CN105405193A - 智能车位锁控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能车位锁控制系统，包括车位锁低功耗蓝牙部件，车位锁MCU，车位控制电路，电源控制电路和低压车位锁电机。其中，车位锁低功耗蓝牙部件用于发送和接收信号；车位锁MCU用于控制车位锁低功耗蓝牙部件进行发送和接收数据和命令；车位控制电路用于接收来自车位锁MCU的命令，响应于来自车位锁MCU的命令，控制低压车位锁电机的运动；低压车位锁电机在车位控制电路的控制下驱动车位锁以使车位锁开启或者锁定；电源控制电路，用于将来自直流电源的输出电压转换为适用于车位锁MCU和车位控制电路的第一低电压。由于采用了低压车位锁电机来驱动车位锁，因而低功耗，并且由于配备太阳能电池，因而可以实现自供能。

Description

智能车位锁控制系统
技术领域
本发明涉及车位锁控制技术，特别涉及指一种智能车位锁控制系统。
背景技术
在手动车锁的基础上，近年来出现了一些遥控车锁。此类产品大致可分为如下三类：1)基于NORDIC公司nRF24系列无线射频芯片的遥控方案。利用专用物理遥控器向车位锁发送开闭信号，控制车位锁升降。该系统的缺点是，只能完成无线串口的简单功能，加密效果差，功耗较大，且需要独立设备，无法与手机进行直接通讯；2)基于WiFi的遥控方案。车位锁内置基于WiFi模块的控制电路，允许用户在内置WiFi的移动设备上点击按钮，控制车位锁升降。如专利CN204001911U提到的车位锁遥控解决方案。此类车位锁的优点是网络覆盖面积大，方便导航手机等移动设备均自带WiFi，无须增加其他设备。缺点是整体系统能耗大，芯片成本高；3)基于2G、3G或4G等手机通讯技术的遥控方案，如专利CN203961400U所述。此类产品的优点是直接接入广域网，能够实现随时随地的连接遥控。缺点是能耗极高，通信芯片及模组成本极高，后续使用过程中还需要向移动运营商持续支付网络流量费用，因此实用性不高。
综上所述，目前的智能车位锁产品均存在实用性差、能耗高、需频繁更换电池、使用率低等问题。
发明内容
本发明提供了一种智能车位锁控制系统，其特征在于包括车位锁低功耗蓝牙部件，车位锁MCU，车位控制电路，电源控制电路和低压车位锁电机，其中，
所述车位锁低功耗蓝牙部件用于发送和接收信号；
所述车位锁MCU用于控制车位锁低功耗蓝牙部件进行发送和接收数据和命令；
所述车位控制电路用于接收来自车位锁MCU的命令，响应于来自车位锁MCU的命令，控制所述低压车位锁电机的运动；
所述低压车位锁电机在车位控制电路的控制下驱动车位锁以使车位锁开启或者锁定；
电源控制电路，用于将来自直流电源的输出电压转换为适用于车位锁MCU和车位控制电路的第一低电压。
较佳地，所述直流电源由太阳能电池和充电电池组组成；所述直流电源的电压为12V。
较佳地，所述适用于车位锁MCU和车位控制电路的第一低电压为3V。
其中，所述车位控制电路包括具有相同电路结构的第一驱动电路和第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路使得低压车位锁电机向相反方向旋转：
第一驱动电路包括第一晶体三极管Q1，第二晶体三极管Q3，第三晶体三极管Q5，第一分压电阻R3和第一电阻R7；第一晶体三极管的集电极连接到所述第一低电压，发射极连接到所述车位锁电机的第二输入端和第三晶体三极管的发射极，基极连接到第三晶体三极管的基极，并连接到第一分压电阻与第二晶体三极管的集电极连接的第二端；第一分压电阻的第一端连接到第一低电压；第二晶体三极管的基极经第一电阻R7连接到所述所述车位锁MCU以接收来自车位锁MCU的控制信号；
第二晶体三极管的发射极和第三晶体三极管的集电极均接地；
第二驱动电路包括第四晶体三极管Q2，第五晶体三极管Q4，第六晶体三极管Q6，第二分压电阻R2和第二电阻R6；第四晶体三极管的集电极连接到所述第一低电压，发射极连接到所述车位锁电机的第一输入端和第六晶体三极管的发射极，基极连接到第六晶体三极管的基极，并连接到第二分压电阻与第五晶体三极管的集电极连接的第二端；第二分压电阻的第一端连接到第一低电压；第五晶体三极管的基极经第二电阻R6连接到所述所述车位锁MCU以接收来自车位锁MCU的控制信号；
