一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)。本實用新型包括樓層控制器、內(nèi)呼讀卡器、外呼讀卡器、樓層采集器、轉(zhuǎn)換模塊以及管理主機，其特征在于還包括CAN總線；本實用新型不僅能夠滿足電梯門禁系統(tǒng)運行要求，實時響應(yīng)系統(tǒng)聯(lián)動控制事件，而且簡化了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，均衡了系統(tǒng)各組成單元的工作負荷，從而改善了以往系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜、管理主機工作負荷大的缺陷。
【專利說明】一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，市場上的電梯門禁系統(tǒng)大部分采用RS485接口的多層網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)。在該 系統(tǒng)中，通過嵌入式管理主機或者系統(tǒng)平臺PC管理主機來調(diào)度處理系統(tǒng)各組成單元的信 息交互，具體聯(lián)動過程如下：
[0003] 1)樓層采集器呼梯或選層聯(lián)動過程，樓層采集器采集到的呼梯或選層請求，首先 將請求信息傳送到管理主機，管理主機將呼梯和選層的控制信息傳送到外呼讀卡器（控制 呼梯）或樓層控制器（控制選層）；
[0004] 2)外呼讀卡器選層聯(lián)動過程，外呼讀卡器采集人員卡信息，校驗人員卡合法，并激 活呼梯按鈕，同時將所持該人員卡中所要到達的樓層信息傳送給管理主機，管理主機再將 樓層信息傳送到樓層控制器（控制選層）。
[0005] 由于所有聯(lián)動控制信息必須通過管理主機處理和轉(zhuǎn)發(fā)，在實際應(yīng)用中管理主機無 法實施的處理聯(lián)動控制信息，較易造成處理的延遲。另外，如果管理主機出現(xiàn)工作異常，整 個電梯門禁的聯(lián)動系統(tǒng)將無法工作，從而造成故障隱患。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控 制系統(tǒng)。
[0007] 本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0008] 本實用新型包括樓層控制器、內(nèi)呼讀卡器、外呼讀卡器、樓層采集器、轉(zhuǎn)換模塊以 及管理主機，其特征在于還包括CAN總線，所述樓層控制器、內(nèi)呼讀卡器、外呼讀卡器以及 樓層采集器的核心處理單元均采用集成有CAN通信接口的微處理器MCU，所述四個單元的 CAN通信接口分別通過其第一 CAN接口電路、第二CAN接口電路、第三CAN接口電路、第四 CAN接口電路與CAN總線雙向連接，所述第一 CAN接口電路、第二CAN接口電路、第三CAN接 口電路和第四CAN接口電路結(jié)構(gòu)相同，所述管理主機通過轉(zhuǎn)換模塊與CAN總線雙向連接；
[0009] 所述第一 CAN接口電路由隔離電路、CAN驅(qū)動電路以及CAN接口保護電路組成；
[0010] 所述隔離電路的輸入端與微處理器MCU的CAN通信接口雙向連接，所述隔離電路 的輸出端與CAN驅(qū)動電路的輸入端雙向連接，所述CAN驅(qū)動電路的輸出端與CAN接口保護 電路的輸入端雙向連接，所述CAN接口保護電路的輸出端與CAN總線相連接。
[0011] 所述微處理器MCU的型號為STM32F103RCT6。
[0012] 所述轉(zhuǎn)換模塊的型號為CAN-232。
[0013] 所述隔離電路由光電隔離芯片U1-U2及其外圍元件濾波電容C1-C2、濾波電容 C4-C5、電阻R1-R2以及電阻R4組成；
[0014] 所述光電隔離芯片U1和光電隔離芯片U2的型號均為HC060L,
[0015] 所述光電隔離芯片U1的2腳經(jīng)電阻R1接電源+3. 3V，光電隔離芯片U1的3腳接 微處理器MCU的PA12端，光電隔離芯片U1的7腳、8腳分別接電源+5V ;
[0016] 所述光電隔離芯片U2的2腳經(jīng)電阻R4接電源+5V，光電隔離芯片U2的6腳經(jīng)電 阻R2接電源+3. 3V，并且光電隔離芯片U2的6腳接接微處理器MCU的PA11端，所述光電隔 離芯片U2的7腳、8腳分別接電源+3. 3V ;
