CN110501936A - 一种带时序的天线控制器 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆天线控制技术领域，特别是涉及一种带时序的天线控制器，包含壳体以及设置在壳体内的控制电路板，所述控制电路板包括处理器模块U13、控制输出电路、检测输入状态电路、按键电路和电源电路；所述处理器模块U13分别与控制输出电路、检测输入状态电路、按键电路和电源电路相连接。本发明控制电路结构简单、设计新颖、科学合理、维护简单、实施方便，能够控制多根天线按照一定顺序直立和复位，相互之间不会产生干涉。

Description

一种带时序的天线控制器

技术领域

本发明属于车辆天线控制技术领域，特别是涉及一种带时序的天线控制器。

背景技术

随着市场的不断发展，各种警用改装车的种类和数量也在不断增加。车载的通信系统也越来越多，一辆车的顶部会安装多套通信系统的天线，这些天线平时处于放倒状态，使用时会通过倒伏机构将天线直立起来。由于天线的长短不同，安装位置不同，使用频率也不同，天线直立的过程中可能会存在干涉现象，所以天线直立和倒伏必须要有一定的顺序，不熟悉车况或者误操作就会导致多根天线打架的现象。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种带时序的天线控制器，控制电路结构简单、设计新颖、科学合理、维护简单、实施方便，能够控制多根天线按照一定顺序直立和复位，相互之间不会产生干涉。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

本发明的一种带时序的天线控制器，包含壳体以及设置在壳体内的控制电路板，所述控制电路板包括处理器模块U13、控制输出电路、检测输入状态电路、按键电路和电源电路；所述处理器模块U13分别与控制输出电路、检测输入状态电路、按键电路和电源电路相连接。

进一步地，所述处理器模块U13采用单片机，型号是stc15f2k32s2。

进一步地，所述控制输出电路包括第一信号隔离电路和驱动电路，所述单片机经过第一信号隔离电路与驱动电路连接。

进一步地，所述第一信号隔离电路包含第一光耦合器U1～U10，所述第一光耦合器U1～U10的输入端与单片机的继电器控制引脚连接，输出端接驱动电路。

进一步地，所述驱动电路包含驱动芯片U12、U14，所述驱动芯片U12、U14的输入端与第一光耦合器U1～U10的输出端连接，驱动芯片U12、U14的输出端与一一对应并联连接的继电器K1～K10和续流二极管D1～D5、D8、D9、D17～D19连接。

进一步地，该天线控制器还包括天线电机接插件JP2、JP6、JP7、JP8和电动卷帘电机接插件JP1；

所述天线电机接插件JP2、JP6、JP7、JP8的输出端与天线的驱动电机连接，输入端与继电器K2～K10的输出端连接；所述电动卷帘电机接插件JP1的输出端与电动卷帘的驱动电机连接，输入端与继电器K1的输出端连接。

进一步地，所述检测输入状态电路包含限位开关接插件JP4和第二信号隔离电路，所述第二信号隔离电路包含第二光耦合器U15～U24，所述限位开关接插件JP4的输入端与天线限位开关和电动卷帘限位开关连接，输出端与第二光耦合器U15～U24的输入端连接，第二光耦合器U15～U24的输出端与单片机的检测信号输入引脚连接。

进一步地，所述按键电路包含天线按键S1～S4、一键开启按键S5、一键撤收按键S6和急停按键S7。

进一步地，该天线控制器还包括与天线按键S1～S4、一键开启按键S5、一键撤收按键S6和急停按键S7一一对应的指示灯D10～D16。

进一步地，所述电源电路包含12V转5V芯片U11，该电源电路输出直流12V和直流5V。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的一种带时序的天线控制器，当天线直立时，第一根天线直立到位后触发天线限位开关，限位开关状态改变的信号传送到单片机，单片机依次控制后续天线执行直立操作；当天线撤收时，最后一根直立起来的天线倒伏到位后触发天线限位开关，单片机检测到限位开关状态改变后，依次控制后续天线按照直立的相反顺序执行倒伏操作。该天线控制器结构简单、设计新颖、科学合理、维护简单、实施方便，能够控制多根天线按照一定顺序直立和复位，相互之间不会产生干涉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的处理器模块的电路原理图；