第五晶体三极管的发射极和第六晶体三极管的集电极均接地。
较佳地，所述的智能车位锁控制系统进一步包括车位锁状态检测电路，该车位锁状态检测电路包括：
车位锁开启状态检测电路，其包括与第一低电压和车位锁连接的第一检测电阻和连接到第一检测电阻R4和车位锁之间的第一检测端；
车位锁锁定状态检测电路，其包括与第一低电压和车位锁连接的第二检测电阻和连接到第二检测电阻R5和车位锁之间的第二检测端。
进一步，所述智能车位锁控制系统包括车载固定设备，所述车载固定设备包括车载低功耗蓝牙部件，车载MCU，车载电源控制电路，车载控制电路和车载供电接口：
所述车载供电接口连接到车载点烟器上，用于接收直流电压；
所述车载电源控制电路用于将所述直流电压转换为第一低电压，并将第一低电压供给所述车载MCU和车载控制电路；
车载低功耗蓝牙部件，用于与所述车位锁低功耗蓝牙部件通信以发送和接收信号；
车载MCU，用于控制车载低功耗蓝牙部件进行发送和接收数据和命令；
车载控制电路，用于控制多个LED状态指示灯的显示以及USB充电接口。
进一步，所述智能车位锁控制系统进一步包括配置有移动低功耗蓝牙部件和APP模块的移动终端，所述移动低功耗蓝牙部件用于与车载低功耗蓝牙部件通信，所述APP模块用于控制移动低功耗蓝牙部件与车载低功耗蓝牙部件的通信。
本发明的智能车位锁控制系统，由于采用了低压车位锁电机来驱动车位锁，因而低功耗。由于可以配备太阳能电池，因而可以实现自供能。另外，通过智能车位锁控制系统的硬件与内部软件的结合，实现免操作的功能。
附图说明
图1为智能车位锁控制系统的方框图。
图2为本发明的一个实施例的车位锁控制电路的方框图。
图3为本发明的一个实施例的车位锁状态检测电路。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，示出了根据本发明的智能车位锁控制系统。智能车位锁控制系统包括车位锁低功耗蓝牙部件5，车位锁MCU4，车位控制电路3，电源控制电路6和低压车位锁电机7。
车位锁低功耗蓝牙(BLE)部件5用于发送和接收信号。本发明中，通过BLE部件的控制，通信距离可以保证，例如在100米可以进行无障碍通信，且能耗非常低。现有技术中，其他的遥控车位锁都是基于WIFI，nRF24，或者基于2G、3G或4G等，或者基于蓝牙，能耗比较高。现有技术中，也有采用Zigbee部件来进行发送和接收信号。然而，Zigbee技术虽然能耗也比较低，组网方便，价格便宜，但是与智能车位锁控制系统配合使用的移动终端手机没有Zigbee模块，因而需要单独的硬件。本发明中，最新的移动终端上都有配置有BLE部件，因而无需另行添加硬件。
车位锁MCU4用于控制车位锁低功耗蓝牙部件进行发送和接收数据和命令。车位控制电路3接收来自车位锁MCU4的命令，响应于来自车位锁MCU的命令，控制低压车位锁电机7的运动。低压车位锁电机7在车位控制电路3的控制下驱动车位锁1以使车位锁开启或者锁定。电源控制电路6将来自直流电源的输出电压转换为适用于车位锁MCU和车位控制电路的第一低电压。
较佳地，本发明中，直流电源由太阳能电池和充电电池组组成，直流电源的电压为12V。本发明中，优选地，适用于车位锁MCU和车位控制电路的第一低电压为3V或者3V左右。
本发明的一个实施例中，车位控制电路3、车位MCU和低压车位锁电机7都是3V左右供电。由于采用了低压车位锁电机，因此低压车位锁电机是3V，MCU也是3V，车位控制电路3也是3V，因而可以直接采用3V的电压都直接供电。而现有技术中，一般的车位锁电机是5V，因此车位控制电路需要整体5V供电；而车位MCU等一般需要3V左右的电压，因此需要有一个电压转换芯片，将5V转换成3V左右，以给MCU供电。这样，现有技术一方面由于需要使用转换芯片提高了成本，另一方面，电压转换有能耗损失。而本发明的实施例，由于无需将电压从5V转换到3V的电压转换部分，这样能耗也会降低。
