CN109267839A - 一种智能锁控制方法及智能锁 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能锁控制方法及智能锁,其中所述方法包括:接收唤醒上电指令上电启动;接收恢复出厂设置指令;根据恢复出厂设置指令执行初始化程序,通过所述初始化程序确定直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;接收开锁指令,基于开锁指令执行驱动程序,控制智能锁根据开锁方式开锁。本发明利用方向角度控制方式代替传统堵转电流控制方式,避免了系统运行中过大输出电流出现和机械结构频繁受到堵转冲击力的损伤,大大降低了能耗,避免了传统堵转电流控制方法造成的安全隐患,并提高了智能锁的可靠性和使用寿命。
Description
技术领域
本发明设计智能锁技术领域,更具体地说,涉及一种智能锁控制方法及智能锁。
背景技术
现有全自动电子锁的驱动部分都是采用直流电动机,主要有两种结构形式:一种是电机驱动机构位于电子锁的锁体之内;另一种是电机驱动机构位于电子锁的面板里面。电机驱动机构位于电子锁锁体内的应用,其控制方式可配合锁体的结构合理设置一定数量的位置检测开关,通过检测门与锁舌的不同位置状态构成对电机的闭环控制,但这类全自动锁体结构比较复杂,加工要求比较高,国内很少采用。电机驱动机构位于电子锁面板里面的应用,目前是采用检测电机堵转电流的方式控制电机工作。由于电机驱动机构位于电子锁的面板里面可适应各种锁体,十分方便用户的配套和使用安装,所以目前为市场主流。
但是,传统控制方式不具备转动方向角度的检测能力,因而不能实现角度控制,只能通过堵转电流来控制电机的工作,这一方法存在明显的问题:
一是如果在开门和关门的过程中发生堵转,就会误判为已开门或已关门,而实际是开不了门或没有关好门,后果很严重。为了防止在开锁和闭锁的过程中发生堵转出现误判,要求电机的输出功率要足够大,这样带来的直接问题就是设计余量过大,供电电源要能够提供10倍于正常工作电流的输出能力;二是防风锁舌回位时只能通过时间控制,当出现干扰影响计时精度或电机负载变化影响电机转速时,都会出现转动不到位或转动超时的问题,影响正常的开关门,存在使用隐患;三是电机堵转时的大电流和冲击力对控制电路板上的元器件和锁体、锁芯的伤害极大,极易引起机电故障,严重影响产品的可靠性和使用寿命。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种智能锁控制方法及智能锁以解决现有技术的不足。
为解决上述问题,本发明提供一种智能锁控制方法,所述智能锁包括直流伺服电机,所述方法包括:
接收唤醒上电指令,根据所述唤醒上电指令唤醒智能锁中的所述直流伺服电机并上电启动;
接收恢复出厂设置指令;
若接收到所述恢复出厂设置指令,则根据所述恢复出厂设置指令执行初始化程序,通过所述初始化程序确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;
接收开锁指令,基于所述开锁指令执行驱动程序,控制所述智能锁根据所述开锁方式开锁。
优选地,所述初始化程序包括:
获取直流伺服电机自起始点顺时针转动的最大工作电流、平均工作电流;并通过所述最大工作电流和所述平均工作电流判断所述直流伺服电机的输出轴和锁芯是否同心;
若所述直流伺服电机的输出轴和锁芯同心,在达到堵转时,获取达到堵转时的第一定位脉冲数和第一计数脉冲,并控制所述直流伺服电机逆时针转动;
在逆时针转动经过所述起始点并达到堵转状态时,获取逆时针转动时的自所述起始点到达到堵转时的第二定位脉冲数和第二计数脉冲;
根据所述第一定位脉冲数、所述第一计数脉冲、所述第二定位脉冲数和所述第二计数脉冲确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式。
优选地,所述“根据所述第一定位脉冲数、所述第一计数脉冲、所述第二定位脉冲数和所述第二计数脉冲确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式”包括:
判断所述第二定位脉冲数是否大于所述第一定位脉冲数;
若所述第二定位脉冲数大于所述第一定位脉冲数,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机顺时针转动时开锁。
优选地,若所述第二定位脉冲数不大于所述第一定位脉冲数,则判断所述第二计数脉冲是否大于所述第一计数脉冲;
