CN105093029A

CN105093029A - 一种密集型电磁锁状态检测系统

Info

Publication number: CN105093029A
Application number: CN201510534131.2A
Authority: CN
Inventors: 赵忠义
Original assignee: Individual
Current assignee: Shenzhen Yihaogui Technology Co Ltd
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2015-11-25

Abstract

一种密集型电磁锁状态检测系统，包括单片机、多个二极管及多个电磁锁；单片机包括多个第一GIPO接口及第二GIPO接口、多根第一导线及多根第二导线；第一导线的数量与第一GIPO接口的数量对应，每根第一导线一端与直流电源正极连接后再与对应一个第一GPIO接口相连；第二导线的数量与第二GIPO接口的数量对应，每根第二导线一端与直流电源负极连接后再与对应一个第二GPIO接口相连，每根第二导线与每根第一导线交叉连接；电磁锁的数量等于第一GPIO接口的数量与第二GPIO接口的数量之积；二极管的数量对应于电磁锁的数量；每根第一导线连接至对应第二GPIO接口数量的电磁锁的一端，每个电磁锁的另一端与对应一个二极管的正极连接，二极管的负极分别连接至对应一根第二导线。

Description

一种密集型电磁锁状态检测系统

技术领域

本发明涉及电磁锁领域，具体的，涉及一种密集型电磁锁状态检测系统。

背景技术

在应用密集型电磁锁的场合，如样品分发柜，通常包括矩阵分布的多个柜体单元，每个柜体单元对应设置一个电磁锁，当执行开锁操作后，为了获知电磁锁开锁结果，常常需要对开锁后电磁锁的状态进行检测：上电时，通过单片机控制程序给这个GPIO（GeneralPurposeInputOutput，通用接口）脚输出一段时延的电平脉冲（即供电），利用电磁锁内部的传感器将电磁锁的状态脚信号转换为高低电平之后再返回给单片机，完成锁的状态检测。如图1所示，用单片机的状态检测IO脚检测电磁锁的状态脚。传统的设计方法是用单片机的一个GPIO脚读取一把电磁锁的状态，但这一方法用于集中了数量庞大的电磁锁设备时，电子设计时连线变得较为复杂，系统成本变得较高且不可靠.同时，用于控制的单片机GPIO引脚资源也不够用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种设计简单可以充分利用单片机引脚并增加电磁锁状态检测电路，以提高使用密集型电磁锁的检测的可靠性的密集型电磁锁状态检测系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：包括单片机、多个二极管及多个电磁锁；所述单片机包括多个第一GIPO接口及多个第二GIPO接口、多根第一导线及多根第二导线；所述第一导线的数量与所述第一GIPO接口的数量对应，每根第一导线一端与第一直流电源正极连接后再与对应一个第一GPIO接口相连，经该对应的一个第一GPIO接口提供信号，每根第一导线的另一端与一个接线器连接；所述第二导线的数量与所述第二GIPO接口的数量对应，每根第二导线一端与第二直流电源负极连接后再与对应一个第二GPIO接口相连，经该对应的一个第二GPIO接口提供信号，每根第二导线的另一端与一个接线器连接，所述每根第二导线与所述每根第一导线交叉连接；所述电磁锁的数量等于所述第一GPIO接口的数量与第二GPIO接口的数量之积；所述二极管的数量对应于电磁锁的数量；每根第一导线电连接至对应第二GPIO接口数量的电磁锁的一端，每个电磁锁的另一端与对应一个二极管的正极连接，再由二极管的负极分别连接至对应一根第二导线；通过所述单片机向对应一根第一导线及对应一根第二导线提供信号，逐个检测电磁锁的状态。

本发明的有益效果是：采用第一连接导线与第二连接导线互相交叉呈横竖型密集型布局，相对于传统的密集电磁锁状态检测电路中单一的GPIO接口检测相应的一个电磁锁状态方式，降低了连线的复杂程度，很好地降低了系统成本。

附图说明

图1是表示传统的电磁锁状态检测示意图。

图2是本发明密集型电磁锁状态检测系统一具体实施方式的电路示意图。

图3是本发明密集型电磁锁状态检测系统另一具体实施方式的电路示意图。

具体实施方式

请参阅图2本发明提供的一种密集型电磁锁状态检测系统100，所述密集型电磁锁状态检测系统100可以应用于样品分发柜或物品寄存柜，通常样品分发柜或物品寄存柜包括矩阵分布的多个柜体单元，每个柜体单元对应设置一个电磁锁。因此，多个电磁锁可以是呈矩阵排布。

