一种人员通道主从控制电路

摘要

本发明提供一种人员通道主从控制电路，包括两个通道控制器，通过拨码开关设定为主控制器模式或从控制器模式，每个通道控制器包括中央处理器，用于通道控制系统的信息处理；主从通讯模块，用于主从通道控制器的控制电路板之间的通讯；红外点检测模块，用于检测人员通道内部的人员流动情况；串口通讯模块，用于电路板调试以及与上位机通讯；CAN通讯模块，用于连接机芯控制器以驱动门翼动作；输入输出模块，用于控制通道内部各种状态指示灯和接收各种外部开关信号，并向外输出系统状态信息。采用主从控制模式，只需要一根网线即可完成内部接线，实现了人员通道内部接线的简化，给项目的实施、维护以及后期扩展带来了极大的便利。

权利要求

1.一种人员通道主从控制电路，其特征在于：包括两个通道控制器，通过拨码开关设定通道控制器为主控制器模式或从控制器模式，且所述两个通道控制器中有一个设定为主控制器模式为主通道控制器，另一个设定为从控制器模式为从通道控制器，每个所述通道控制器包括中央处理器，用于通道控制系统的信息处理；

主从通讯模块，用于主通道控制器和从通道控制器的控制电路板之间的通讯，且数据同步；

红外点检测模块，用于检测人员通道内部的人员流动情况；

串口通讯模块，用于通道控制器的控制电路板调试以及与上位机通讯；

网络通讯模块，用于TCP/IP通讯；

CAN通讯模块，用于连接机芯控制器，以控制电机驱动门翼动作；

输入输出模块，用于控制通道内部各种状态指示灯、声光报警装置、接收各种外部开关信号，并向外输出系统状态信息。

2.如权利要求1所述的人员通道主从控制电路，其特征在于：所述主从通讯模块包括网线，所述网线一端插入主通道控制器的主端端口JX1，另一端插入从通道控制器的从端端口JX2，所述网线用于传输红外发射信息和CAN通讯信息；主通道控制器的红外发射信息通过网线发送至从通道控制器，由从通道控制器输出的红外发射信息经过光耦隔离输出，驱动红外发射板发射红外检测信号。

3.如权利要求2所述的人员通道主从控制电路，其特征在于：所述网线为8P网线，所述

8P网线连接至主端端口JX1的信号包括CAN通讯信号端CAN0L和CAN0H，主通道控制器电源信号端VDD5V和GNDD，红外发射信息信号端A0+、A1+和A2+，其中，CAN0L和CAN0H通过CAN收发芯片连接至主通道控制器的中央处理器CPU；

所述8P网线连接至从端端口JX2的信号包括CAN通讯信号端CAN0L和CAN0H，从通道控制器电源信号端VCC_IN和GND_IN，红外发射信息信号端A0-、A1-和A2-，其中，CAN0L和CAN0H通过CAN收发芯片连接至从通道控制器的中央处理器CPU；

主通道控制器信号端VDD5V、GNDD、A0+、A1+和A2+经过网线后到达从通道控制器，且分别与从通道控制器信号端VCC_IN、GND_IN、A0-、A1-和A2-对应，信号端A0-、A1-和A2-分别依次经过排阻RP16、光耦隔离电路OP1、OP2和OP3后转化为红外发射信号E00-、E01-和E02-；

主通道控制器电源信号端VDD5V和GNDD与从通道控制器电源信号端VCC_IN和GND_IN之间采用光耦隔离电路OP1、OP2和OP3进行隔离。

4.如权利要求1所述的人员通道主从控制电路，其特征在于：所述红外点检测模块包括设置在通道控制器上的红外接收端口和红外发射端口，且所述主通道控制器的红外接收端口有效，所述从通道控制器的红外发射端口有效；

所述红外接收端口用于采集红外发射端口的红外点信息发送至主通道控制器的中央处理器CPU，并由CPU进行分析处理，判断人员流动情况；所述红外发射端口用于发射红外检测信号。