[0017] 所述CAN驅(qū)動電路由CAN驅(qū)動芯片U3及其外圍元件濾波電容C3、電阻R3、電阻R5 組成；
[0018] 所述CAN驅(qū)動芯片U3的型號為SN65HVD251，
[0019] 所述CAN驅(qū)動芯片U3的1腳經(jīng)電阻R3接電源+5V，CAN驅(qū)動芯片U3的1腳、2腳 分別接光電隔離芯片U1的6腳、5腳，CAN驅(qū)動芯片U3的3腳接電源+5V，CAN驅(qū)動芯片U3 的4腳接光電隔離芯片U2的3腳。
[0020] 所述CAN接口保護電路由共模電感L1、濾波電容C6-C7、瞬態(tài)抑制二極管D1-D2組 成，
[0021] 所述共模電感L1的型號為DLW43SH510XK2L，所述瞬態(tài)抑制二極管D1和瞬態(tài)抑制 二極管D2的型號均為P6KE6. 8CA，
[0022] 所述共模電感L1的1腳、3腳分別接CAN驅(qū)動芯片U3的7腳、6腳，所述共模電感 L1的2腳、4腳分別接CAN總線的通信端口 J1，所述瞬態(tài)抑制二極管D1串聯(lián)在共模電感L1 的2腳與地之間，所述瞬態(tài)抑制二極管D2串聯(lián)在共模電感L1的4腳與地之間。
[0023] 本實用新型的積極效果如下：
[0024] 本實用新型不僅能夠滿足電梯門禁系統(tǒng)運行要求，實時響應(yīng)系統(tǒng)聯(lián)動控制事件， 而且簡化了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，均衡了系統(tǒng)各組成單元的工作負荷，從而改善了以往系統(tǒng) 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜、管理主機工作負荷大的缺陷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 附圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0026] 附圖2為本實用新型CAN接口電路原理框圖。
[0027] 附圖3為本實用新型接口電路原理圖。

【具體實施方式】
[0028] 如附圖1-2所示，本實用新型包括樓層控制器1、內(nèi)呼讀卡器2、外呼讀卡器3、樓層 采集器4、轉(zhuǎn)換模塊5以及管理主機6,其特征在于還包括CAN總線7,所述樓層控制器1、內(nèi) 呼讀卡器2、外呼讀卡器3以及樓層采集器4的核心處理單元均采用集成有CAN通信接口的 微處理器MCU，所述四個單元的CAN通信接口分別通過其第一 CAN接口電路8、第二CAN接口 電路9、第三CAN接口電路10、第四CAN接口電路11與CAN總線7雙向連接，所述第一 CAN 接口電路8、第二CAN接口電路9、第三CAN接口電路10和第四CAN接口電路11結(jié)構(gòu)相同， 所述管理主機6通過轉(zhuǎn)換模塊5與CAN總線7雙向連接；
[0029] 所述第一 CAN接口電路8由隔離電路8-1、CAN驅(qū)動電路8-2以及CAN接口保護電 路8_3組成；
[0030] 所述隔離電路8-1的輸入端與微處理器MCU的CAN通信接口雙向連接，所述隔離 電路8-1的輸出端與CAN驅(qū)動電路8-2的輸入端雙向連接，所述CAN驅(qū)動電路8-2的輸出 端與CAN接口保護電路8-3的輸入端雙向連接，所述CAN接口保護電路8-3的輸出端與CAN 總線相連接。
[0031] 本實用新型電梯門禁聯(lián)動系統(tǒng)中，各組成單元核心處理單元（MCU)采用意法半導(dǎo) 體公司的STM32F103RCT6,該款MCU集成CAN通信接口（PA11，PA12)，并通過CAN驅(qū)動芯片 SN65HVD251作為總線連接接口，最多支持110個通信節(jié)點，滿足組成單元之間的通信要求。
[0032] 如附圖3所示，本實用新型所述隔離電路8-1由光電隔離芯片U1-U2及其外圍元 件濾波電容C1-C2、濾波電容C4-C5、電阻R1-R2以及電阻R4組成；
[0033] 所述光電隔離芯片U1和光電隔離芯片U2的型號均為HC060L,
[0034] 所述光電隔離芯片U1的2腳經(jīng)電阻R1接電源+3. 3V，光電隔離芯片U1的3腳接 微處理器MCU的PA12端，光電隔離芯片U1的7腳、8腳分別接電源+5V ;