若所述第二计数脉冲大于所述第一计数脉冲,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机顺时针转动时开锁;
若所述第二计数脉冲不大于所述第一计数脉冲,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机逆时针转动时开锁。
优选地,所述初始化程序还包括:
将所述直流伺服电机在自起始点顺时针转动至堵转,并且逆时针转动到达堵转即为一次堵转循环;其中,堵转循环的次数为k;
判断是否k+1≥2;
若k+1≥2,则退出所述初始化程序。
优选地,若k+1<2,则生成一循环初始化指令,并根据所述循环初始化指令返回所述“获取直流伺服电机自起始点顺时针转动的最大工作电流、平均工作电流”。
优选地,所述“接收开锁指令,基于所述开锁指令执行驱动程序,控制所述智能锁根据所述开锁方式开锁”之后,还包括:
若所述伺服电机在开锁过程中出现堵转,则执行堵转处理程序,所述堵转处理程序包括:
控制所述直流伺服电机断电停止工作,在断电时间达到T1时间后,控制所述直流伺服电机上电工作,在上电工作时间达到2n×T1时间时,判断所述直流伺服电机的堵转是否消除;其中,n为循环供电次数,由断电停止工作至上电工作记为一次循环供电;
若所述直流伺服电机的堵转情况已消除,则退出所述堵转处理程序。
优选地,所述堵转处理程序还包括:
若所述直流伺服电机的堵转未消除,则重复进行循环供电,直至n+1≥5,退出所述堵转处理程序,并发出堵转警报。
优选地,所述“接收恢复出厂设置指令”之后,还包括:
若未接收到所述恢复出厂设置指令,则接收用户输入的密码信息;
若接收到所述密码信息,则判断所述密码信息是否为智能锁初始密码;
若所述密码信息为所述智能锁初始密码,则执行驱动程序,控制所述智能锁开锁;
若所述密码信息不为所述智能锁初始密码,则将所述密码信息保存,作为管理员密码,并执行驱动程序,控制所述智能锁开锁。
此外,为解决上述问题,本发明还提供一种智能锁,包括直流伺服电机,以及与所述直流伺服电机连接的控制模块组件;
所述控制模块组件包括:上电自检模块、初始化模块、驱动模块、故障处理模块、数据更新模块和通信协议模块;
所述上电自检模块,用于若接收到所述恢复出厂设置指令,则根据所述恢复出厂设置指令执行初始化程序,通过所述初始化程序确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;
所述初始化模块,用于执行所述初始化程序;
所述驱动模块,用于根据开锁指令驱动所述直流伺服电机以开锁;
所述故障处理模块,用于执行堵转处理程序。
本发明提供的一种智能锁控制方法及智能锁。其中,本发明所提供的方法通过在智能锁中设置直流伺服电机,并且在上电启动后,进行恢复出厂设置,执行初始化程序,通过初始化程序确定直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;基于开锁指令控制开锁方式开锁;并且如果出现堵转,则执行堵转处理程序。本发明通过直流伺服电机代替了传统方法中的直流电机,利用方向角度控制的方式代替传统的堵转电流控制方式,避免了系统运行中的过大输出电流的出现和机械结构频繁受到堵转冲击力的损伤,有效的降低了能耗,避免了传统堵转电流控制方法造成的安全隐患,并提高了智能锁的可靠性和使用寿命。
附图说明
图1为本发明智能锁控制方法第一实施例的流程示意图;
图2为本发明智能锁控制方法第二实施例的流程示意图;
图3为本发明智能锁控制方法第三实施例的流程示意图;
图4为本发明智能锁控制方法第四实施例的流程示意图;
图5为本发明智能锁控制方法第五实施例的流程示意图;
图6为本发明智能锁控制方法第五实施例中步骤S500的细化流程示意图;
图7为本发明智能锁控制方法第六实施例的流程示意图;
图8为本发明智能锁的模块连接示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。
对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供的一种智能锁控制方法及智能锁。其中,所述方法通过直流伺服电机代替了传统方法中的直流电机,利用方向角度控制的方式代替传统的堵转电流控制方式,避免了系统运行中的过大输出电流的出现和机械结构频繁受到堵转冲击力的损伤,有效的降低了能耗,避免了传统堵转电流控制方法造成的安全隐患,并提高了智能锁的可靠性和使用寿命。
实施例1:
参照图1,本发明第一实施例提供一种智能锁控制方法,包括:
步骤S100,接收唤醒上电指令,根据所述唤醒上电指令唤醒所述直流伺服电机并上电启动;
上述,需要说明的是,直流伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。直流伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。直流伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
在传统的电子锁或智能锁中,所采用的电机为普通直流电机,本申请采用直流伺服电机代替普通的直流电机,同样采用电机驱动机构位于电子锁面板里面的应用方式,由于能精确地控制电机的转动角度,直接以角度控制的方式代替传统的堵转电流控制方式,避免了系统大电流的出现和机械结构频繁受到堵转冲击力的损伤,有效的降低了能耗,并提高了电子锁的可靠性和使用寿命。
上述,在本实施例中,为基于前述初始化程序之前的出厂设置的流程。
系统电源管理芯片平时处于休眠状态,工作电源零输出,当用户输入端产生有效指令(唤醒上电指令)后,系统电源管理芯片唤醒,系统上电工作。
步骤S200,接收恢复出厂设置指令;
步骤S300,若接收到所述恢复出厂设置指令,则根据所述恢复出厂设置指令执行初始化程序,通过所述初始化程序确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;
进行出厂设置判断,系统上电后检测是否有恢复出厂设置指令(一般在用户安装好电子锁后的第一次上电会启动恢复出厂设置指令,此时系统的上电唤醒由按键产生,不会出现用户密码,以后系统上电是有用户密码信息)。恢复出厂设置自动清除已存储的各种临时用户的数据。
步骤S400,接收开锁指令,基于所述开锁指令执行驱动程序,控制所述智能锁根据所述开锁方式开锁。
本实施例提供的一种智能锁控制方法,通过在智能锁中设置直流伺服电机,并且在上电启动后,进行恢复出厂设置,执行初始化程序,通过初始化程序确定直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;基于开锁指令控制开锁方式开锁。本发明通过直流伺服电机代替了传统方法中的直流电机,利用方向角度控制的方式代替传统的堵转电流控制方式,避免了系统运行中的过大输出电流的出现和机械结构频繁受到堵转冲击力的损伤,有效的降低了能耗,避免了传统堵转电流控制方法造成的安全隐患,并提高了智能锁的可靠性和使用寿命。
实施例2:
参照图2,本发明第二实施例提供一种智能锁控制方法,基于上述图1所示的实施例1,其中所述初始化程序包括:
步骤S310,获取直流伺服电机自起始点顺时针转动的最大工作电流、平均工作电流;并通过所述最大工作电流和所述平均工作电流判断所述直流伺服电机的输出轴和锁芯是否同心;
上述,装配状态,包括同心度正常和同心度异常。在本实施例中,即为锁具在装配时,电机的输出轴和锁芯的转动轴是否同心,如果不同心,即为同心度异常,则会出现绕动,导致转动力变大、电流变大、功耗变大。本实施例中,通过首先对于输出轴和转动轴是否同心进行判断,从而在初次进行初始化时,对于锁具本身的装配情况进行检测,从而避免了锁具由于不同心,装配不正确,导致的转动力变大、电流变大、功耗变大的问题。
步骤S320,若所述直流伺服电机的输出轴和锁芯同心,在达到堵转时,获取达到堵转时的第一定位脉冲数和第一计数脉冲,并控制所述直流伺服电机逆时针转动;
步骤S330,在逆时针转动经过所述起始点并达到堵转状态时,获取逆时针转动时的自所述起始点到达到堵转时的第二定位脉冲数和第二计数脉冲;
步骤S340,根据所述第一定位脉冲数、所述第一计数脉冲、所述第二定位脉冲数和所述第二计数脉冲确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式。
电机堵转是电机在转速为0转时仍然输出扭矩的一种情况,一般都是机械的或者人为的。由于电机负载过大、拖动的机械故障、轴承损坏扫堂等原因引起的电动机无法启动或停止转动的现象。电机堵转时功率因数极低,堵转时的电流(称堵转电流)最高可达额定电流的7倍,时间稍长就会烧坏电机。在电子锁或智能锁中,出现电机堵转的情况为电子锁通过直流伺服电机进行转动达到无法转动,但仍然输出扭矩的时,为故障状态。
在本实施例中,进行初始化程序中,需要进行对于直流伺服电机的不同转动角度和方向进行定义和判断,从而确定其直流伺服电机的转动方向角度对应的角度开锁方式,从而实现通过角度方向的控制方法实现基于直流伺服电机的智能锁的开关控制。
