CN109458120A - 一种应用于厂房卷闸门的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其涉及机械设备控制技术领域，其特征在于，包括厂房门本地控制装置、WIFI模块和厂房门监控平台。本发明通过在电脑端的厂房门监控平台来对一个或多个厂房门电机进行控制，从而实现开启、关闭或厂房门打开的高度，避免厂房门开启后关闭不及时导致厂区恒温、恒湿、无尘的环境受到影响。本发明还具有监控、自动关闭等功能，每一个厂房门都设置有无线网络摄像机，除了进行监控及视频记录以外，客户端通过实时图像比对来确认门前区域是否有人或物，若无，则传递自动关闭厂房门的电信号。另外，本发明包括手机APP，APP分有权限，外厂运输车辆能通过APP来预约时间和进出备案，而管理者能电脑端或手机APP在线审批来节省时间及常规步骤，提高工作效率。

Description

一种应用于厂房卷闸门的控制系统

技术领域

本发明为机械设备控制技术领域，具体涉及一种应用于厂房卷闸门的控制系统。

背景技术

现代化生产车间需要恒温、恒湿、无尘的加工环境来保证所生产产品的质量。

生产车间拥有一定的车辆和人员，难免频繁地出入厂房，以至于厂房门经常开关，甚至贪图方便选择常开，便于原材料、配件的进入以及产品的出库。结果是厂房的温度、湿度都会变化，同时，外部的灰尘也会进入厂区，破坏了恒温、恒湿、无尘的环境，对产品的生产造成了影响，影响了品质和良品率。

面对这种情况，有部分厂家的做法是专门配置人员来把控厂房卷闸门的使用，在及时关闭、开启卷闸门的同时也能出入人员、货物出纳的监督作用，但这很显然是一个不必要、增加成本、浪费人力且不符合高效率生产的举动。

针对以上问题，现提供一种应用于厂房卷闸门的控制系统。

发明内容

本发明为了解决上述问题，目的是这样实现的：一种应用于厂房卷闸门的控制系统，控制系统能分为在线控制及手动控制两种方式，其特征在于，所述在线控制的方式能对多个本地控制装置与用户手机进行操作与授权，所述本地控制装置包括厂房门控制器、无线网络摄像机、门电机控制器、警示灯及门电机；所述厂房门控制器包括WIFI模块、手动控制面板、CPU和输出电路；

实现所述在线控制的方式的部件包括厂房门控制器、WIFI模块、监控平台、用户手机、无线网络摄像机；所述无线网络摄像机和警示灯设置在卷闸门附近适当的位置；所述用户手机、监控平台通过无线网络与无线网络摄像机和自带WIFI模块的厂房门控制相连；所述厂房门控制器上的WIFI模块通过电线电缆与CPU相接驳，与CPU相接驳的还有输出电路；所述门电机控制器和警示灯通过输出电路接收CPU传递的电信号；所述门电机控制器使用电线电缆与门电机相连接；所述门电机与连接、安装有卷闸门；

实现所述手动控制的方式的部件包括厂房门控制器、门电机控制器、警示灯和门电机；所述手动控制面包括预设有程序的PCB板和按键按钮；所述CPU使用电线电缆与手动控制面板上的PCB板相连接。

优选的，CPU上还设计有CPU下载端口、看门狗电路和继电器控制电路，还与供电电源相接驳。

优选的，所述继电器控制电路共有六路，分别为门上升继电器控制、门停止继电器控制、门下降继电器控制、绿色警示灯继电器控制、黄色警示灯继电器控制、红色警示灯继电器控制。

优选的，所述监控平台和用户手机都有对应的程序软件来管理控制，所述用户手机上的程序软件由权限可分为普通用户和管理用户，程序软件是在线对卷闸门开门、关门、监控各门状态以及预约管理等的功能平台。