图2是本发明实施例的第一信号隔离电路原理图；

图3是本发明实施例的驱动电路原理图；

图4是本发明实施例的天线电机接插件的电路原理图；

图5是本发明实施例的电动卷帘电机接插件的电路原理图；

图6是本发明实施例的第二信号隔离电路原理图；

图7是本发明实施例的按键电路原理图；

图8是本发明实施例的限位开关接插件的电路原理图；

图9是本发明实施例的指示灯的电路原理图；

图10是本发明实施例的电源电路原理图；

图11是本发明实施例的壳体的正视结构示意图；

图12是本发明实施例的壳体的俯视结构示意图。

图中序号所代表的含义为：1.上盖，2.底盒，3.按键，4.指示灯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供的一种带时序的天线控制器，包含壳体以及设置在壳体内的控制电路板，如图11所示，壳体包含底盒2和上盖1，上盖1通过螺栓与底盒2固定连接，控制电路板包括处理器模块U13、控制输出电路、检测输入状态电路、按键电路、接插件和电源电路；处理器模块U13分别与控制输出电路、检测输入状态电路、按键电路和电源电路相连接。

如图1所示，处理器模块U13采用单片机，型号是stc15f2k32s2，在本实施例中，通过stc15f2k32s2单片机控制四根天线按照一定的顺序直立和倒伏以及控制电动卷帘的展开与收合；stc15f2k32s2单片机是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，采用STC第八代加密技术，加密性超强，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟，±1%温飘，常温下温飘5‰， 5MHz～35MHz宽范围可设置，可彻底省掉外部昂贵的晶振。3路PWM/PCA，8路高速10位A/D转换(30万次/秒)，针对电机控制，强干扰场合。

如图2和图3所示，控制输出电路包括第一信号隔离电路和驱动电路，其中，第一信号隔离电路包括第一光耦合器U1～U10，驱动电路包括驱动芯片U12、U14，继电器K1～K10和与继电器K1～K10线圈一一对应并联连接的续流二极管D1～D5、D8、D9、D17、D18、D19，驱动芯片U12、U14采用ULN2003芯片；单片机的JDQ1引脚经过470Ω的电阻R2与第一光耦合器U1输入侧二极管的负极连接，输入侧二极管的正极接5V电源，第一光耦合器U1输出侧三极管的集电极经过4.7KΩ的电阻R1接12V电源，输出侧三极管的发射极经过4.7KΩ的电阻R2接12V电源，同时连接驱动芯片U12的QD1引脚，驱动芯片U12的OUT1引脚与继电器K1的线圈连接，继电器K1的常开触点输出电动卷帘电机的一路火线LOUT1；同理，单片机的JDQ2引脚经过第一光耦合器U2、驱动芯片U12，继电器K2的常开触点输出电动卷帘电机的另一路火线LOUT2；单片机的JDQ3引脚经过第一光耦合器U3、驱动芯片U12，继电器K3的常开触点输出第一根天线电机的负极；单片机的JDQ4引脚经过第一光耦合器U4、驱动芯片U12，继电器K4的常开触点输出第一根天线电机的正极；单片机的JDQ5引脚经过第一光耦合器U5、驱动芯片U12，继电器K5的常开触点输出第二根天线电机的负极；单片机的JDQ6引脚经过第一光耦合器U6、驱动芯片U12，继电器K6的常开触点输出第二根天线电机的正极；单片机的JDQ7引脚经过第一光耦合器U7、驱动芯片U14，继电器K7的常开触点输出第三根天线电机的负极；单片机的JDQ8引脚经过第一光耦合器U8、驱动芯片U14，继电器K8的常开触点输出第三根天线电机的正极；单片机的JDQ9引脚经过第一光耦合器U9、驱动芯片U14，继电器K9的常开触点输出第四根天线电机的负极；单片机的JDQ10引脚经过第一光耦合器U10、驱动芯片U14，继电器K10的常开触点输出第四根天线电机的正极。另外，续流二极管D1～D5、D8、D9、D17、D18、D19防止电感性的线圈在断电的瞬间会有一个反向的而且电压较高的，可能高于电源数倍的电压，而这个电压很有可能会造成线路其它的设备工作的不正常甚至击穿破坏，有了这个反向的二极管后在继电器断电的瞬间，就给予了这个反向电压的一个泄放通路。