5.如权利要求1所述的人员通道主从控制电路，其特征在于：所述串口通讯模块包括一个电路板调试串口和两个上位机通讯串口，三个串口集成到一个端口上面。

6.如权利要求1所述的人员通道主从控制电路，其特征在于：所述输入输出模块包括15路输出和8路输入，且所述输入和输出全部与中央处理器CPU隔离，其中，2路输入和2路输出给门禁使用，且门禁的2路输出为继电器输出。

说明书

一种人员通道主从控制电路

技术领域

[0001] 本发明涉及安防闸机控制技术领域，特别是涉及一种人员通道主从控制电路。

背景技术

[0002] 人员通道，又称通道闸，用于管理人流并规范行人出入，主要应用于高铁、地铁闸机系统、收费检票闸机系统、出入境管理系统、景区、工业园区等人流量比较大的地方。

[0003] 现有技术中，一个人员通道是由一个通道控制器实现控制，用户扩展功能时，比如双向授权通行，指示灯扩展，授权信号扩展，就需要增加电源线缆、通讯线缆和输入输出线缆，这些对现场施工带来很大不便，尤其是前期已经施工完成的项目，功能扩展就非常麻烦。

[0004] 因此，为了满足用户需求，给使用者带来便利，现有技术需要改进。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中扩展功能的不足，本发明提供一种人员通道主从控制电路。

[0006] 本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种人员通道主从控制电路，包括两个通道控制器，通过拨码开关设定通道控制器为主控制器模式或从控制器模式，且所述两个通道控制器中有一个设定为主控制器模式为主通道控制器，另一个设定为从控制器模式为从通道控制器，每个所述通道控制器包括中央处理器，用于通道控制系统的信息处理；

[0007] 主从通讯模块，用于主通道控制器和从通道控制器的控制电路板之间的通讯，且数据同步；

[0008] 红外点检测模块，用于检测人员通道内部的人员流动情况；

[0009] 串口通讯模块，用于通道控制器的控制电路板调试以及与上位机通讯；

[0010] 网络通讯模块，用于TCP/IP通讯；

[0011] CAN通讯模块，用于连接机芯控制器，以控制电机驱动门翼动作；

[0012] 输入输出模块，用于控制通道内部各种状态指示灯、声光报警装置、接收各种外部开关信号，并向外输出系统状态信息。

[0013] 进一步，为了减少内部连接时的线缆数量，所述主从通讯模块在硬件上采用8P网线连接主通道控制器和从通道控制器，所述网线一端插入主通道控制器的主端端口JX1，另一端插入从通道控制器的从端端口JX2，所述网线用于传输红外发射信息和CAN通讯信息；主通道控制器的红外发射信息通过网线发送至从通道控制器，由从通道控制器输出的红外发射信息经过光耦隔离输出，驱动红外发射板发射红外检测信号。

[0014] 具体的，所述8P网线连接至主端端口JX1的信号包括CAN通讯信号端CAN0L和CAN0H，主通道控制器电源信号端VDD5V和GNDD，红外发射信息信号端A0+、A1+和A2+，其中，CAN0L和CAN0H通过CAN收发芯片连接至主通道控制器的中央处理器CPU；

[0015] 所述8P网线连接至从端端口JX2的信号包括CAN通讯信号端CAN0L和CAN0H，从通道控制器电源信号端VCC_IN和GND_IN，红外发射信息信号端A0-、A1-和A2-，其中，CAN0L和CAN0H连接至从通道控制器的中央处理器CPU；

[0016] 主通道控制器信号端VDD5V、GNDD、A0+、A1+和A2+经过网线后到达从通道控制器，且分别与从通道控制器信号端VCC_IN、GND_IN、A0-、A1-和A2-对应，信号端A0-、A1-和A2-分别依次经过排阻RP16、光耦隔离电路OP1、OP2和OP3后转化为红外发射信号E00-、E01-和E02-；

