CN107730796A - 参数可配置的门窗磁控制系统及配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种参数可配置的门窗磁控制系统及配置方法,包括信号检测与处理模块,用于控制所述的系统,检测传感器信号,对该信号进行处理;信号输出模块,用于接收所述的信号检测与处理模块的信号,并通过有线和无线的方式向终端发送报警信号;配置模块,用于通过烧录配置文件对物理层参数进行配置。采用该参数可配置的门窗磁控制系统及配置方法,报警信号无线发射的各种物理参数和表示层参数都可以进行自定义配置,可以与多种不同接收要求的无线报警主机对码配合使用,防漏报误报处理和特殊的发码格式使用户感到比普通门窗磁更可靠,类型码的增加使用户对码连接门窗磁时不用繁琐的设置,简单易用,具有广泛的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及物联网安防报警技术领域,尤其涉及门窗磁技术领域,具体是指一种参数可配置的门窗磁控制系统及配置方法。
背景技术
传统的普通门窗磁普遍具有以下几个问题:(1)门窗磁主体及附件的外形都偏大,尤其是宽度比较宽,门窗及门框、窗框等安装位置的实际规格限制,有很多情况没有办法正常安装;这使得普通的门窗磁的适用范围减小,实用性比较差;(2)传统门窗磁的门窗磁主体及附件的安装方式一般都需要采用螺丝固定的方式,安装、拆卸、更换电池等都非常不方便,而且使用螺丝固定会破坏到安装位置的门窗及门框、窗框;(3)传统的门窗磁使用不可充电的电池,门窗磁本身功耗比较大,电池容量较小,一般半年时间需要把门窗磁本体拆下来更换电池;(4)传统的门窗磁主体与磁条之间的有效距离一般为1厘米至1.5厘米范围,有很多情况实际的安装环境条件都是超出这个有效距离的,这种情况门窗磁的功能实际上是失效的;(5)传统的门窗磁存在有线通讯和无线通讯两种通讯方式,不同时具备有线和无线两种通讯方式,报警通讯的可靠性方面有一定的缺陷;(6)传统的门窗磁无线通讯方面适应性不强,通讯的编码格式、物理层的时钟周期、同步码及数据码的表示方法、类型码机事件码、心跳周期、通讯制式等都是固定的,不能根据不同的报警主机的通讯要求来进行配置,无法接入以上通讯参数不同的主机,通用性和适应性较差。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点,提供了一种能够实现参数可配置的门窗磁控制系统及配置方法。
为了实现上述目的,本发明的参数可配置的门窗磁控制系统及配置方法如下:
该参数可配置的门窗磁控制系统,包括:
信号检测与处理模块,用于控制所述的系统,检测传感器信号,对该信号进行处理;
信号输出模块,用于接收所述的信号检测与处理模块的信号,并通过有线和无线的方式向终端发送报警信号;
参数配置模块,用于通过烧录配置文件对物理层参数进行配置。
较佳地,所述的信号输出模块包括:
无线信号发射单元,用于在感应到不同的事件信号时向终端发送相应的无线信号;
有线开关量信号输出单元,用于在感应到报警信号时向终端输出有线开关量信号。
更佳地,所述的无线信号发射单元还包括:
ASK无线发射子单元,用于通过ASK电路发送向终端发送无线信号;
FSK无线发射子单元,用于通过FSK电路发送向终端发送无线信号。
更佳地,所述的有线开关量信号输出单元将USB接口中的两个节点作为无源开关量输出节点,该节点在待机状态下常闭,在报警信号输出时断开,两秒后自动复位。
较佳地,所述的信号检测与处理模块包括:
电源管理单元,用于分别为所述的信号检测与处理模块和所述的信号输出模块供电,并管理电量分配和充电;