参见图2，示出了根据本发明的一个实施例的车位锁控制电路的方框图。车位控制电路包括具有相同电路结构的第一驱动电路和第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路使得低压车位锁电机向相反方向旋转。如图2所示，第一驱动电路包括第一晶体三极管Q1，第二晶体三极管Q3，第三晶体三极管Q5，第一分压电阻R3和第一电阻R7。第一晶体三极管的集电极连接到所述第一低电压，发射极连接到所述车位锁电机的第二输入端和第三晶体三极管的发射极，基极连接到第三晶体三极管的基极，并连接到第一分压电阻与第二晶体三极管的集电极连接的第二端。第一分压电阻的第一端连接到第一低电压。第二晶体三极管的基极经第一电阻R7连接到所述所述车位锁MCU以接收来自车位锁MCU的控制信号。第二晶体三极管的发射极和第三晶体三极管的集电极均接地。
第二驱动电路包括第四晶体三极管Q2，第五晶体三极管Q4，第六晶体三极管Q6，第二分压电阻R2和第二电阻R6。第四晶体三极管的集电极连接到所述第一低电压，发射极连接到所述车位锁电机的第一输入端和第六晶体三极管的发射极，基极连接到第六晶体三极管的基极，并连接到第二分压电阻与第五晶体三极管的集电极连接的第二端。第二分压电阻的第一端连接到第一低电压；第五晶体三极管的基极经第二电阻R6连接到所述所述车位锁MCU以接收来自车位锁MCU的控制信号。第五晶体三极管的发射极和第六晶体三极管的集电极均接地。
参见图3，示出了本发明的一个实施例的车位锁状态检测电路。车位锁状态检测电路包括车位锁开启状态检测电路，其包括与第一低电压和车位锁连接的第一检测电阻和连接到第一检测电阻R4和车位锁之间的第一检测端。车位锁状态检测电路还包括车位锁锁定状态检测电路，其包括与第一低电压和车位锁连接的第二检测电阻和连接到第二检测电阻R5和车位锁之间的第二检测端。本发明中，在进行车位锁状态检测时，up表示读取车锁是否为开启状态，down表示读取车锁是否为锁定状态。
智能车位锁控制系统进一步包括车载固定设备。根据本发明的一个实施例，车载固定设备包括车载低功耗蓝牙部件，车载MCU，车载电源控制电路，车载控制电路和车载供电接口。车载供电接口连接到车载点烟器上用于接收直流电压。车载电源控制电路将所述直流电压转换为第一低电压，并将第一低电压供给所述车载低功耗蓝牙部件、车载MCU和车载控制电路。车载低功耗蓝牙部件，用于与所述车位锁低功耗蓝牙部件通信以发送和接收信号。车载MCU，用于控制车载低功耗蓝牙部件进行发送和接收数据和命令。车载控制电路，用于多个LED状态指示灯的显示控制以及USB充电接口的控制等功能。
智能车位锁控制系统还可以包括配置有移动低功耗蓝牙部件和APP模块的移动终端。移动低功耗蓝牙部件用于与车载低功耗蓝牙部件通信，APP模块用于控制移动低功耗蓝牙部件与车载低功耗蓝牙部件的通信。
根据本发明，由于车位锁的控制电路能够实现低功耗了，因而能通过太阳能电池辅助供电，完成自供能。而且，通过软硬件配合，实现车位锁、车载电路或移动终端例如手机之间的免操作功能。
利用本发明的硬件系统的程序，可以实现低功耗控制。具体地，在硬件程序里对BLE部件的通讯连接方式进行了优化处理，使得车位锁与车载固定设备以及用户的移动终端例如手机进行一对一匹配。车位锁控制电路与车载固定设备以及用户手机的首次连接时，会将车载固定设备及手机蓝牙的Mac地址保存下来。车位锁设备不停的对外发送广播。当车载固定设备与用户手机搜索到车位锁设备的广播时，车位控制电路会先判断搜索到的蓝牙Mac地址与车载固定设备或者用户手机的Mac是否一致，若一致则建立连接，之后再进行配对，从而开启车锁。若不一致则不建立连接继续对外广播。一般的BLE对外广播，所有搜索到的BLE设备都会进行连接，如果连接一定时间后没有进行配对，这种连接才断开。这样无形中增加了车位锁的能耗。通过本发明的优化处理方式可避免了多余的设备(如其他无关的BLE设备)连接行为，降低了车位锁设备的电量消耗。
此外，本发明由于整体能耗很低，所以可以用电池供电，供电时间长达两年。为了增加使用寿命，本发明还可以配备一小块太阳能电池，给电池组进行充电。寿命会大大增强，完成自供能的特点。而现有技术的其他无线控制本身能耗很大，太阳能电池也无法良好供给。
