過 輸出數(shù)據(jù)線連接光繼電器輸出模塊，ARM7主處理器模塊連接電源轉(zhuǎn)換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶MODBUS接口的光繼電器電梯智能卡控制器，其特征是該電 梯智能卡控制器還包括計(jì)算機(jī)接口，該計(jì)算機(jī)接口雙向連接ARM主處理器模塊。
【文檔編號(hào)】B66B1/06GK203392647SQ201320481700
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】張德軍, 張德民 申請(qǐng)人:天津市英克瑞電子技術(shù)有限公司