报警信号检测单元,用于实时监测干簧管的开关状态,在检测到干簧管的开关状态为断开时产生报警信号;
主控制单元,用于控制所述的电源管理单元、所述的报警信号检测单元、所述的信号输出模块和所述的参数配置模块。
更佳地,所述的电源管理单元还包括:
电池供电子单元,用于通过充电电池为所述的信号检测与处理模块提供稳定电流;
线圈供电子单元,用于在需要发送报警信号时,通过线圈产生的电流为所述的信号输出模块供电;
USB供电子单元,用于通过USB接口实现供电和充电。
更佳地,所述的电源管理单元还包括备份供电单元,用于在线圈的发电量不足的情况下为所述的信号输出模块供电,确保报警信号分别通过有线和无线方式发送。
更佳地,所述的USB供电子单元将USB接口中的两个节点用于充电,并在没有电池时代替电池为所述的系统供电。
还包括一种基于上述系统配置门窗磁参数的方法,所述的方法包括以下步骤:
(1)在配置文件中对物理层参数和表示层进行配置;
(2)将配置文件烧录至所述的系统。
较佳地,所述的对物理层参数和表示层进行配置,具体包括以下步骤:
(1-1)配置门窗磁系统的通信制式;
(1-2)配置心跳计时的周期;
(1-3)配置无线通信的编码格式。
更佳地,所述的步骤(1-1)具体为:
将通信制式设定为ASK制式或FSK制式,或通过选择不同的空闲频点发射信号并同时启用ASK制式和FSK制式。
更佳地,所述的步骤(1-3)还包括以下步骤:
(1-3-1)对时钟周期进行配置;
(1-3-2)对二进数数字波形表示和倍频进行配置,通过高电平和低电平的不同组合,分别表示二进数数字波形的0和1,其中高电平和低电平的比例为1:3或3:1,所述的倍频包括1倍、2倍、3倍或4倍;
(1-3-3)对同步码进行配置,所述的同步码包括一个时钟高电平和二十至三十一个时钟低电平;
(1-3-4)对内容码进行配置。
更进一步地,所述的步骤(1-3-4)还包括以下步骤:
(1-3-4-1)对地址码进行配置,所述的地址码占据至少三个字节;
(1-3-4-2)根据实际需求对设备类型码进行配置,建立设备类型与设备类型码的一一对应关系,所述的设备类型码占据半个字节;
(1-3-4-3)根据实际需求对事件码进行配置,建立事件与事件码的一一对应关系,所述的事件码占据半个字节。
采用了该发明中的参数可配置的门窗磁控制系统及配置方法,具有以下有益效果:
1、由于采用了特殊的低功耗处理技术,充一次满电可使用1--2年,可充锂电池可以直接使用手机USB充电器进行反复充电,理论上在门窗磁的有效寿命时间内不需要更换电池;
2、采用独立分离式底座设计,用户充电时直接从底座上取下门窗磁主体插到手机充电器上充电即可,充完电直接插回底座即可继续使用;
3、兼容无痕胶和螺丝固定两种方式,安装和使用更加简单方便,使用无痕胶的安装方式对门窗没有任何损伤和影响;
4、同时具备有线报警和无线报警两种报警通讯方式,可以接入各种开关量输入的有线报警主机和多种无线报警主机;
5、无线报警兼容ASK和FSK两种报警通讯方式,并采用多频点跳频技术,报警信号无线发射的各种物理参数和表示层参数都可以进行自定义配置,可以与多种不同接收要求的多种无线报警主机对码配合使用。防漏报误报处理和特殊的发码格式使用户感到比普通门窗磁更可靠好用,类型码的增加使用户对码连接门窗磁时不用繁琐的设置,简单易用。
附图说明
图1为本发明的参数可配置的门窗磁控制系统的门窗磁主体的示意图。
图2为本发明的参数可配置的门窗磁控制系统的硬件结构的示意图。
图3为本发明的参数可配置的门窗磁控制系统的默认同步码的示意图。
图4为本发明的参数可配置的门窗磁控制系统的默认的“0”、“1”表示及倍频配置的示意图。