此外,采用堵转电流的控制模式每次开关门的过程都会产生10倍于正常工作电流的大电流和5倍于正常工作扭力的扭力冲击;采用直流伺服电机正常开关门的工作电流<500mA,扭力<6kg/cm;
进一步的,采用堵转电流的控制模式在开关门还没有到位的过程中只要发生堵转系统就判定为已开门或已关门,存在使用风险;采用直流伺服电机在开关门过程中发生堵转时,只要转动角度不到位,就不会被判为已开门或已关门,同时产生报警信号和自适应加大扭力,可以通过人工干涉和自适应功能消除堵转。
并且,采用堵转电流的控制模式为保护控制电路一般会设置一个限流值,这个限流值会限制控制电机的效率发挥;采用直流伺服电机不需要设置限流值,堵转电流的产生是小概率事件,可通过保护电路对控制电路进行保护,发生堵转时不设置限流值的电机扭力输出可比设置限流值的堵转处理模式提高20%至30%,更有利于消除堵转故障。
进一步的,采用堵转电流的控制模式需要人工设置开锁转动方向;采用直流伺服电机的控制模式可以自动适应各种锁体的控制要求。
综上所述,与现有技术相比存在的优点是进一步提高了系统的可靠性和稳定性;提高了节能效果和自动化程度;降低了电子锁的故障率、提高了产品的使用寿命。
实施例3:
参照图3,本发明第三实施例提供一种智能锁控制方法,基于上述图2所示的第二实施例,所述步骤S340,“根据所述第一定位脉冲数、所述第一计数脉冲、所述第二定位脉冲数和所述第二计数脉冲确定基于所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式”包括:
步骤S341,判断所述第二定位脉冲数是否大于所述第一定位脉冲数;
上述,在本实施例中,所涉及到的为初始化程序的步骤。在步骤S41之前,还可以包括:
判断是否出现堵转电流;若是,则进入故障处理模块执行故障处理程序;若否,则完成开门或关门指令,通过通信模块向上位机发出执行状态信息,等待接受结束指令,进入休眠状态。
具体的,需要在进行根据所述第一定位脉冲数、所述第一计数脉冲、所述第二定位脉冲数和所述第二计数脉冲确定基于所述直流伺服电机的转动方向角度对应的角度开锁方式时,首先需要进行判断所述第二定位脉冲数是否大于所述第一定位脉冲数。
具体的,控制电机顺时针转动,记录最大工作电流、平均工作电流,记录至堵转时的定位脉冲数N1,记录至堵转时的计数脉冲A1;堵转后电机反时针转至起始点,记录自起始点到反时针转动时发生堵转的定位脉冲数N2,记录自起始点到反时针转动时发生堵转的计数脉冲数A2。对是否N1>N2进行判断。
步骤S342,若所述第二定位脉冲数大于所述第一定位脉冲数,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机顺时针转动时开锁。
上述,如果N1>N2,则记录顺时针转动为开锁。
所述步骤S341,“判断所述第二定位脉冲数是否大于所述第一定位脉冲数”之后,还包括:
所述步骤S343,若所述第二定位脉冲数不大于所述第一定位脉冲数,则判断所述第二计数脉冲是否大于所述第一计数脉冲;
上述,如果N1为≤N2,则进一步判断是否A1>A2。即对所述第二计数脉冲是否大于所述第一计数脉冲进行判断。
所述步骤S344,若所述第二计数脉冲大于所述第一计数脉冲,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机顺时针转动时开锁;
上述,如果A1>A2,则判定顺时针转动为开锁方式,即所述开锁方式为所述直流伺服电机顺时针转动时开锁。
所述步骤S345,若所述第二计数脉冲不大于所述第一计数脉冲,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机逆时针转动时开锁。
如果A1≤A2,则判定反时针转动为开锁方式。
此外,在初始化程序中,可以对角度开锁方式进一步进行判断。
例如,在初始化程序中,锁体处于开门状态,即主锁舌收回锁体。
1、控制并记录电机顺时针转至堵转电流出现时的角度;
2、控制并记录电机反时针转至堵转电流出现时的角度;
3、逻辑判断:转动到初始位置(霍尔1霍尔2都有信号);
锁芯位于开门状态:方舌收回,斜舌申出;
顺时针转约125度时堵转;转回零点后,反时针转约870度时堵转,为普通锁体左转开门。(开门校准:反时针转180度时校准一次,再转360度时再校准一次,再转330°,反时针转45°左右;关门校准:反时针转285°校准一次,再转360°校准一次,再转125°);