所述密集型电磁锁状态检测系统10包括单片机1、多个二极管2及多个电磁锁3。

所述单片机1包括多个第一GIPO接口及多个第二GIPO接口，例如第一GIPO接口的数量为M（M为自然数），第二GIPO接口的数量为N（N为自然数）。

所述密集型电磁锁状态检测系统10还包括多根第一导线4及多根第二导线5。所述第一导线4的数量与所述第一GIPO接口的数量对应，例如也为M，每根第一导线4一端与第一直流电源正极连接后再与对应一个第一GPIO接口相连，经该对应的一个第一GPIO接口提供信号，每根第一导线的另一端与一个接线器相连（在一个具体实施方式中，每个第一导线的另一端与一个8PIN（即8个针脚），8PIN间的间距为5.08mm的接线器相连）。

所述第二导线5的数量与所述第二GIPO接口的数量对应，例如也为N，每根第二导线4一端与第二直流电源负极连接后再与对应一个第二GPIO接口相连，经该对应的一个第二GPIO接口提供信号，每根第二导线5的另一端与一个接线器相连（在一个具体实施方式中，每个第二导线的另一端与一个10PIN（即10个针脚），10PIN间的间距为5.08mm的接线器相连）。所述每根第二导线5与所述每根第一导线4交叉连接。

所述电磁锁3的数量等于所述第一GPIO接口的数量与第二GPIO接口的数量之积，例如M*N。所述二极管的数量对应于电磁锁3的数量，即也为M*N。每根第一导线4电连接至N个电磁锁3的一端，每个电磁锁3的另一端与对应一个二极管2的正极连接，然后由二极管的负极分别连接至对应一根第二导线5。

如此通过单片机向对应一根第一导线4及对应一根第二导线5提供控制信号，可以逐个检测电磁锁的状态。

在一具体实施例中，如附图2所示，具体的所述第一导线4为横连接导线，第二导线5为纵连接导线。横连接导线与纵连接导线呈密集型布局。在由横连接导线、纵连接导线、电磁锁3及二极管2构成的支路中，对应一个电磁锁及对应一个二极管处于横连接导线与纵连接导线的交叉处，即电磁锁与对应的二极管呈矩阵分布，与横连接导线及纵连接导线均有相连，通过程序对横、纵连接导线进行高低电平控制（即由横、纵连接导线提供信号），控制该导电支路的连接或者断开，从而实现电磁锁的状态读取。

在每一横排，如图标注LOCK_STA1~LOCK_STA8，这8根第一导线4的一端在与3.3V的直流电源正极相连后，再与单片机的8个第一GPIO接口相连，经相应的第一GPIO接口进行控制（如R_GPIO1~R_GPIO8），另外一端与一个8PIN，间距为5.08mm的接线器相连。

在每一纵排，如图标注LOCK_K_EN1~LOCK_K_EN10，这10根第二导线5的一端与3.3V的直流电源负极相连后，再与单片机的10个第二GPIO接口相连，经相应的第二GPIO接口进行控制（如L_GPIO1~L_GPIO10），另外一端与一个10PIN，间距为5.08mm的接线器相连。

由附图可知，横连接导线与纵连接导线互相交叉呈横竖型密集型布局。在横竖交叉位置处，横连接导线与纵连接导线通过二极管与电磁锁构成的串联部件连接。

工作原理：当要实现特定位置的电磁锁的状态检测时，只需程序给该电磁锁对应的横连接导线的R_GPIOX（这里的X表示1,2，..8下同）提供一段时间的高电平（如3.3V）时，LOCK_STAX获得3.3V电压，同时，程序给该电磁锁对应的纵连接导线的L_GPIOY(这里的Y表示1,2，..10下同)提供一段时间的高电平（如3.3V）。如此该横连接导线、纵连接导线、电磁锁和二极管的电路构成一条有3.3V电压的导电支路，单片机的对电磁锁的状态信号进行采集，之后，程序将该R_GPIOX电平拉低，从而切断3.3V电源，再将该L_GPIOY电平拉低，从而断开此通路，防止时间过长的电流将电磁锁烧坏。实现特定位置的电磁锁状态的智能读取。以上直流电源电压为3.3V直流电压。