附图标记说明:
11 主体上盖
12 主体底板
13 基板
15 指示灯
16 控制芯片
17 电池
18 USB接口
19 卡扣
2 门窗磁附件
21 磁条
3 安装底座
4 安装孔
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容,下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
该参数可配置的门窗磁控制系统,包括:
信号检测与处理模块,用于控制所述的系统,检测传感器信号,对该信号进行处理;
信号输出模块,用于接收所述的信号检测与处理模块的信号,并通过有线和无线的方式向终端发送报警信号;
参数配置模块,用于通过烧录配置文件对物理层参数和表示层参数进行配置。
在一种较佳的实施方式中,所述的信号输出模块包括:
无线信号发射单元,用于在感应到相应事件信号时向终端发送相应的无线信号;
有线开关量信号输出单元,用于在感应到报警信号时向终端输出有线开关量信号。
在一种更佳的实施方式中,所述的无线信号发射单元还包括:
ASK无线发射子单元,用于通过ASK电路发送向终端发送无线信号;
FSK无线发射子单元,用于通过FSK电路发送向终端发送无线信号。
在一种更佳的实施方式中,所述的有线开关量信号输出单元将USB接口中的两个节点作为无源开关量输出节点,该节点在待机状态下常闭,在报警信号输出时断开两秒以后自动复位。
在一种较佳的实施方式中,所述的信号检测与处理模块包括:
电源管理单元,用于分别为所述的信号检测与处理模块和所述的信号输出模块供电,并管理电量分配和充电;
报警信号检测单元,用于监测干簧管的开关状态,在检测到干簧管的开关状态为断开时产生报警信号;
主控制单元,用于控制所述的电源管理单元、所述的报警信号检测单元、所述的信号输出模块和参数配置模块。
在一种更佳的实施方式中,所述的电源管理单元还包括:
电池供电子单元,用于通过充电电池为所述的信号检测与处理模块提供稳定电流;
线圈供电子单元,用于在需要发送报警信号时,通过线圈产生的电流为所述的信号输出模块供电;
USB供电子单元,用于通过USB接口实现供电和充电。
在一种更佳的实施方式中,所述的电源管理单元还包括备份供电单元,用于在线圈的发电量不足的情况下为所述的信号输出模块供电,确保报警信号分别通过有线和无线方式发送。
在一种更佳的实施方式中,所述的USB供电子单元将USB接口中的两个节点用于充电,并在没有电池时代替电池为所述的系统供电。
还包括一种基于上述系统配置门窗磁参数的方法,所述的方法包括以下步骤:
(1)在配置文件中对物理层参数和表示层参数进行配置;
(2)将配置文件烧录至所述的系统。
在一种较佳的实施方式中,所述的对物理层参数和表示层参数进行配置,具体包括以下步骤:
(1-1)配置门窗磁系统的通信制式;
(1-2)配置心跳计时的周期;
(1-3)配置无线通信的编码格式。
在一种更佳的实施方式中,所述的步骤(1-1)具体为:
将通信制式设定为ASK制式或FSK制式,或通过选择不同的空闲频点发射信号并同时启用ASK制式和FSK制式。
在一种更佳的实施方式中,所述的步骤(1-3)还包括以下步骤:
(1-3-1)对时钟周期进行配置;
(1-3-2)对二进数数字波形表示和倍频进行配置,通过高电平和低电平的不同组合,分别表示二进数数字波形的0和1,其中高电平和低电平的比例为1:3或3:1,所述的倍频包括1倍、2倍、3倍或4倍;
(1-3-3)对同步码进行配置,所述的同步码包括一个时钟高电平和二十至三十一个时钟低电平;
(1-3-4)对内容码进行配置。