反时针转约125度时堵转;转回零点后,顺时针转约870度时堵转,为普通锁体右转开门;
顺时针转约125度时堵转;转回零点后,反时针转约510度时堵转,为快开锁体左转开门;
反时针转约125度时堵转;转回零点后,顺时针转约510度时堵转,为快开锁体右转开门;
锁芯位于关门状态:方舌申出,斜舌申出;
反时针转约125度时堵转;转回零点后,顺时针转约870度时堵转,为普通锁体左转开门;
顺时针转约125度时堵转;转回零点后,反时针转约870度时堵转,为普通锁体右转开门;
反时针转约125度时堵转;转回零点后,顺时针转约510度时堵转,为快开锁体左转开门;
顺时针转约125度时堵转;转回零点后,反时针转约510度时堵转,为快开锁体右转开门。
此外,关于零点的定义:
1、锁芯位置处于钥匙可以拔出的位置为零点;
2、零点初始化时,定位霍尔零点位置与锁芯零点位置一致,实际使用过程定位霍尔零点位置会出现与锁芯零点位置一致或与锁芯零点位置相差180°的情况。
关于零点的利用:
1、定位霍尔元件在检测零点时,检测到的零点脉冲的宽度较宽,边缘触发时顺时针转动与反时针转动,会产生多个计数脉冲的偏差。初始化时,要加算法统一零点。
2、锁体方舌和斜舌从锁芯零点伸出到缩回时的计数脉冲是固定不变的,但在利用定位霍尔元件校准时,会出现在开门时斜舌开启与回位的角度小于180°,不能用定位霍尔元件校准的状况。在每个开关门过程中最少可以有一次校准的可能,但斜舌的回位可能会失去校准的机会。
通过初始化过程中产生的过载点的角度X产生后续开关锁的控制角度X-1度。
在本实施例中,通过直流伺服电机代替了传统方法中的直流电机,利用方向角度控制的方式代替传统的堵转电流控制方式,避免了系统运行中的过大输出电流的出现和机械结构频繁受到堵转冲击力的损伤,有效的降低了能耗,避免了传统堵转电流控制方法造成的安全隐患,并提高了智能锁的可靠性和使用寿命。
此外,也可以包括如下在初始化后的系统安装测试,即工作检查程序,以对于故障问题进行排查:
1、开门状态下开关门测试:用开关门按键检查系统工作情况,(系统记录开门和关门过程中的最大工作电流,与出厂的空载电流作比较);
2、实际开关门测试:通过开关门按键检查实际开关门过程中的最大工作电流(与开门状态下的负载电流作比较);
3、得出的上述两个电流值分别与出厂标准值比较,第1项的电流大提示1:说明锁芯与锁体的阻力大(先用钥匙空转锁芯开关检查受力情况,如带天地杆受力大于5Kg的锁体已不适用于全自动锁,建议用户更换锁体;如受力小,再装上自动锁开关检查受力情况,应基本一致,否则提示2:要调整自动锁的安装固定位置使之适应;第2项的电流大提示3:说明门的安装阻力大(门的安装水平不好或门口板要调整);
4、如果出现堵转电流,提示:4:排除产生堵转的原因;
5、如关门电流超常:提示5:检查上天地杆;
6、如开门电流超常:提示6:检查下天地杆;
7、如开关门电流都超常:提示7:检查防风舌是否没对主锁舌起到保护作用,主锁舌产生摩擦。
蜂鸣器连续“滴”声提示电流异常;
8、长按恢复出厂设置键,启动陀螺仪测角程序(蜂鸣器“滴、滴”声提示进入和退出测角状态);
9、与前面板通信测试:进入工作检查程序后通知前面板进入调试状态,上述信息能在前面板正常显示则通信正常。
实施例4:
参照图4,本发明第四实施例提供一种智能锁控制方法,基于上述图3所示的第三实施例,所述初始化程序还包括:
步骤S350,将所述直流伺服电机在自起始点顺时针转动至堵转,并且逆时针转动到达堵转即为一次堵转循环;其中,堵转循环的次数为k;
步骤S360,判断是否k+1≥2;
步骤S370,若k+1≥2,则退出所述初始化程序。
步骤S380,若k+1<2,则生成一循环初始化指令,并根据所述循环初始化指令返回所述“获取直流伺服电机自起始点顺时针转动的最大工作电流、平均工作电流”。
上述,智能锁在进行初始化程序时,可能出现由于堵转造成的故障,导致堵转循环无法正常走完流程,无法进行顺时针转至堵转并逆时针在达到堵转,进而导致初始化程序无法正常执行。
本实施例中,定义堵转程序的堵转循环,执行一次循环,通过计数器记录K为1,计数从0开始,循环一次为1,再次循环后计数为2,则结束循环。通过判断堵转循环是否完整执行达到次数要求,即是否k+1≥2,从而实现对于堵转循环的是否正常运行的监控,避免了由于堵转程序执行不成功造成的初始化失败,为用户对于智能锁的使用造成不便。
实施例5:
参照图5和图6,本发明第五实施例提供一种智能锁控制方法,基于上述图1所示的第一实施例,所述步骤S400,“接收开锁指令,基于所述开锁指令执行驱动程序,控制所述智能锁根据所述开锁方式开锁”之后,还包括:
步骤S500,若所述伺服电机在开锁过程中出现堵转,则执行堵转处理程序;所述堵转处理程序包括:
步骤S510,控制所述直流伺服电机断电停止工作,在断电时间达到T1时间后,控制所述直流伺服电机上电工作,在上电工作时间达到2n×T1时间时,判断所述直流伺服电机的堵转是否消除;其中,n为循环供电次数,由断电停止工作至上电工作记为一次循环供电;
步骤S520,若所述直流伺服电机的堵转情况已消除,则退出所述堵转处理程序。
步骤S530,若所述直流伺服电机的堵转未消除,则重复进行循环供电,直至n+1≥5,退出所述堵转处理程序,并发出堵转警报。
上述,在本实施例中,所涉及到的步骤为堵转处理程序,用于处理堵转的故障情况。具体,可以通过堵转模块进行控制和判断。
在电机转动过程中发生堵转时的处理。判断堵转是否消除,如果是,则停止向上位机发送报警信息,继续执行开门或关门程序。如果否,则执行堵转程序。
上述,需要说明的是,电机堵转是电机在转速为0转时仍然输出扭矩的一种情况,一般都是机械的或者人为的。由于电机负载过大、拖动的机械故障、轴承损坏扫堂等原因引起的电动机无法启动或停止转动的现象。电机堵转时功率因数极低,堵转时的电流(称堵转电流)最高可达额定电流的7倍,时间稍长就会烧坏电机。在电子锁或智能锁中,出现电机堵转的情况为电子锁通过直流伺服电机进行转动达到无法转动,但仍然输出扭矩的时,为故障状态。
进一步的,在堵转程序中,自适应供电——停止电机工作T1秒后,启动电机工作2的n次方×T1秒,判断是否消除堵转,若是,则退出堵转模块;若否,当循环次数达到n+1后,再次停止电机工作T1秒后,启动电机工作2的n次方×T1,再次判断是否消除堵转,是退出堵转模块,否,判断n+1≥5是退出堵转模块,发出报警信息等待N秒,继续重复自适应供电;判断n+1≥5否,继续停止电机工作T1秒后,启动电机工作2的n次方×T1秒,判断是否消除堵转,是退出堵转模块,否重复自适应供电程序。
上述步骤,即为在n为供电循环自适应程序的运行次数时,进一步判断是否出现n+1≥5的情况,如果出现,该情况,则停止进行循环,通过警报提示工作人员进行对该故障进行维修。如果未达到次数,则继续进行循环,每次循环增加直流伺服电机运行电流,以达到解除故障的目的,为进一步解决堵转故障问题提供了解决方案。
实施例6:
参照图7,本发明第五实施例提供一种智能锁控制方法,基于上述图1所示的第一实施例,所述智能锁控制方法还包括:
步骤S600,若未接收到所述恢复出厂设置指令,则接收用户输入的密码信息;
步骤S700,若接收到所述密码信息,则判断所述密码信息是否为智能锁初始密码;
步骤S800,若所述密码信息为所述智能锁初始密码,则执行驱动程序,控制所述智能锁开锁;
步骤S900,若所述密码信息不为所述智能锁初始密码,则将所述密码信息保存,作为管理员密码,并执行驱动程序,控制所述智能锁开锁。
上述,智能锁初始密码,为智能锁在出厂后自带的密码,一般可以为12345等等。
上述,密码信息,为用户在进行设置、开锁时所输入的密码。
上述,在步骤S600之后,还可以包括:
若未接收到所述密码信息,则等待接收上位机的指令;
在所述步骤S900中,还包括:
接收用户通过上位机输入的上位机密码;
将上位机密码与所述管理员密码进行比较;
若两者不一致,则返回等待接收上位机的开锁指令;
若两者一致,则执行驱动程序。
上述,上位机,为与智能锁连接的控制终端。
此外,参考图8,本发明还提供一种智能锁,包括直流伺服电机10,以及与所述直流伺服电机10连接的控制模块组件20;
所述控制模块组件20包括:上电自检模块21、初始化模块22、驱动模块23和故障处理模块24;
所述上电自检模块21,用于若接收到所述恢复出厂设置指令,则根据所述恢复出厂设置指令执行初始化程序,通过所述初始化程序确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;
所述初始化模块22,用于执行所述初始化程序;
所述驱动模块23,用于根据开锁指令驱动所述直流伺服电机以开锁;
所述故障处理模块24,用于执行堵转处理程序。
此外,还可以包括数据更新模块25和通信协议模块26。
所述上电自检模块用以控制整个系统的上电工作,平时系统处于零功耗的休眠状态,当上位机给出上电指令后,系统被唤醒,自动上电工作,上电后自检执行两个判断:1、有无恢复出厂设置信号,有,恢复出厂设置,无,执行下一步判断;2、有无用户密码信息,有,执行用户程序,无,执行初始化程序。
