CN112634498A - 一种用于立体车库的光通信锁控系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于立体车库的光通信锁控系统，包括光通信锁控、PLC可编程控制器以及立体停车设备，其中立体停车设备与PLC可编程控制器连接，所述光通信锁控包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块，MCU处理模块与PLC可编程控制器连接。本发明在立体车库的锁控系统中采用可见光作为信号发射的通信载体，以光敏电阻作为感光材料，将数据以串行通信的方式进行传输，传输过程可靠，此外，使用LED灯、光敏电阻作为通信材料，降低了锁控系统的成本，另外，可见光通信的抗干扰能力强，效果优于其他类型的锁控系统，与同类型的常规锁控系统相比，具备成本低、耐用性好、抗干扰能力强的特点，可在多种需要进行锁控的系统中进行使用。

Description

一种用于立体车库的光通信锁控系统
技术领域
本发明涉及一种用于立体车库的光通信锁控系统。
背景技术
当前，用于立体车库的电子智能锁控的应用越来越广泛，目前锁主要的类型有按键输入、指纹识别、电磁感应、射频刷卡、人脸识别等等。其中机械式需要手动输入密码并且其保密程度也不够高，机械按键也容易损坏；指纹识别式的密码锁其使用方便，但指纹识式其生产成本高并且密码容易被破解；刷卡式与电磁感应式应用也非常广泛，但容易受到电磁干扰；而人脸识别其安全等级高，使用也非常便捷，但需要有高清摄像头造成了生产成本过高。因此，在当前立体车库越来越广泛，应用场景越来越复杂的前提下，亟需提供一种不同于传统方式的锁孔系统，同时具备低成本、抗干扰以及耐用的特点。而随着光通信技术的不断发展，使得这一实现方式成为了可能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于立体车库的光通信锁控系统。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种用于立体车库的光通信锁控系统，包括光通信锁控、PLC可编程控制器以及立体停车设备，其中立体停车设备与PLC可编程控制器连接，所述光通信锁控包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块；
所述LED信号发射模块包括发射单片机、第五电阻R9、LED灯D1以及三极管Q1，其中第五电阻R9的一端连接到电源，第五电阻R9的另一端连接到LED灯D1的正极，LED灯D1的负级连接到三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接到单片机的TI引脚；
所述光信号接收模块包括第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3、第四光敏电阻R4,其中第一光敏电阻R1的一端连接到电源，另一端连接到第二光敏电阻R2的一端，第二光敏电阻R2的另一端连接到地；第三光敏电阻R3的一端连接到电源，另一端连接到第四光敏电阻R4的一端，第四光敏电阻R4的另一端连接到地线；
所述差分放大器模块包括第一电阻R5、第二电阻R6、第三电阻R7、第四电阻R8、第一电容C1、第二电容C2以及运算放大器U1，其中第一电容C1一端连接第一电阻R5的一端，另一端接地；第二电容C2的一端接第二电阻R6的一端，另一端接地；第一电阻R5的一端接第一电容C1，另一端连接运算放大器U1的同相输入端；第二电阻R6的一端接第二电容C2，另一端连接运算放大器U1的反相输入端；第三电阻R7的一端接地，另一端接运算放大器U1的反相输入端；第四电阻R8的一端接运算放大器U1的同相输入端，另一端接运算放大器U1的输出端；
所述MCU处理模块包括单片机，其中单片机的RI引脚连接到运算放大器U1的输出端，单片机与PLC可编程控制器连接；
所述光信号接收模块中第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3以及第四光敏电阻R4的电参数相同，其中，第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4用于接收光信号，第二光敏电阻R2与第三光敏电阻R3进行隔离不接收光信号。
进一步的，所述LED信号发射模块的单片机串口通信的波特率设置为120比特/秒。
进一步的，所述光信号接收模块中的第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3以及第四光敏电阻R4构成电桥。