在一种更进一步的实施方式中,所述的步骤(1-3-4)还包括以下步骤:
(1-3-4-1)对地址码进行配置,所述的地址码占据至少三个字节;
(1-3-4-2)根据实际需求对设备类型码进行配置,建立设备类型与设备类型码的一一对应关系,所述的设备类型码占据半个字节;
(1-3-4-3)根据实际需求对事件码进行配置,建立事件与事件码的一一对应关系,所述的事件码占据半个字节。
在一种具体的实施方式中,如图1所示,本发明的门窗磁系统由三大部分组成:
(1)门窗磁附件2:内置两根磁条;
(2)门窗磁主体1:干簧管,控制芯片(超微功耗单片机),无线编码发射模块,有线报警输出模块,电源管理模块,电池17(可充锂电池);
(3)报警主机:接收无线门窗磁信号,并发信息给用户电话或手机。
其中,如图1所示,所述的门窗磁附件2包括至少一根磁条、门窗磁附件上盖和门窗磁附件底板,所述的门窗磁附件上盖和所述的门窗磁附件底板通过卡接闭合形成内部容纳腔,所述的磁条设置于该内部容纳腔内;门窗磁主体1包括主体上盖11、主体底板12、基板13、干簧管14、指示灯15、控制芯片16、电池17和USB接口18,所述的干簧管14、指示灯15、控制芯片16、电池17和USB接口18设置于所述的基板13上,所述的主体上盖11和所述的主体底板12通过卡接闭合形成内部容纳腔,所述的基板13设置于该内部容纳腔内。
如图2所示,门窗磁主体1的控制模块设计为三个逻辑单元,无线信号发射和有线开关量信号输出设计为一个逻辑单元(信号输出模块),CPU、报警信号监测、电源管理、其他外围电路等设计为另一个逻辑单元(信号检测和处理模块),物理层参数和表示层参数配置单元 (参数配置模块)。其中信号输出模块和信号输出模块两个逻辑单元模块分别供电,信号检测和处理电路逻辑模块待机功耗很低,但需要持续稳定供电,因此采用电池供电;信号输出逻辑电路模块待机情况下不工作,不产生功耗,只有发送报警信号时才需要启动供电来发送有线和无线报警信号。因此在门窗磁主体1内靠近门窗磁附件2(内置磁条)的适当位置设计有若干个微型发电线圈,当门窗被打开时门窗磁主体1与门窗磁附件2之间产生相对快速的位移,发电线圈切割磁力线,则发电线圈产生瞬间的电流。信号输出逻辑电路模块也采用低功耗设计,利用发电线圈提供的瞬间电流可以实现无线发送不低于10个字节的数据信号给报警主机。有线开关量报警信号输出采用延时自动复位方式,接收到CPU的报警指令后立即断开两个开关节点,大约2秒后自动恢复闭合状态。考虑到如果门窗被打开的速度非常慢的情况下,发电线圈所能够发出的电量会不能满足信号输出逻辑电路模块发送报警信号的需求,电池供电同时设计为信号输出逻辑电路模块的备份供电单元。如果线圈发电量不够的情况下,电池会自动为报警信号输出逻辑电路模块进行供电,确保报警信号的有线和无线方式的成功发送。防止出现报警信号漏报现象发生。
本发明采用了独立参数配置文件方式,各项通讯的参数都在一定范围内可以进行灵活配置,以适应不同的接收模块以及不同的时钟周期、不同同步码、数据表示等物理层参数和地址码、设备类型、心跳时间周期等参数的自定义表示等。这样,本发明的门窗磁几乎可以适应各种不同的RF无线通讯的报警主机。
采用参数配置工具可以对上述各种参数进行自定义配置,生成对应的参数NV配置文件。门窗磁的软件功能是通用的,把生成的不同配置的NV文件单独烧录到门窗磁FLASH中即按照新的配置参数运行程序,实现与各种不同的无线报警主机的无线对码接入,包括以下几点:
1)无线RF发射同时设计有ASK和FSK两种不同的无线发射电路;
2)两种通讯制式都采用多频点跳频方式,两种方式可以配置为单独使用或者同时使用,自动选择空闲频点发射信号;