如图4和图5所示，接插件包括天线电机接插件JP2、JP6、JP7、JP8和电动卷帘电机接插件JP1，天线电机接插件JP2输入侧MOT4+引脚与继电器K10的常开触点的一端控制连接，天线电机接插件JP2输入侧MOT4-引脚与继电器K9的常开触点的一端控制连接，天线电机接插件JP2的输出侧与第四根天线的驱动电机连接；其他三根天线的连接方式与第四根天线的连接方式类似，此处不再赘述，天线电机接插件JP6连接第三根天线，天线电机接插件JP7连接第二根天线，天线电机接插件JP8连接第一根天线；电动卷帘电机接插件JP1的输入侧LOUT1引脚与继电器K1的常开触点的一端控制连接，电动卷帘电机接插件JP1的输入侧LOUT2引脚与继电器K2的常开触点的一端控制连接，天线电机接插件JP2的输出侧与电动卷帘的驱动电机连接，这里，电动卷帘可收合或者展开，根据使用环境和场景，展开电动卷帘，可以将天线很好的隐藏起来。

如图6和图8所示，检测输入状态电路包含限位开关接插件JP4和第二信号隔离电路，第二隔离电路包含第二光耦合器U15～U24，第二光耦合器U15输入侧二极管的正极接限位开关接插件JP4的1引脚，输入侧二极管的负极经过2KΩ的电阻R31接12V电源，第二光耦合器输出侧三极管的集电极一路经过4.7KΩ的上拉电阻R29接5V电源，另一路接单片机的IN1引脚，输出侧三极管的发射极接地；同理可知，限位开关接插件JP4的2～10引脚依次经过第二光耦合器U16～U24与单片机的IN2～IN10引脚对应连接。限位开关接插件JP4的输入端口连接天线限位开关和电动卷帘限位开关，天线限位开关和电动卷帘限位开关各自在两处位置均有布置，天线直立到位后会触发第一个天线限位开关，天线收合到位后会触发第二个限位开关，电动卷帘展开到位后会触发第一个电动卷帘限位开关，电动卷帘收合到位后会触发第二个电动卷帘限位开关，限位开关将开关状态改变的信号经过第二光耦合器信号隔离后输送给单片机，单片机控制天线直立倒伏的顺序和控制电动卷帘电机的启停。

如图7所示，按键电路包括与单片机的KEY1～KEY7引脚连接的天线按键S1～S4、一键开启按键S5、一键撤收按键S6和急停按键S7，一键开启按键S5一键使所有天线从倒伏状态到直立状态，根据设定的顺序不会相互干涉，一键撤收按键S6一键使所有天线从直立状态到倒伏状态，根据设定的顺序执行，不会相互干涉，天线按键S1～S4为四根天线的独立控制按键，根据实际应用单独控制对应的天线，急停按键S7为在出现突发状况下的应急按键，保证天线不会因为不可抗因素而遭受到损坏。

如图9所示，该天线控制器还包括与天线按键S1～S4、一键开启按键S5、一键撤收按键S6和急停按键S7一一对应的指示灯D10～D16，指示灯D10～D16用于指示按键状态，指示灯D10～D16与单片机的LED1～LED7引脚连接。如图12所示，指示灯D10～D16、天线按键S1～S4、一键开启按键S5、一键撤收按键S6和急停按键S7均设置在上盖1上。