优选的，当所述在线控制的方式无法联网时可通过门电机控制器上的按键按钮对卷闸门进行控制。

优选的，所述PU为控制处理器，采用STM32F030C8T6单片机，每个CPU都设置了唯一的地址，与无线网络连接时传递信息数据的数据中包含了地址，当单片机接受到与本省地址相关的数据时，才启动相应的控制程序；CPU中预设有控制程序，对监控平台发送的加密数据进行解密处理，和对数据进行加密发送到监控平台。

优选的，所述WIFI模块采用ESP8266模块用于监控平台的数据与CPU进行数据交互，接受无线网络数据，转换成串口信号，再与CPU进行数据交互。

优选的，所述警示灯为黄、绿、红的三色柱状警示灯。

优选的，所述供电电源由电源专用的转换芯片AMS1117将5V的USB电源转换成WIFI模块、CPU所需的3.3V供电来构成电路。

优选的，所述看门狗电路是用于在CPU在跑程序时给CPU复位使用，其核心是CAT824T的专用看门狗芯片。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的监控平台能对多个卷闸门进行监控，能对一个或以上数量的卷闸门单独或整体控制，每个卷闸门需装设一个控制系统，即：无线网络摄像机、带WIFI模块的厂房门控制器、警示灯和带门电机控制器。监控平台会对厂房门控制器里的CPU并进行编号，实现区分控制及管理的目的。

（2）因为厂房门控制器内置有WIFI模块，所以可通过无线网络与厂房门监控平台、用户手机联网，用户可通过监控平台或用户手机远程在线对卷闸门进行控制，方便快捷，能明显地节省人力及提高效率。

（3）本发明在卷闸门旁还设置有无线网络摄像机，无线网络摄像机除了时间记录存档门前的景物，还能定时通过无线网络将图像传输到监控平台，监控平台通过图像比对来判断区域是否有物或人，若与先前上传的自定义图像达到所设定的相似度，则向厂房门控制器中的WIFI模块发送关门命令，若关门时无线网络摄像机抓拍到的图像对比得出门前区域有人或物，则停止卷闸门的动作。

（4）用户手机可以下载APP来在线进出备案、货物运输预约、传送门开启数据以及其他用户手机授权的操作，当然的，APP的功能及权限是基于系统事前所授予的级别来拥有的，从而方便各岗位的工作，如管理层的监管操作或普通员工的基本出入。

（5）本发明通过利用无线网络整个控制系统联系起来，组成网络控制系统，CPU采用STM32F030C8T6的单片机，每个CPU设置了唯一的地址，无线网络中的数据包含了地址，当单片机接受到与本省地址相关的数据时，启动相应的控制程序；单片机与WIFI模块串口通信，进行数据交互。单片机预制控制程序，对监控平台发送的加密数据进行解密处理，同时发送的数据进行加密，发送到监控平台，从而保证本发明的安全性。配置以无线网络摄像机，使本发明更加智能及人性化，以防远程操控时忘记关门等情况时，监控平台也能通过自身来自动关闭卷闸门，保证生产环境，避免不必要的情况发生，极大的方便客户及员工的工作。

（6）本发明手动控制是基于在线控制的设置上的，网络失灵时，用户可通过厂房门控制器上的物理按钮来手动进行卷闸门的控制，卷闸们的升降高度都是是可控的，同时配置有三色警示灯来提醒附近的人们注意卷闸门的升降。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的控制方案框图。