采用本发明的智能车位锁控制系统，当用户开车靠近车位时，车载设备与车位控制电路进行通讯，握手，然后打开车锁。无需按键，免操作。其他的现有技术都需要在手机上或者其他地方进行触摸，开启或者关闭。本发明智能车位锁控制系统则使得用户无需触摸，通过硬件电路以及内部程序的逻辑编写，直接开启或者关闭车位锁。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能车位锁控制系统，其特征在于包括车位锁低功耗蓝牙部件，车位锁MCU，车位控制电路，电源控制电路和低压车位锁电机，其中，
所述车位锁低功耗蓝牙部件用于发送和接收信号；
所述车位锁MCU用于控制车位锁低功耗蓝牙部件进行发送和接收数据和命令；
所述车位控制电路用于接收来自车位锁MCU的命令，响应于来自车位锁MCU的命令，控制所述低压车位锁电机的运动；
所述低压车位锁电机在车位控制电路的控制下驱动车位锁以使车位锁开启或者锁定；
电源控制电路，用于将来自直流电源的输出电压转换为适用于车位锁MCU和车位控制电路的第一低电压。
2.根据权利要求1所述的智能车位锁控制系统，其中，所述直流电源由太阳能电池和充电电池组组成；
所述直流电源的电压为12V或3V。
3.根据权利要求2所述的智能车位锁控制系统，其中，所述适用于车位锁MCU和车位控制电路的第一低电压为3V。
4.根据权利要求1或3所述的智能车位锁控制系统，其中，所述车位控制电路包括具有相同电路结构的第一驱动电路和第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路使得低压车位锁电机向相反方向旋转：
第一驱动电路包括第一晶体三极管Q1，第二晶体三极管Q3，第三晶体三极管Q5，第一分压电阻R3和第一电阻R7；第一晶体三极管的集电极连接到所述第一低电压，发射极连接到所述车位锁电机的第二输入端和第三晶体三极管的发射极，基极连接到第三晶体三极管的基极，并连接到第一分压电阻与第二晶体三极管的集电极连接的第二端；第一分压电阻的第一端连接到第一低电压；第二晶体三极管的基极经第一电阻R7连接到所述所述车位锁MCU以接收来自车位锁MCU的控制信号；
第二晶体三极管的发射极和第三晶体三极管的集电极均接地；
第二驱动电路包括第四晶体三极管Q2，第五晶体三极管Q4，第六晶体三极管Q6，第二分压电阻R2和第二电阻R6；第四晶体三极管的集电极连接到所述第一低电压，发射极连接到所述车位锁电机的第一输入端和第六晶体三极管的发射极，基极连接到第六晶体三极管的基极，并连接到第二分压电阻与第五晶体三极管的集电极连接的第二端；第二分压电阻的第一端连接到第一低电压；第五晶体三极管的基极经第二电阻R6连接到所述所述车位锁MCU以接收来自车位锁MCU的控制信号；
第五晶体三极管的发射极和第六晶体三极管的集电极均接地。
5.根据权利要求1所述的智能车位锁控制系统，进一步包括车位锁状态检测电路，该车位锁状态检测电路包括：
车位锁开启状态检测电路，其包括与第一低电压和车位锁连接的第一检测电阻和连接到第一检测电阻R4和车位锁之间的第一检测端；
车位锁锁定状态检测电路，其包括与第一低电压和车位锁连接的第二检测电阻和连接到第二检测电阻R5和车位锁之间的第二检测端。
6.根据权利要求1所述的智能车位锁控制系统，进一步包括车载固定设备，所述车载固定设备包括车载低功耗蓝牙部件，车载MCU，车载电源控制电路，车载控制电路和车载供电接口：
所述车载供电接口连接到车载点烟器上，用于接收直流电压；
所述车载电源控制电路用于将所述直流电压转换为第一低电压，并将第一低电压供给所述车载MCU和车载控制电路；
车载低功耗蓝牙部件，用于与所述车位锁低功耗蓝牙部件通信以发送和接收信号；
车载MCU，用于控制车载低功耗蓝牙部件进行发送和接收数据和命令；
车载控制电路，用于控制多个LED状态指示灯的显示以及USB充电接口。
7.根据权利要求1所述的智能车位锁控制系统，进一步包括配置有移动低功耗蓝牙部件和APP模块的移动终端，所述移动低功耗蓝牙部件用于与车载低功耗蓝牙部件通信，所述APP模块用于控制移动低功耗蓝牙部件与车载低功耗蓝牙部件的通信。
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