[0035] 所述光電隔離芯片U2的2腳經(jīng)電阻R4接電源+5V，光電隔離芯片U2的6腳經(jīng)電 阻R2接電源3. 3V，并且光電隔離芯片U2的6腳接接微處理器MCU的PA11端，所述光電隔 離芯片U2的7腳、8腳分別接電源+3. 3V ;
[0036] 所述CAN驅(qū)動電路8-2由CAN驅(qū)動芯片U3及其外圍元件濾波電容C3、電阻R3、電 阻R5組成；
[0037] 所述CAN驅(qū)動芯片U3的型號為SN65HVD251，
[0038] 所述CAN驅(qū)動芯片U3的1腳經(jīng)電阻R3接電源+5V，CAN驅(qū)動芯片U3的1腳、2腳 分別接光電隔離芯片U1的6腳、5腳，CAN驅(qū)動芯片U3的3腳接電源+5V，CAN驅(qū)動芯片U3 的4腳接光電隔離芯片U2的3腳。
[0039] 所述CAN接口保護電路8-3由共模電感L1原保險絲、濾波電容C6-C7、瞬態(tài)抑制二 極管原TVS二極管D1-D2組成，
[0040] 所述共模電感L1的型號為DLW43SH510XK2L，所述瞬態(tài)抑制二極管D1和瞬態(tài)抑制 二極管D2的型號均為P6KE6. 8CA，
[0041] 所述共模電感L1的1腳、3腳分別接集成芯片U3的7腳、6腳，所述共模電感L1 的2腳、4腳分別接CAN總線7的通信端口 J1，所述瞬態(tài)抑制二極管D1串聯(lián)在共模電感L1 的2腳與地之間，所述瞬態(tài)抑制二極管D2串聯(lián)在共模電感L1的4腳與地之間。
[0042] 本實用新型接口電路的工作過程如下：
[0043] 當(dāng)向CAN總線7發(fā)送數(shù)據(jù)時，MCU (型號STM32F103RCT6)通過管腳PA12發(fā)送3. 3V 的信息序列脈沖，通過光電隔離U1轉(zhuǎn)換為5V的信息序列脈沖，進入CAN驅(qū)動芯片U3的1 管腳，經(jīng)過該芯片內(nèi)部的驅(qū)動轉(zhuǎn)換，由該芯片6, 7管腳將標(biāo)準(zhǔn)的CAN接口信息序列脈沖傳輸 至CAN總線7上。
[0044] 從CAN總線7接收數(shù)據(jù)時，由CAN驅(qū)動芯片U1的6, 7管腳采集到CAN信息數(shù)據(jù)， 通過該芯片的轉(zhuǎn)換電路，由管腳4輸出5V的信息序列脈沖，并由光電隔離芯片U2轉(zhuǎn)換為 3. 3V的信息序列脈沖，進入MCU管腳PA11。
[0045] 本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)，各組成單元通過 CAN接口統(tǒng)一連接到CAN總線網(wǎng)絡(luò)上。每個組成單元在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)擁有唯一的地址標(biāo)識，其地址 可以自行設(shè)置，存儲在各設(shè)備的EEPR0M(型號AT24C04)中。通過該地址訪問該組成單元并 與其交互信息。從而實現(xiàn)實時的、直接的信息交互目的。
[0046] 本實用新型聯(lián)動模式分為四種，具體如下：
[0047] 聯(lián)動控制模式一，外呼讀卡器3采集到有效卡片信息，操作提示，激活呼梯按鈕， 并且將選層控制信息傳至樓層控制器1，樓層控制器1激活選層按鈕；
[0048] 聯(lián)動控制模式二，內(nèi)呼讀卡器2采集到有效卡片信息，操作提示，將選層控制信息 傳至樓層控制器1，樓層控制器1激活選層按鈕；
[0049] 聯(lián)動控制模式三，樓層采集器4采集到訪客所要到達的樓層信息，將呼梯信息和 選層信息分別傳送至外呼讀卡器3和樓層控制器1，外呼讀卡器3激活呼梯按鈕，樓層控制 器1激活選層按鈕；
[0050] 聯(lián)動控制模式四，管理主機6遠程呼梯和選層操作，將呼梯信息和選層信息分別 傳送至外呼讀卡器3和樓層控制器1，外呼讀卡器3激活呼梯按鈕，樓層控制器1激活選層 按鈕。