如图10所示，电源电路包含12V转5V芯片U11，该电源电路输出直流12V和直流5V，为单片机以及其他电路模块提供所需电源。

工作原理如下：

假设第一根天线位于其他天线上方，车上通信系统使用时必须确保第一根天线直立到位后，其他天线才能有直立的动作，第一根天线直立到位后会触发第一个天线限位开关，第一个天线限位开关状态改变的信号会传送给单片机，单片机再控制后续的天线的驱动电机执行直立操作。

撤收时，必须保证其他天线先收到位，第一根天线才能执行倒伏的动作。其他天线收到位后会触发第二个天线限位开关，单片机检测到第二天线限位开关状态改变后，控制第一根天线的驱动电机执行倒伏操作。

当电动卷帘展开到位后，会触碰到第一个电动卷帘限位开关，第一个电动卷帘限位开关将状态改变信号传送给单片机，单片机控制电动卷帘的驱动电机停止工作；当电动卷帘收拢到位后，会触碰到第二个电动卷帘限位开关，第二个电动卷帘限位开关将状态改变信号传送给单片机，单片机控制电动卷帘的驱动停止工作。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来讲是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种带时序的天线控制器，包含壳体以及设置在壳体内的控制电路板，其特征在于，所述控制电路板包括处理器模块U13、控制输出电路、检测输入状态电路、按键电路和电源电路；所述处理器模块U13分别与控制输出电路、检测输入状态电路、按键电路和电源电路相连接。

2.根据权利要求1所述的带时序的天线控制器，其特征在于，所述处理器模块U13采用单片机，型号是stc15f2k32s2。

3.根据权利要求2所述的带时序的天线控制器，其特征在于，所述控制输出电路包括第一信号隔离电路和驱动电路，所述单片机经过第一信号隔离电路与驱动电路连接。

4.根据权利要求3所述的带时序的天线控制器，其特征在于，所述第一信号隔离电路包含第一光耦合器U1～U10，所述第一光耦合器U1～U10的输入端与单片机的继电器控制引脚连接，输出端接驱动电路。

5.根据权利要求4所述的带时序的天线控制器，其特征在于，所述驱动电路包含驱动芯片U12、U14，所述驱动芯片U12、U14的输入端与第一光耦合器U1～U10的输出端连接，驱动芯片U12、U14的输出端与一一对应并联连接的继电器K1～K10和续流二极管D1～D5、D8、D9、D17～D19连接。

6.根据权利要求5所述的带时序的天线控制器，其特征在于，该天线控制器还包括天线电机接插件JP2、JP6、JP7、JP8和电动卷帘电机接插件JP1；

所述天线电机接插件JP2、JP6、JP7、JP8的输出端与天线的驱动电机连接，输入端与继电器K2～K10的输出端连接；所述电动卷帘电机接插件JP1的输出端与电动卷帘的驱动电机连接，输入端与继电器K1的输出端连接。

7.根据权利要求2所述的带时序的天线控制器，其特征在于，所述检测输入状态电路包含限位开关接插件JP4和第二信号隔离电路，所述第二信号隔离电路包含第二光耦合器U15～U24，所述限位开关接插件JP4的输入端与天线限位开关和电动卷帘限位开关连接，输出端与第二光耦合器U15～U24的输入端连接，第二光耦合器U15～U24的输出端与单片机的检测信号输入引脚连接。

8.根据权利要求1所述的带时序的天线控制器，其特征在于，所述按键电路包含天线按键S1～S4、一键开启按键S5、一键撤收按键S6和急停按键S7。

9.根据权利要求8所述的带时序的天线控制器，其特征在于，该天线控制器还包括与天线按键S1～S4、一键开启按键S5、一键撤收按键S6和急停按键S7一一对应的指示灯D10～D16。

10.根据权利要求1所述的带时序的天线控制器，其特征在于，所述电源电路包含12V转5V芯片U11，该电源电路输出直流12V和直流5V。