进一步的，所述第一电容C1与第二电容C2为高频滤波电容。
进一步的，所述LED信号发射模块中的发射单片机为MCU-51单片机。
进一步的，所述MCU处理模块中的处理单片机为MCU-51单片机。
进一步的，所述差分放大器模块中的运算放大器U1的放大倍数为25倍。
进一步的，还包括一个LCD液晶显示器连接在PLC可编程控制器上。
本发明的有益效果在于：本发明在立体车库的锁控系统中采用可见光作为信号发射的通信载体，以光敏电阻作为感光材料，将数据以串行通信的方式进行传输，传输过程可靠，此外，使用LED灯、光敏电阻作为通信材料，降低了锁控系统的成本，另外，可见光通信的抗干扰能力强，人的肉眼可见，体验效果优于其他类型的锁控系统。与同类型的常规锁控系统相比，具备成本低、耐用性好、抗干扰能力强的特点，可在多种需要进行锁控的系统中进行使用。
附图说明
图1是本发明的连接模块结构示意图；
图2是本发明的光通信密码锁电路连接结构示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种用于立体车库的光通信锁控系统，包括光通信锁控、PLC可编程控制器以及立体停车设备，其中立体停车设备与PLC可编程控制器连接，所述光通信锁控包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块；
所述LED信号发射模块包括发射单片机、第五电阻R9、LED灯D1以及三极管Q1，其中第五电阻R9的一端连接到电源，第五电阻R9的另一端连接到LED灯D1的正极，LED灯D1的负级连接到三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接到单片机的TI引脚；
所述光信号接收模块包括第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3、第四光敏电阻R4,其中第一光敏电阻R1的一端连接到电源，另一端连接到第二光敏电阻R2的一端，第二光敏电阻R2的另一端连接到地；第三光敏电阻R3的一端连接到电源，另一端连接到第四光敏电阻R4的一端，第四光敏电阻R4的另一端连接到地线；
所述差分放大器模块包括第一电阻R5、第二电阻R6、第三电阻R7、第四电阻R8、第一电容C1、第二电容C2以及运算放大器U1，其中第一电容C1一端连接第一电阻R5的一端，另一端接地；第二电容C2的一端接第二电阻R6的一端，另一端接地；第一电阻R5的一端接第一电容C1，另一端连接运算放大器U1的同相输入端；第二电阻R6的一端接第二电容C2，另一端连接运算放大器U1的反相输入端；第三电阻R7的一端接地，另一端接运算放大器U1的反相输入端；第四电阻R8的一端接运算放大器U1的同相输入端，另一端接运算放大器U1的输出端；
所述MCU处理模块包括单片机，其中单片机的RI引脚连接到运算放大器U1的输出端，单片机与PLC可编程控制器连接；
所述光信号接收模块中第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3以及第四光敏电阻R4的电参数相同，其中，第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4用于接收光信号，第二光敏电阻R2与第三光敏电阻R3进行隔离不接收光信号。
进一步的，所述LED信号发射模块的单片机串口通信的波特率设置为120比特/秒。
进一步的，所述光信号接收模块中的第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3以及第四光敏电阻R4构成电桥。
进一步的，所述第一电容C1与第二电容C2为高频滤波电容。
进一步的，所述LED信号发射模块中的发射单片机为MCU-51单片机。
进一步的，所述MCU处理模块中的处理单片机为MCU-51单片机。
进一步的，所述差分放大器模块中的运算放大器U1的放大倍数为25倍。
进一步的，还包括一个LCD液晶显示器连接在PLC可编程控制器上。
系统工作时，光通信密码锁的LED信号发送模块可以通过单片机串行发射口TI通过控制第一NPN三极管Q1的截止与放大状态，来实现LED灯D1的开关状态，从而将可见光信号发送出去。其发送的密码信息采用16位二进制密码，即有65536个可预设置的密码通过串口调制的方式发送出去，其串口的波特率设置为120比特/秒。使用时将LED灯D1，贴近光信号接收模块的第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4。