[0017] 主通道控制器电源信号端VDD5V和GNDD与从通道控制器电源信号端VCC_IN和GND_IN之间采用光耦隔离电路OP1、OP2和OP3进行隔离。

[0018] 进一步，所述红外点检测模块包括设置在通道控制器上的红外接收端口和红外发射端口，且所述主通道控制器的红外接收端口有效，所述从通道控制器的红外发射端口有效；

[0019] 所述红外接收端口用于采集红外发射端口的红外点信息发送至主通道控制器的中央处理器CPU，并由CPU进行分析处理，判断人员流动情况；所述红外发射端口用于发射红外检测信号。

[0020] 进一步，所述串口通讯模块包括一个电路板调试串口和两个上位机通讯串口，三个串口集成到一个端口上面。

[0021] 具体的，所述输入输出模块包括15路输出和8路输入，且所述输入和输出全部与中央处理器CPU隔离，其中，9路输出为常规使用，另外的两组2路输入2路输出和一组2路输入为预留使用，还有2路输入和2路输出给门禁使用，且门禁的2路输出为继电器输出。输出信号控制继电器再输出，继电器输出是不带电的，输出的是不带电的开关量信号。主通道控制器还连接LCD触摸屏。

[0022] 工作原理：

[0023] 在同一个人员通道内安装本发明的主从控制电路，主通道控制器和从通道控制器采用8P网线连接。

[0024] 启动后，主通道控制器一方面输出红外发射信息，并通过网线发送至从通道控制器，由从通道控制器输出的红外发射信息经过光耦隔离输出，驱动红外发射板的红外发射端口发射红外检测信号；同时，主通道控制器的红外接收端口有效，接收红外发射端口发射的红外检测信号；当红外接收端口能够接收到红外检测信号时，说明没有人员通过通道，当红外接收端口不能接收到红外检测信号时，说明有人员通过通道，红外接收端口将检测到的上述信息发送至主通道控制的中央处理器CPU，从而判断主通道控制器的红外接收端口采集的红外点信息，以判断行人所在通道位置，以及通道内人员流通情况。

[0025] 另外，从通道控制器的网络通讯模块、CAN通讯模块和输入输出模块的信息都通过网线上的CAN通信线缆传递给主通道控制器。

[0026] 正常安装时，在整个人员通道内沿通道的长度方向安装多对红外接收端口和红外发射端口，以便实时获取人员在通道内的位置，并且红外接收端口和红外发射端口可以为一层也可以按高低安装多层。

[0027] 本发明的有益效果是：本发明提供的一种人员通道主从控制电路，采用可切换的主从控制模式，只需要一根网线即可完成内部接线，实现了人员通道内部接线的简化，给项目的实施、维护以及后期扩展带来了极大的便利。

附图说明

[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0029] 图1是本发明主从控制电路的结构示意图；

[0030] 图2是本发明主从控制电路外扩功能框图；

[0031] 图3是本发明主从控制电路的主从通讯模块电路原理图；

[0032] 图4是本发明主从控制电路的红外点检测电路原理图；

[0033] 图5是本发明主从控制电路的串口通讯模块电路原理图；

[0034] 图6是本发明主从控制电路的输入输出模块电路原理图。

具体实施方式

[0035] 现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

[0036] 如图1-图6所示，本发明的一种人员通道主从控制电路，包括两个通道控制器，通过拨码开关设定通道控制器为主控制器模式或从控制器模式，且所述两个通道控制器中有一个设定为主控制器模式为主通道控制器，另一个设定为从控制器模式为从通道控制器，拨码开关用于选择电路板为哪种控制模式。每个所述通道控制器包括中央处理器CPU、主从通讯模块、红外点检测模块、串口通讯模块、网络通讯模块、CAN通讯模块和输入输出模块。

[0037] 中央处理器CPU，用于通道控制系统的信息处理；中央处理器CPU采用型号为LPC2387的ARM7芯片；网络通讯模块，用于TCP/IP通讯；CAN通讯模块，用于连接机芯控制器用来控制电机驱动门翼动作；