图2为本发明厂房门控制器的连接示意框图。

图3为本发明无线连接及管理的示意图。

图4为本发明实现在线控制方式的示意图。

图5为本发明CPU的电路图。

图6为本发明CPU下载端口的电路图。

图7为本发明WIFI模块的电路图。

图8为警示灯的连接电路图。

图9为警示灯红灯的继电器控制电路图。

图10为警示灯黄灯的继电器控制电路图。

图11为警示灯绿灯的继电器控制电路图。

图12为看门狗芯片电路图。

图13为输出卷闸门上升信号的继电器控制电路图。

图14为输出卷闸门停止信号的继电器控制电路图。

图15为输出卷闸门下降信号的继电器控制电路图。

图16为手动控制面板的电路图。

图17为拥有管理权限的用户手机界面。

图18为门电机的驱动线路图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种应用于厂房卷闸门的控制系统，控制系统能分为在线控制及手动控制两种方式，其特征在于，所述在线控制的方式能对多个本地控制装置与用户手机（4）进行操作与授权，所述本地控制装置包括厂房门控制器（1）、无线网络摄像机（5）、门电机控制器（6）、警示灯（7）及门电机（9）；所述厂房门控制器（1）包括WIFI模块（2）、手动控制面板（10）、CPU（11）和输出电路（12）；

实现所述在线控制的方式的部件包括厂房门控制器（1）、WIFI模块（2）、监控平台（3）、用户手机（4）、无线网络摄像机（5）；所述无线网络摄像机（5）和警示灯（7）设置在卷闸门附近适当的位置；所述用户手机（4）、监控平台（3）通过无线网络与无线网络摄像机（5）和自带WIFI模块（2）的厂房门控制（1）相连；所述厂房门控制器（1）上的WIFI模块（2）通过电线电缆与CPU（11）相接驳，与CPU（11）相接驳的还有输出电路（12）；所述门电机控制器（6）和警示灯（7）通过输出电路（12）接收CPU（11）传递的电信号；所述门电机控制器（6）使用电线电缆与门电机（9）相连接；所述门电机（9）与连接、安装有卷闸门；

实现所述手动控制的方式的部件包括厂房门控制器（1）、门电机控制器（6）、警示灯（7）和门电机（9）；所述手动控制面（10）包括预设有程序的PCB板和按键按钮；所述CPU（11）使用电线电缆与手动控制面板（10）上的PCB板相连接。

其中，CPU（11）上还设计有CPU下载端口、看门狗电路和继电器控制电路，还与供电电源相接驳。

其中，所述继电器控制电路共有六路，分别为门上升继电器控制、门停止继电器控制、门下降继电器控制、绿色警示灯继电器控制、黄色警示灯继电器控制、红色警示灯继电器控制。

其中，所述监控平台（3）和用户手机（4）都有对应的程序软件来管理控制，所述用户手机（4）上的程序软件由权限可分为普通用户和管理用户，程序软件是在线对卷闸门开门、关门、监控各门状态以及预约管理等的功能平台。

其中，当所述在线控制的方式无法联网时可通过门电机控制器（6）上的按键按钮对卷闸门进行控制。

其中，所述PU（11）为控制处理器，采用STM32F030C8T6单片机，每个CPU（11）都设置了唯一的地址，与无线网络连接时传递信息数据的数据中包含了地址，当单片机接受到与本省地址相关的数据时，才启动相应的控制程序；CPU（11）中预设有控制程序，对监控平台（3）发送的加密数据进行解密处理，和对数据进行加密发送到监控平台（3）。

其中，所述WIFI模块（2）采用ESP8266模块用于监控平台（3）的数据与CPU（11）进行数据交互，接受无线网络数据，转换成串口信号，再与CPU（11）进行数据交互。

其中，所述警示灯（7）为黄、绿、红的三色柱状警示灯。

其中，所述供电电源由电源专用的转换芯片AMS1117将5V的USB电源转换成WIFI模块（2）、CPU（11）所需的3.3V供电来构成电路。

其中，所述看门狗电路是用于在CPU（11）在跑程序时给CPU（11）复位使用，其核心是CAT824T的专用看门狗芯片。

本具体实施例以图1、图2、图3、图4和图17为例。

本发明公开一种应用于厂房卷闸门的控制系统，能应用各类型安装设置有卷闸门的厂房，通过在每个卷闸门装设一个本地控制装置，便能利用监控平台经过互联网的这个渠道在线对各个卷闸门进行相对应的编号，单独操作和集中管理。而所述的本地控制装置，其内部设有WIFI模块，可通过无线网络来与监控平台或用户手机联网，来实现在线、远程控制门电机，进而控制卷闸门的开关以及高度，配合无线网络摄像机，能实时监控卷闸门前的情况，能及时确认人员信息来开、关门的同时，避免卷闸门前有人员走动而出现意外，有助于促成更加便捷及高效率的管理方式。