解锁时，光信号接收模块的第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4接收到光信号，而第二光敏电阻R2与第四光敏电阻R4接收不到光信号。当数据通信时第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4由于接收到光信号其电阻阻值减小，从而，图2中a点的电位上升,同理图2中b点的电位减小，因此Uab的电压信号变大。然后再将Uab电压信号，通过第一电容C1与第二电容C2滤除高频噪声，再将信号通过放大倍数为22倍的运算放大器U1进行整形放大，最后将整形的逻辑信号通过串口接收端RI引脚传输给单片机。单片机根据接收的数据进行处理得到解锁密码数据，然后再将接收的密码与预置的密码比对，从而通过PLC可编程控制器控制立体停车设备实现解锁。

Claims (8)

1.一种用于立体车库的光通信锁控系统，其特征在于：包括光通信锁控、PLC可编程控制器以及立体停车设备，其中立体停车设备与PLC可编程控制器连接，所述光通信锁控包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块；
所述LED信号发射模块包括发射单片机、第五电阻(R9)、LED灯(D1)以及三极管(Q1)，其中第五电阻(R9)的一端连接到电源，第五电阻(R9)的另一端连接到LED灯(D1)的正极，LED灯(D1)的负级连接到三极管(Q1)的集电极，三极管(Q1)的发射极接地，三极管(Q1)的基极连接到单片机的TI引脚；
所述光信号接收模块包括第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)、第三光敏电阻(R3)、第四光敏电阻(R4),其中第一光敏电阻(R1)的一端连接到电源，另一端连接到第二光敏电阻(R2)的一端，第二光敏电阻(R2)的另一端连接到地；第三光敏电阻(R3)的一端连接到电源，另一端连接到第四光敏电阻(R4)的一端，第四光敏电阻(R4)的另一端连接到地线；
所述差分放大器模块包括第一电阻(R5)、第二电阻(R6)、第三电阻(R7)、第四电阻(R8)、第一电容(C1)、第二电容(C2)以及运算放大器(U1)，其中第一电容(C1)一端连接第一电阻(R5)的一端，另一端接地；第二电容(C2)的一端接第二电阻(R6)的一端，另一端接地；第一电阻(R5)的一端接第一电容(C1)，另一端连接运算放大器(U1)的同相输入端；第二电阻(R6)的一端接第二电容(C2)，另一端连接运算放大器(U1)的反相输入端；第三电阻(R7)的一端接地，另一端接运算放大器(U1)的反相输入端；第四电阻(R8)的一端接运算放大器(U1)的同相输入端，另一端接运算放大器(U1)的输出端；
所述MCU处理模块包括单片机，其中单片机的RI引脚连接到运算放大器(U1)的输出端，单片机与PLC可编程控制器连接；
所述光信号接收模块中第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)、第三光敏电阻(R3)以及第四光敏电阻(R4)的电参数相同，其中，第一光敏电阻(R1)与第四光敏电阻(R4)用于接收光信号，第二光敏电阻(R2)与第三光敏电阻(R3)进行隔离不接收光信号。
2.如权利要求1所述的用于立体车库的光通信锁控系统，其特征在于：所述LED信号发射模块的单片机串口通信的波特率设置为120比特/秒。
3.如权利要求1所述的用于立体车库的光通信锁控系统，其特征在于：所述光信号接收模块中的第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)、第三光敏电阻(R3)以及第四光敏电阻(R4)构成电桥。
4.如权利要求1所述的用于立体车库的光通信锁控系统，其特征在于：所述第一电容(C1)与第二电容(C2)为高频滤波电容。
5.如权利要求1所述的用于立体车库的光通信锁控系统，其特征在于：所述LED信号发射模块中的发射单片机为MCU-51单片机。
6.如权利要求1所述的用于立体车库的光通信锁控系统，其特征在于：所述MCU处理模块中的处理单片机为MCU-51单片机。
7.如权利要求1所述的用于立体车库的光通信锁控系统，其特征在于：所述差分放大器模块中的运算放大器(U1)的放大倍数为22倍。
8.如权利要求1所述的用于立体车库的光通信锁控系统，其特征在于：还包括一个LCD液晶显示器连接在PLC可编程控制器上。
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