[0038] 主从通讯模块，用于主通道控制器和从通道控制器的控制电路板之间的通讯，且数据同步；所述主从通讯模块在硬件上采用8P网线连接主通道控制器和从通道控制器，红外发射光幕接从通道控制器，红外接收光幕接主通道控制器，LCD触摸屏接主通道控制器用于调试功能；其他部分主从电路板接的外部模块都是一样的。

[0039] 如图3所示，所述网线一端插入主通道控制器的主端端口JX1，另一端插入从通道控制器的从端端口JX2，所述网线用于传输红外发射信息和CAN通讯信息；主通道控制器的红外发射信息通过网线发送至从通道控制器，由从通道控制器输出的红外发射信息经过光耦隔离输出，驱动红外发射板发射红外检测信号。

[0040] 所述8P网线连接至主端端口JX1的信号包括CAN通讯信号端CAN0L和CAN0H，主通道控制器电源信号端VDD5V和GNDD，红外发射信息信号端A0+、A1+和A2+，其中，CAN0L和CAN0H通过CAN收发芯片连接至主通道控制器的中央处理器CPU；

[0041] 所述8P网线连接至从端端口JX2的信号包括CAN通讯信号端CAN0L和CAN0H，从通道控制器电源信号端VCC_IN和GND_IN，红外发射信息信号端A0-、A1-和A2-，其中，CAN0L和CAN0H连接至从通道控制器的中央处理器CPU；

[0042] 主通道控制器信号端VDD5V、GNDD、A0+、A1+和A2+经过网线后到达从通道控制器，且分别与从通道控制器信号端VCC_IN、GND_IN、A0-、A1-和A2-对应，信号端A0-、A1-和A2-分别依次经过排阻RP16、光耦隔离电路OP1、OP2和OP3后转化为红外发射信号E00-、E01-和E02-；

[0043] 主通道控制器电源信号端VDD5V和GNDD与从通道控制器电源信号端VCC_IN和GND_IN之间采用光耦隔离电路OP1、OP2和OP3进行隔离。

[0044] 三个光耦采用型号为TLP2362的芯片，光耦输入端的电源与VCC_IN和GND_IN连接，光耦输出端电源与VDD5V和GNDD连接，且输出的信号E00-、E01-和E02-分别经过上拉电阻R19、R18和R17连接至VDD5V。

[0045] 如图4所示，红外点检测模块，用于检测人员通道内部的人员流动情况；所述红外点检测模块包括设置在通道控制器上的红外接收端口和红外发射端口，且所述主通道控制器的红外接收端口有效，所述从通道控制器的红外发射端口有效；所述红外接收端口用于采集红外发射端口的红外点信息发送至主通道控制器的中央处理器CPU，并由CPU进行分析处理，判断人员流动情况；所述红外发射端口用于发射红外检测信号。通过软件使发射地址和接收地址同步，实现数据的同步。

[0046] 端子J4为红外接收端口，接收的红外信号经过输入端RU2、RU3、RU4和RU5输入，然后依次经过上拉电阻阻排RP12、总线收发器U12和阻排RP11进入主通道控制器CPU的输入引脚P1_26、P1_27、P1_28和P1_29，由主通道控制器分析判断人员通道内部的人员流动情况，并输出信号通过状态指示灯、声光报警装置进行指示，同时，控制门翼动作。

[0047] 主通道控制器的CPU输出引脚P1_19、P1_20和P1_21输出红外发射信息依次经过排阻RP15和总线收发器U14后输出红外发射信息至主从通讯模块的红外发射信息信号端A0+、A1+和A2+，然后经过主从通讯模块之后到达从通道控制器，红外发射信息转化为红外发射信号E00-、E01-和E02-，再经过总线收发器U15转为红外发射信号通过端子J7接红外发射板。另外PWM调制信号PULSE由从通道控制器电路板的CPU经过U15转为红外脉冲调整信号经过端子J7连接至红外发射板。