关于APP，可根据权限分为普通用户以及管理用户，普通用户具体是指车辆司机、厂区员工，只能用于控制开门或预约进厂时间，而管理用户即管理层人员，其可以通过手机开、关门，监控各个门的状态，以及处理预约、授权信息等，其大概可查看图17。

关于手机APP和监控平台的功能及界面包括但不限于以下特征：

1．选择界面

（1）按动门号选择控件，对应的红灯亮，下半部分的控制界面会出现对应的门控制界面；

（2）三个人物控件。管理人员可以操控所有控件，以及观看视频图像；厂区人员可以手动控制门的开、关，填写货物高度；车辆司机可填写车顶高度、车厢高度等数据。

2.监控界面

（1）预约时间：预约时间为一个时间段，由车辆司机在手机APP上填写。

（2）预约车牌：预约车牌由司机在手机APP上填写。

（3）开门时间：开门时间由管理人员设定。

（4）进出门号：进出门号由管理员设定。

（5）视频图像：由无线网络摄像机传送的视频图像，显示门前景物，以及门开启状态。

（6）当前高度：显示门开启高度，由厂房门控制器计算数据传送到监控平台，经监控平台传送到手机APP上显示。

（7）设置高度：设置高度根据货物及货车参数计算得到。

（8）手动控制：手动控制只能由管理人员和厂区人员进行操作，可进行门开、门关、门停操作。

（9）车顶高度、车厢高度：车顶高度、车厢高度的数据有预约司机在手机APP上填写。

（10）货物高度：货物高度数据由厂区人员填写。

（11）车辆进入：当预约时间到达后，车辆需要进入时，司机按动该控件，门将自动打开到设置高度，方便车辆进出。当车辆驶离厂房时，门将自动关闭。

值得一提的是，本发明配置的无线网络摄像机还能根据监控画面所拍摄到的门前景物，定时通过无线网络将图像画面传输到监控平台，由监控平台对上传画面进行与预设图像画面的比对，如果程序得出当前区域无物体或人时，则发出自动关闭的命令，当然，关闭途中卷闸门前区域有物体或人时，则马上发出停止门电机工作的命令。

关于卷闸门，卷闸房门的开、关由门电机及门电机控制器来驱动，而门电机驱动线路如图18所示。门电机为单相异步电动机，电容C为门电机启动电容。KM1、KM2为门电机控制继电器，KM1接通，电机正转；KM2接通，电机反转。SQ1为门上升极限限位行程开关，SQ2为门下降极限限位行程开关，对应动作由电机丝杆控制。

（1）当厂房门控制器发送门全开信号时，继电器KM1线圈得电，KM1常开触头闭合，门电机正转，门上升，门电机相连的电机丝杆正向旋转，当旋转圈数累积到达一定值时，SQ1断开，KM1失电，电机停止运行，门开启到最高处。

（2）当厂房门控制器发送关门信号时，继电器KM2线圈得电，KM2常开触头闭合，门电机反转，门下降，门电机相连的电机丝杆反向旋转，当旋转圈数累积到达一定值时，SQ2断开，KM2失电，电机停止运行，门下降到最底处，门关闭。

（3）门开启的高度与电机旋转时间成正比。当厂房门需要开启到设定高度时，厂房门控制器发送开启信号，同时计时，当时间到达设定值时，继电器KM1线圈失电，门停止，门开启到设定高度。