所述初始化模块用于完成一是判断锁体是需要转几圈来完成开锁和关锁的动作;二是判断锁体开锁和关锁的方向;三是判断锁体开锁和关锁的位置。
所述驱动模块用于确定开锁和关锁的时机;并执行开锁、闭锁的指令。
所述故障处理模块用于处理堵转和其他问题的处置,包括执行开锁后用户长时间没有开门,开门后用户长时间没有关门或门未关好,门体变形引起负载变化、装配不好引起负载变化、锁体故障引起负载变化等引起的问题。
所述数据更新模块包括数据库程序和自学习功能,能自动记录锁体开关位置的角度数据和不同负载状态下的电流值,并在负载发生变化后具有实时更新数据的功能。
所述通信协议程序用于以串口的方式与上位机实现数据通信,通过通信协议的约定,接受上位机发送的加密执行指令,向上位机输送执行结果和执行过程中的电流参数和故障处理结果。
此外,智能锁的设备规格和功能也可以为如下:
1、智能控制电机转动角度,最大控制误差小于±0.5度;
2、智能识别锁具类型:普通、双快、自弹;
3、智能识别开门方式:左开、右开;
4、智能匹配开关门的最佳起始位置;
5、智能识别门的位置状态,自动控制关门转动;
6、定量评价门、锁体、锁芯的安装质量,给出电池功耗的精准信息,对使用过程中异常的功耗变化给出信息提示;
7、双CPU结构,前后面板信息通过串口连接,开门信号为用户密码,前面板控制板拆开,没有密码开不了门,同理前面板损坏,用户只需换块前面板的控制板输入一组有效密码就可自动恢复数据开门进入,更安全、更方便;
8、正常工作中不会出现大电流对电源和控制电路的冲击,节能且可靠;
9、异常工作中出现负载加重,电流超过报警值时,自动报警并保护;
10、电机效率高,计数控制阶段电机可以以接近堵转的输出力带动锁芯转动;
11、机电一体化结构设计,功率因数高,机电参数匹配一次性调试到位,防潮、防震、无中转接插件;
12、方便用户,后面板无需另外设计控制电路板,结构更简单、使用更方便;
13、智能精准控制,有效降低了电池的能耗,使用8节5号电池,有效工作次数:(需实测);
合格安装时:普通锁体≥3000次;
双快锁体≥6000次;
自弹锁体≥4500次;
良好安装时:开关门次数还可提高20至50%;
14、采用碱性电池供电,电池电力不足,会延长开关门时间,但不会像锂电池那样突然出现自动保护,用户无法开门的问题。
此外,本发明还提供一种智能锁直流伺服电机控制装置,包括:获取模块和判定模块;
所述获取模块,用于获取直流伺服电机自起始点顺时针转动的最大工作电流、平均工作电流;并通过所述最大工作电流和所述平均工作电流确定所述直流伺服电机的装配状态;所述装配状态包括同心度正常和同心度异常;
所述获取模块,还用于在所述装配状态为同心度正常,并且在达到堵转状态时,获取达到堵转时的第一定位脉冲数和第一计数脉冲,并控制所述直流伺服电机逆时针转动;
所述获取模块,还用于在逆时针转动经过所述起始点并达到堵转状态时,获取逆时针转动时的自所述起始点到达到堵转时的第二定位脉冲数和第二计数脉冲;
所述判定模块,用于根据所述第一定位脉冲数、所述第一计数脉冲、所述第二定位脉冲数和所述第二计数脉冲确定基于所述直流伺服电机的转动方向角度对应的角度开锁方式,以便于基于开锁指令控制所述直流伺服电机根据所述角度开锁方式开锁。
此外,本发明还提供一种用户终端,包括存储器以及处理器,所述存储器用于存储智能锁直流伺服电机控制程序,所述处理器运行所述智能锁直流伺服电机控制程序以使所述用户终端执行如上述所述智能锁控制方法。
此外,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有智能锁直流伺服电机控制程序,所述智能锁直流伺服电机控制程序被处理器执行时实现如上述所述智能锁控制方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上仅为本发明的优选实施例,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 (10)
1.一种智能锁控制方法,其特征在于,所述智能锁包括直流伺服电机,所述方法包括:
接收唤醒上电指令,根据所述唤醒上电指令唤醒智能锁中的所述直流伺服电机并上电启动;
接收恢复出厂设置指令;
若接收到所述恢复出厂设置指令,则根据所述恢复出厂设置指令执行初始化程序,通过所述初始化程序确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;