[0048] 总线收发器U12、U14和U15均采用型号为SN74HC245的八路总线收发器，用于数据总线之间的异步双向通信，简化电路设计。

[0049] 如图5所示，串口通讯模块，用于通道控制器的控制电路板调试以及与上位机通讯；所述串口通讯模块包括一个电路板调试串口和两个上位机通讯串口，三个串口集成到一个端口上面。3路串口UART信号从CPU出来经过串口转换芯片U5和U6转变为标准串口信号通过端子J2一个DB9接口对外三路串口信号，节约了电路板空间。本实施例中串口转换芯片U5和U6均采用型号为SP3232EEN的芯片。

[0050] 如图2所示，输入输出模块，用于控制通道内部各种状态指示灯、声光报警装置、接收各种外部开关信号，并向外输出系统状态信息。

[0051] 所述输入输出模块包括15路输出和8路输入，且所述输入和输出全部与中央处理器CPU隔离，其中，9路输出为常规使用，分别接通道指示灯1、通道指示灯2、通道指示灯、报警器、蜂鸣器等，一般的通道状态指示，刷卡指示，增强视觉效果，根据不同客户的需求，接不同的指示灯；还有2路输入和2路输出为门禁控制给门禁使用，接门禁控制器，用于给通道授权开门关门，且门禁的2路输出为继电器输出；另外还预留两组2路输入2路输出和一组2路输入；网络端口预留给网络设备使用，比如工控机；串口通讯端口预留给串口设备使用，例如二维码扫描仪，身份证阅读器等。

[0052] 如图6所示，以4路输出和2路输入说明输入输出模块的电路连接，其他输入输出的连接方式与之类似或相同。其中，2路输出为普通输出，2路输出为继电器输出。中央处理器CPU的输出信号引脚P0_09、P2_02、P2_03和P2_04经过排阻RP28，光耦OP19，OP20，OP21，OP22，排阻RP27，RP34，再到MOSFET Q13，Q14，Q15，Q16驱动输出，其中，Q13和Q14输出DSPSO和DSPSC，Q15和Q16的输出再分别驱动继电器LS1和LS2输出R1NO和R2NO；其中，输入信号DSPO0经过电阻R27、光耦OP23隔离之后由信号引脚P0_08进入CPU，输入信号DSPO1经过电阻R28，光耦OP24隔离之后由信号引脚P0_07进入CPU。MOSFET管Q13，Q14，Q15，Q16采用型号为IRLML0040TRPbF的芯片，光耦OP23和OP24采用型号为EL3H7D的芯片。

[0053] 工作原理：

[0054] 在同一个人员通道内安装本发明的主从控制电路，主通道控制器和从通道控制器采用8P网线连接。

[0055] 启动后，主通道控制器一方面输出红外发射信息，并通过网线发送至从通道控制器，由从通道控制器输出的红外发射信息经过光耦隔离输出，驱动红外发射板的红外发射端口发射红外检测信号；同时，主通道控制器的红外接收端口有效，接收红外发射端口发射的红外检测信号；当红外接收端口能够接收到红外检测信号时，说明没有人员通过通道，当红外接收端口不能接收到红外检测信号时，说明有人员通过通道，红外接收端口将检测到的上述信息发送至主通道控制的中央处理器CPU，从而判断主通道控制器的红外接收端口采集的红外点信息，以判断行人所在通道位置，以及通道内人员流通情况。

[0056] 另外，从通道控制器的网络通讯模块、CAN通讯模块和输入输出模块的信息都通过网线上的CAN通信线缆传递给主通道控制器。

[0057] 正常安装时，在整个人员通道内沿通道的长度方向安装多对红外接收端口和红外发射端口，以便实时获取人员在通道内的位置，并且红外接收端口和红外发射端口可以为一层也可以按高低安装多层。

[0058] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。