至于监控平台，用于监控各个门的开关状态，以及进出车辆的预约平台。通过该监控平台能进行货物运输的车辆进出备案、预约、厂房门开启高度设置、自动关闭的相关设置以及用户手机授权。监控平台发送和接受的数据进行了加密处理，CPU所发送的数据包中包含了各个厂房门地址，以防止未授权的用户手机开、关门控制。

本发明在于利用无线网络将整个系统联系起来，组成网络控制系统，可远程监控厂房门的状态和控制，更加只能和便捷，显著地节省人力及提高效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例的说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种应用于厂房卷闸门的控制系统，控制系统能分为在线控制及手动控制两种方式，其特征在于，所述在线控制的方式能对多个本地控制装置与用户手机（4）进行操作与授权，所述本地控制装置包括厂房门控制器（1）、无线网络摄像机（5）、门电机控制器（6）、警示灯（7）及门电机（9）；所述厂房门控制器（1）包括WIFI模块（2）、手动控制面板（10）、CPU（11）和输出电路（12）；

实现所述在线控制的方式的部件包括厂房门控制器（1）、WIFI模块（2）、监控平台（3）、用户手机（4）、无线网络摄像机（5）；所述无线网络摄像机（5）和警示灯（7）设置在卷闸门附近适当的位置；所述用户手机（4）、监控平台（3）通过无线网络与无线网络摄像机（5）和自带WIFI模块（2）的厂房门控制（1）相连；所述厂房门控制器（1）上的WIFI模块（2）通过电线电缆与CPU（11）相接驳，与CPU（11）相接驳的还有输出电路（12）；所述门电机控制器（6）和警示灯（7）通过输出电路（12）接收CPU（11）传递的电信号；所述门电机控制器（6）使用电线电缆与门电机（9）相连接；所述门电机（9）与连接、安装有卷闸门；

实现所述手动控制的方式的部件包括厂房门控制器（1）、门电机控制器（6）、警示灯（7）和门电机（9）；所述手动控制面（10）包括预设有程序的PCB板和按键按钮；所述CPU（11）使用电线电缆与手动控制面板（10）上的PCB板相连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其特征在于，所述CPU（11）上还设计有CPU下载端口、看门狗电路和继电器控制电路，还与供电电源相接驳。

3.根据权利要求2所述的一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其特征在于，所述继电器控制电路共有六路，分别为门上升继电器控制、门停止继电器控制、门下降继电器控制、绿色警示灯继电器控制、黄色警示灯继电器控制、红色警示灯继电器控制。

4.根据权利要求1所述的一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其特征在于，所述监控平台（3）和用户手机（4）都有对应的程序软件来管理控制，所述用户手机（4）上的程序软件由权限可分为普通用户和管理用户，程序软件是在线对卷闸门开门、关门、监控各门状态以及预约管理等的功能平台。

5.根据权利要求1所述的一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其特征在于，当所述在线控制的方式无法联网障时可通过门电机控制器（6）上的按键按钮对卷闸门进行控制。

6.根据权利要求1所述的一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其特征在于，所述CPU（11）为控制处理器，采用STM32F030C8T6单片机，每个CPU（11）都设置了唯一的地址，与无线网络连接时传递信息数据的数据中包含了地址，当单片机接受到与本省地址相关的数据时，才启动相应的控制程序；CPU（11）中预设有控制程序，对监控平台（3）发送的加密数据进行解密处理，和对数据进行加密发送到监控平台（3）。

7.根据权利要求1所述的一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其特征在于，所述WIFI模块（2）采用ESP8266模块用于监控平台（3）的数据与CPU（11）进行数据交互，接受无线网络数据，转换成串口信号，再与CPU（11）进行数据交互。

8.根据权利要求1所述的一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其特征在于，所述警示灯（7）为黄、绿、红的三色柱状警示灯。

9.根据权利要求2所述的一种应用于厂房卷闸门的控制系统，其特征在于，所述供电电源由电源专用的转换芯片AMS1117将5V的USB电源转换成WIFI模块（2）、CPU（11）所需的3.3V供电来构成电路。