对于每个电磁锁3串联一个二极管2的必要性说明：如果电磁锁3上无二极管2与之串联，则电路会将第一排的电磁锁都执行状态检测动作。原因如下：例如，当对第一横排LOCK_DR1和第一竖排LOCK_K_EN1提供高电平时延时，不仅第一排的第一个电磁锁形成了导电支路，第一排的其它电磁锁都将形成导电支路，因此这一排的电磁锁都会进行状态的检测读取。

利用二级管3的单向导电性可以很好的解决这一问题,连接上二极管3后上例中将仅有第一排第一个电磁锁构成导通支路，使得系统能够准确的实现电磁锁状态检测。

本发明具有以下有效果：1，采用横连接导线与列连接导线互相交叉呈横竖型密集型布局，相对于传统的密集电磁锁状态检测电路中单一的GPIO接口检测相应的一个电磁锁状态方式，降低了连线的复杂程度，很好地降低了系统成本；2，节省了单片机的IO脚资源。如图2所示，通过横向R_GPIO1~R_GPIO8的8个第一GPIO接口和纵向的L_GPIO1~L_GPIO1010个第二GPIO接口，总共18个IO接口通过该电路实现了对80个电磁锁的状态检测。如果采用单一的GPIO口控制相应的一个电磁锁方式，则需要的IO脚为80个。因此，节省了单片机的IO脚资源。3，每一把电磁锁的状态检测均需要同时将该电磁锁所在的纵控制线和横向控制线的第一及第二GPIO接口都处于高电平状态下，相对于单一的GPIO口控制相应的一个电磁锁方式，降低了一个GPIO脚短路就会导致电磁锁状态检测不到的风险，系统可靠性得到了大幅提高。

如图3所示，横排的LOCK_STA1~LOCK_STA8位置与纵排的LOCK_K_EN1~LOCK_K_EN10互换，LOCK_K_EN1~LOCK_K_EN10接入3.3v直流电压（直流电压正极），再与单片机的第一GPIO接口相连，LOCK_STA1~LOCK_STA8与3.3v直流电压（直流电压负极）相连，再与单片机的第二GPIO接口相连。由图3可知，10根横连接导线与8根纵连接导线横竖交叉构成8*10个交叉点，即可以最多连接N*M个电磁锁，实现80个电磁锁检测。本实施例仍能实现同图2所示功密集型电磁锁的状态检测。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：包括单片机、多个二极管及多个电磁锁；所述单片机包括多个第一GIPO接口及多个第二GIPO接口、多根第一导线及多根第二导线；所述第一导线的数量与所述第一GIPO接口的数量对应，每根第一导线一端与第一直流电源正极连接后再与对应一个第一GPIO接口相连，经该对应的一个第一GPIO接口提供信号，每根第一导线的另一端与一个接线器相连；所述第二导线的数量与所述第二GIPO接口的数量对应，每根第二导线一端与第二直流电源负极连接后再与对应一个第二GPIO接口相连，经该对应的一个第二GPIO接口提供信号，每根第二导线的另一端与一个接线器相连；所述每根第二导线与所述每根第一导线交叉连接；所述电磁锁的数量等于所述第一GPIO接口的数量与第二GPIO接口的数量之积；所述二极管的数量对应于电磁锁的数量；每根第一导线电连接至对应第二GPIO接口数量的电磁锁的一端，每个电磁锁的另一端与对应一个二极管的正极连接，再由二极管的负极分别连接至对应一根第二导线；通过所述单片机向对应一根第一导线及对应一根第二导线提供信号，逐个检测电磁锁的状态。

2.如权利要求1所述的密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：所述第一GPIO接口数量为M，M为自然数；所述第一GPIO接口数量为M，M为自然数；所述电磁锁与二极管的数量均为M*N。

3.如权利要求2所述的密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：M为8，N为10。

4.如权利要求2所述的密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：M为10，N为8。

5.如权利要求3所述的密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：每个第一导线的另一端与一个8PIN，间距为5.08mm的接线器相连；每个第二导线的另一端与一个10PIN，间距为5.08mm的接线器相连。

6.如权利要求1所述的密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：所述直流电源电压均为直流电压。

7.如权利要求6所述的密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：所述直流电压为3.3V。

8.如权利要求1所述的密集型电磁锁状态检测系统，其特征在于：所述第一连接导线为横连接导线，所述第二连接导线为纵连接导线；所述电磁锁与对应串联的二极管呈矩阵分布。