3)物理层参数可配置:
I、无线信号发射的时钟周期t默认为0.2ms,可选择配置为0.05ms、0.1ms、0.2ms、0.3ms、0.4ms、0.5ms、0.6ms、0.7ms、0.8ms、0.9ms、1ms等不同的时长;
II、整个发送的无线编码由同步码加内容码构成,同步码默认为一个时钟高电平+31个时钟低电平,如图3所示,可以选择配置为一个时钟高电平+20~31个时钟低电平表示;内容码为:地址码+设备类型码+事件码,其中地址码长度为3个字节(24位);类型码和事件码长度均为4位,总长度为1个字节(8位);
III、二进数数字波形表示:默认为长周期高电平+短周期低电平表示“1”,短周期高电平 +长周期低电平表示“0”。可以配置为长周期高电平+短周期低电平表示“0”,短周期高电平 +长周期低电平表示“1”;
IV、二进制波形标识倍频配置:不论是“0”或者“1”的波形表示都是采用先高电平波形+后低电平波形的表示方法,高低电平的时钟长度固定为1:3或者3:1的比例。例如3 个时钟周期的高电平+1个时钟周期的低电平表示“1”,倍频可以通过工具软件选择设置为1倍、2倍、3倍或4倍。如本发明的产品默认的倍频为4倍,即一个时钟0.2ms,数据码宽度为:1为12个时钟高电平+4个时钟低电平,0为4个时钟高电平+12个时钟低电平,数字“1”和“0”,如图4所示;
V、表示层参数可以自定义:
设备类型和事件类型可以自定义二进制表示方法:
用户可以根据无线报警接收主机已经定义的设备类型和事件类型来调整本发明产品的设备类型表示和事件类型表示,如表一和表二所示;
表一(类型码)
表二(事件码)
VI、发送前打开指示灯15提示报警并打开发送电源1秒,电压稳定后发码,连发9次,发内容码时由高到低逐位发送。
采用了该发明中的参数可配置的门窗磁控制系统及配置方法,具有以下有益效果:
1、由于采用了特殊的低功耗处理技术,充一次满电可使用1~2年,可充锂电池可以直接使用手机USB充电器进行反复多次充电,理论上在门窗磁的有效寿命时间内不需要更换电池;
2、采用独立分离式底座设计,用户充电时直接从底座上取下门窗磁主体插到手机充电器上充电即可,充完电直接插回底座即可继续使用;
3、兼容无痕胶和螺丝固定两种方式,安装和使用更加简单方便,使用无痕胶的安装方式对门窗没有任何损伤和影响;
4、同时具备有线报警和无线报警两种报警通讯方式,可以接入各种开关量输入的有线报警主机和多种无线报警主机;
5、无线报警兼容ASK和FSK两种报警通讯方式,并采用多频点跳频技术,报警信号无线发射的各种物理参数和表示层参数都可以进行自定义配置,可以与多种不同接收要求的多种无线报警主机对码配合使用。防漏报误报处理和特殊的发码格式使用户感到比普通门窗磁更可靠好用,类型码的增加使用户对码连接门窗磁时不用繁琐的设置,简单易用。
在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (13)
1.一种参数可配置的门窗磁控制系统,其特征在于,所述的系统包括:
信号检测与处理模块,用于控制所述的系统,检测传感器信号,对该信号进行处理;
信号输出模块,用于接收所述的信号检测与处理模块的信号,并通过有线和无线的方式向终端发送相应的信号;
参数配置模块,用于通过烧录配置文件对物理层参数进行配置。
2.根据权利要求1所述的参数可配置的门窗磁控制系统,其特征在于,所述的信号输出模块包括:
无线信号发射单元,用于在感应到不同的事件信号时向终端发送相应的无线信号;
有线开关量信号输出单元,用于在感应到报警信号时向终端输出有线开关量信号。