接收开锁指令,基于所述开锁指令执行驱动程序,控制所述智能锁根据所述开锁方式开锁。
2.如权利要求1所述智能锁控制方法,其特征在于,所述初始化程序包括:
获取直流伺服电机自起始点顺时针转动的最大工作电流、平均工作电流;并通过所述最大工作电流和所述平均工作电流判断所述直流伺服电机的输出轴和锁芯是否同心;
若所述直流伺服电机的输出轴和锁芯同心,在达到堵转时,获取达到堵转时的第一定位脉冲数和第一计数脉冲,并控制所述直流伺服电机逆时针转动;
在逆时针转动经过所述起始点并达到堵转状态时,获取逆时针转动时的自所述起始点到达到堵转时的第二定位脉冲数和第二计数脉冲;
根据所述第一定位脉冲数、所述第一计数脉冲、所述第二定位脉冲数和所述第二计数脉冲确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式。
3.如权利要求2所述智能锁控制方法,其特征在于,所述“根据所述第一定位脉冲数、所述第一计数脉冲、所述第二定位脉冲数和所述第二计数脉冲确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式”包括:
判断所述第二定位脉冲数是否大于所述第一定位脉冲数;
若所述第二定位脉冲数大于所述第一定位脉冲数,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机顺时针转动时开锁。
4.如权利要求3所述智能锁控制方法,其特征在于,还包括:
若所述第二定位脉冲数不大于所述第一定位脉冲数,则判断所述第二计数脉冲是否大于所述第一计数脉冲;
若所述第二计数脉冲大于所述第一计数脉冲,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机顺时针转动时开锁;
若所述第二计数脉冲不大于所述第一计数脉冲,则判定所述开锁方式为所述直流伺服电机逆时针转动时开锁。
5.如权利要求2-4任一项所述智能锁控制方法,其特征在于,所述初始化程序还包括:
将所述直流伺服电机在自起始点顺时针转动至堵转,并且逆时针转动到达堵转即为一次堵转循环;其中,堵转循环的次数为k;
判断是否k+1≥2;
若k+1≥2,则退出所述初始化程序。
6.如权利要求5所述智能锁控制方法,其特征在于,还包括:
若k+1<2,则生成一循环初始化指令,并根据所述循环初始化指令返回所述“获取直流伺服电机自起始点顺时针转动的最大工作电流、平均工作电流”。
7.如权利要求1所述智能锁控制方法,其特征在于,所述“接收开锁指令,基于所述开锁指令执行驱动程序,控制所述智能锁根据所述开锁方式开锁”之后,还包括:
若所述伺服电机在开锁过程中出现堵转,则执行堵转处理程序,所述堵转处理程序包括:
控制所述直流伺服电机断电停止工作,在断电时间达到T1时间后,控制所述直流伺服电机上电工作,在上电工作时间达到2n×T1时间时,判断所述直流伺服电机的堵转是否消除;其中,n为循环供电次数,由断电停止工作至上电工作记为一次循环供电;
若所述直流伺服电机的堵转情况已消除,则退出所述堵转处理程序。
8.如权利要求7所述智能锁控制方法,其特征在于,所述堵转处理程序还包括:
若所述直流伺服电机的堵转未消除,则重复进行循环供电,直至n+1≥5,退出所述堵转处理程序,并发出堵转警报。
9.如权利要求1所述智能锁控制方法,其特征在于,所述“接收恢复出厂设置指令”之后,还包括:
若未接收到所述恢复出厂设置指令,则接收用户输入的密码信息;
若接收到所述密码信息,则判断所述密码信息是否为智能锁初始密码;
若所述密码信息为所述智能锁初始密码,则执行驱动程序,控制所述智能锁开锁;
若所述密码信息不为所述智能锁初始密码,则将所述密码信息保存,作为管理员密码,并执行驱动程序,控制所述智能锁开锁。
10.一种智能锁,其特征在于,包括直流伺服电机,以及与所述直流伺服电机连接的控制模块组件;
所述控制模块组件包括:上电自检模块、初始化模块、驱动模块、故障处理模块、数据更新模块和通信协议模块;
所述上电自检模块,用于若接收到所述恢复出厂设置指令,则根据所述恢复出厂设置指令执行初始化程序,通过所述初始化程序确定所述直流伺服电机的转动方向角度对应的开锁方式;
所述初始化模块,用于执行所述初始化程序;
所述驱动模块,用于根据开锁指令驱动所述直流伺服电机以开锁;
所述故障处理模块,用于执行堵转处理程序。
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