[0051] 本實用新型基于現(xiàn)場CAN總線的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實時滿足系統(tǒng)各組成單元直接 進行信息交互。在系統(tǒng)運行中，任意節(jié)點組成單元的損壞都不會影響其它組成單元的相互 通信，減少了系統(tǒng)運行的故障風(fēng)險；并且該系統(tǒng)架構(gòu)扁平化設(shè)計，極大的簡化了系統(tǒng)現(xiàn)場實 施的工程復(fù)雜度。從而為用戶提供了高效可靠的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)，其包括樓層控制器（1)、內(nèi)呼讀卡 器（2)、外呼讀卡器（3)、樓層采集器（4)、轉(zhuǎn)換模塊（5)以及管理主機（6)，其特征在于還包 括CAN總線（7)，所述樓層控制器（1)、內(nèi)呼讀卡器（2)、外呼讀卡器（3)以及樓層采集器（4) 的核心處理單元均采用集成有CAN通信接口的微處理器MCU，所述四個單元的CAN通信接口 分別通過其第一 CAN接口電路（8)、第二CAN接口電路（9)、第三CAN接口電路（10)、第四 CAN接口電路（11)與CAN總線（7)雙向連接，所述第一 CAN接口電路（8)、第二CAN接口電 路（9)、第三CAN接口電路（10)和第四CAN接口電路（11)結(jié)構(gòu)相同，所述管理主機（6)通 過轉(zhuǎn)換模塊（5)與CAN總線雙向連接； 所述第一 CAN接口電路（8)由隔離電路（8-1)、CAN驅(qū)動電路（8-2)以及CAN接口保護 電路（8_3)組成； 所述隔離電路（8-1)的輸入端與微處理器MCU的CAN通信接口雙向連接，所述隔離電 路（8-1)的輸出端與CAN驅(qū)動電路（8-2)的輸入端雙向連接，所述CAN驅(qū)動電路（8-2)的 輸出端與CAN接口保護電路（8-3)的輸入端雙向連接，所述CAN接口保護電路（8-3)的輸 出端與CAN總線（7)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)，其特征在于 所述微處理器MCU的型號為STM32F103RCT6。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)，其特征在于 所述轉(zhuǎn)換模塊（5)的型號為CAN-232。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)，其特征在 于所述隔離電路（8-1)由光電隔離芯片U1-U2及其外圍元件濾波電容C1-C2、濾波電容 C4-C5、電阻R1-R2以及電阻R4組成； 所述光電隔離芯片U1和光電隔離芯片U2的型號均為HC060L， 所述光電隔離芯片U1的2腳經(jīng)電阻R1接電源+3. 3V，光電隔離芯片U1的3腳接微處 理器MCU的PA12端，光電隔離芯片U1的7腳、8腳分別接電源+5V ; 所述光電隔離芯片U2的2腳經(jīng)電阻R4接電源+5V，光電隔離芯片U2的6腳經(jīng)電阻R2 接電源+3. 3V，并且光電隔離芯片U2的6腳接接微處理器MCU的PA11端，所述光電隔離芯 片U2的7腳、8腳分別接電源+3. 3V。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)，其特征在于 所述CAN驅(qū)動電路（8-2)由CAN驅(qū)動芯片U3及其外圍元件濾波電容C3、電阻R3、電阻R5 組成； 所述CAN驅(qū)動芯片U3的型號為SN65HVD251， 所述CAN驅(qū)動芯片U3的1腳經(jīng)電阻R3接電源+5V，CAN驅(qū)動芯片U3的1腳、2腳分別 接光電隔離芯片U1的6腳、5腳，CAN驅(qū)動芯片U3的3腳接電源+5V，CAN驅(qū)動芯片U3的4 腳接光電隔離芯片U2的3腳。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電梯門禁聯(lián)動控制系統(tǒng)，其特征在于 所述CAN接口保護電路（8-3)由共模電感L1、濾波電容C6-C7、瞬態(tài)抑制二極管D1-D2組成， 所述共模電感L1的型號為DLW43SH510XK2L，所述瞬態(tài)抑制二極管D1和瞬態(tài)抑制二極 管D2的型號均為P6KE6. 8CA， 所述共模電感L1的1腳、3腳分別接CAN驅(qū)動芯片U3的7腳、6腳，所述共模電感L1 的2腳、4腳分別接CAN總線（7)的通信端口 J1，所述瞬態(tài)抑制二極管D1串聯(lián)在共模電感 L1的2腳與地之間，所述瞬態(tài)抑制二極管D2串聯(lián)在共模電感L1的4腳與地之間。
【文檔編號】B66B13/14GK203877710SQ201420280031
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】鄧悅恒, 劉立冬, 韓寶剛, 王宇寧 申請人:河北遠東通信系統(tǒng)工程有限公司