3.根据权利要求2所述的参数可配置的门窗磁控制系统,其特征在于,所述的无线信号发射单元还包括:
ASK无线发射子单元,用于通过ASK电路发送向终端发送无线信号;
FSK无线发射子单元,用于通过FSK电路发送向终端发送无线信号。
4.根据权利要求2所述的参数可配置的门窗磁控制系统,其特征在于,所述的有线开关量信号输出单元将USB接口中的两个节点作为无源开关量输出节点,该节点在待机状态下常闭,在报警信号输出时断开两秒后自动复位。
5.根据权利要求1所述的参数可配置的门窗磁控制系统,其特征在于,所述的信号检测与处理模块包括:
电源管理单元,用于分别为所述的信号检测与处理模块和所述的信号输出模块供电,并管理电量分配和充电;
报警信号检测单元,用于干簧管的开关状态,在检测到干簧管的开关状态为断开时产生报警信号;
主控制单元,用于控制所述的电源管理单元、所述的报警信号检测单元、所述的信号输出模块和所述的参数配置模块。
6.根据权利要求5所述的参数可配置的门窗磁控制系统,其特征在于,所述的电源管理单元还包括:
电池供电子单元,用于通过充电电池为所述的信号检测与处理模块提供稳定电流;
线圈供电子单元,用于在需要发送报警信号时,通过线圈产生的电流为所述的信号输出模块供电;
USB供电子单元,用于通过USB接口实现供电和充电。
7.根据权利要求6所述的参数可配置的门窗磁控制系统,其特征在于,所述的电源管理单元还包括备份供电单元,用于在线圈的发电量不足的情况下为所述的信号输出模块供电,确保报警信号分别通过有线和无线方式发送。
8.根据权利要求6所述的参数可配置的门窗磁控制系统,其特征在于,所述的USB供电子单元将USB接口中的两个节点用于充电,并在没有电池时代替电池为所述的系统供电。
9.一种基于权利要求1所述的系统配置门窗磁参数的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:
(1)在配置文件中对物理层参数和表示层参数进行配置;
(2)将配置文件烧录至所述的系统。
10.根据权利要求9所述的配置门窗磁参数的方法,其特征在于,所述的对物理层参数和表示层参数进行配置,具体包括以下步骤:
(1-1)配置门窗磁系统的通信制式;
(1-2)配置心跳计时的周期;
(1-3)配置无线通信的编码格式。
11.根据权利要求10所述的配置门窗磁参数的方法,其特征在于,所述的步骤(1-1)具体为:
将通信制式设定为ASK制式或FSK制式,或通过选择不同的空闲频点发射信号并同时启用ASK制式和FSK制式。
12.根据权利要求10所述的配置门窗磁参数的方法,其特征在于,所述的步骤(1-3)还包括以下步骤:
(1-3-1)对时钟周期进行配置;
(1-3-2)对二进数数字波形表示和倍频进行配置,通过高电平和低电平的不同组合,分别表示二进数数字波形的0和1,其中高电平和低电平的比例为1:3或3:1,所述的倍频包括1倍、2倍、3倍或4倍;
(1-3-3)对同步码进行配置,所述的同步码包括一个时钟高电平和二十至三十一个时钟低电平;
(1-3-4)对内容码进行配置。
13.根据权利要求12所述的配置门窗磁参数的方法,其特征在于,所述的步骤(1-3-4)还包括以下步骤:
(1-3-4-1)对地址码进行配置,所述的地址码占据至少三个字节;
(1-3-4-2)根据实际需求对设备类型码进行配置,建立设备类型与设备类型码的一一对应关系,所述的设备类型码占据半个字节;
(1-3-4-3)根据实际需求对事件码进行配置,建立事件与事件码的一一对应关系,所述的事件码占据半个字节。
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