CN205176526U - 一种多通道控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多通道控制系统，其解决了现有无障碍通道机配置系统参数时操作复杂，用户体验度不好，无法适用于对大流量行人，成本高的技术问题，其包括左通道机、中通道机和右通道机，左通道机上设有第一射频读写器，第一射频读写器连接有指示灯、语音模块、无线接收模块、显示模块和进门天线；中通道机上设有第二射频读写器，第二射频读写器连接有出门天线、指示灯、语音模块、无线接收模块、显示模块和进门天线；右通道机上设有第三射频读写器，第三射频读写器连接有出门天线和指示灯；第一射频读写器、第二射频读写器和第三射频读写器之间通过CAN总线连接在一起。本实用新型广泛用于出入口管理领域和射频识别技术领域。

Description

一种多通道控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种无障碍通道机，尤其是涉及一种多通道控制系统。

背景技术

现有的室外型无障碍通道机或闸机在对系统工作参数进行配置时，一种方法是通过连接上位机进行配置，另一种方法是先拆除产品外壳再通过通道内部的工作参数设置按键进行操作，显然这两种方法都增加了施工时的操作复杂度。

现有的无障碍通道机针对不同权限行人的提示和区分仅仅是通过简单的指示灯和蜂鸣器来实现，而在多人同时通过通道的应用场景中，行人仅仅依靠通道自带的指示灯和蜂鸣器很难判断出自己是否被成功识别，用户体验度不好，显然这种提示方式已经无法适用于对大流量行人的无障碍考勤。

现有的多通道机大多采用RS485总线进行级联通信，但RS485通信采用的是一主多从的控制方式，无法主动上报，需要上位机轮询每个通道，相比主动上报，上位机发送的查询信息和无通行记录通道的应答返回都占用了信道，结果对于有通行记录的通道而言会导致通信延时，进而导致系统给用户的反馈实时性不好，因此这种RS485级联通信方式无法满足更多通道级联的需要。

现有的每套无障碍通道机或闸机都需要一个控制器、一个进门刷卡读头和一个出门刷卡读头，两个读头需要分别连接到控制器，每个通道的控制器之间也需要连接通信线，相邻通道上的读头到控制器之间的连线以及控制器到控制器之间的连线这两条通信线无法实现合并，这增加了埋设线材的施工难度，并且对于级联通道中间的每片通道则需要两个刷卡读头，而不能实现两个天线共用一个读写器，显然这也增加了成本。现有的每套无障碍通道机或闸机都需要控制相邻两片通道上的报警灯，因此相邻两片通道之间需要连接线，这增加了埋设线材的施工难度。

发明内容

本实用新型就是为了解决现有无障碍通道机配置系统参数时操作复杂，用户体验度不好，无法适用于对大流量行人，成本高的技术问题，提供了一种能够进行无线脱机配置、人机界面友好、成本低的多通道控制系统。

本实用新型提供的多通道控制系统，包括左通道机、中通道机和右通道机，左通道机上设有第一射频读写器，第一射频读写器连接有指示灯、语音模块、无线接收模块、显示模块和进门天线；中通道机上设有第二射频读写器，第二射频读写器连接有出门天线、指示灯、语音模块、无线接收模块、显示模块和进门天线；右通道机上设有第三射频读写器，第三射频读写器连接有出门天线和指示灯；第一射频读写器、第二射频读写器和第三射频读写器之间通过CAN总线连接在一起。

优选地，第一射频读写器、第二射频读写器和第三射频读写器均包括主控单元、射频发射单元、天线切换单元、进门天线接口和出门天线接口，射频发射单元与主控单元连接，天线切换单元与射频发射单元连接，进门天线接口和出门天线接口分别与天线切换单元连接；进门天线接口用于连接进门天线，出门天线接口用于连接出门天线；天线切换单元用于实现射频在进门天线和出门天线之间的切换。

优选地，天线切换单元包括第一直流驱动单元、第一开关单元、第一通直隔交和限流单元、第一通直隔交单元、第一单向导通单元、第二直流驱动单元、第二开关单元、第二通直隔交和限流单元、第二通直隔交单元以及第二单向导通单元；第一开关单元与射频发射单元连接，第一通直隔交和限流单元与第一开关单元连接，第一单向导通单元与第一通直隔交和限流单元连接，进门天线接口与第一单向导通单元连接，第一通直隔交单元的输入端与射频发射单元的输出端连接，第一通直隔交单元的输出端与第一单向导通单元的输入端连接，第一直流驱动单元与第一开关单元连接；

第二开关单元与射频发射单元连接，第二通直隔交和限流单元与第二开关单元连接，第二单向导通单元与第二通直隔交和限流单元连接，出门天线接口与第二单向导通单元连接，第二通直隔交单元的输入端与射频发射单元的输出端连接，第二通直隔交单元的输出端与第二单向导通单元的输入端连接，第二直流驱动单元与第二开关单元连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)脱机配置简便，具有防水功能。支持在室外对工作参数进行脱机配置的功能，系统采用红外遥控器无线设置系统工作参数，避免了产品内部电气件与外界的直接接触，从而使产品具备室外防水的能力，同时脱机配置还避免了连接上位机的繁琐，使操作更简便。

(2)人机交互友好，在通道通过配置语音模块可实现行人在刷卡的同时播报行人姓名的提示作用，提高了用户体验度。

(3)实现大流量通行，CAN总线的应用可满足大流量行人通信的实时性需求。

(4)资源共享，使连接线数量减少，降低了成本。级联多通道两侧的每片通道机各有一个天线和一个读写器，中间每片通道机各有两个天线和一个读写器，通过天线切换电路可使两个天线共用一个读写器，一个双天线读写器通过分时轮询两个天线可实现两个单天线读写器的功能，从而节省了一个读写器的使用成本。每片通道上都只有一个读写器，多通道之间通过CAN总线通信，每片通道机都可以通过CAN总线分享相邻通道机读取的卡号信息，从而减少了相邻通道上的读头到控制器之间的连接线，同时一个通道的报警动作也可通过CAN总线控制相邻通道机来驱动报警灯工作，从而减少了控制相邻通道机报警灯的控制线。

本实用新型进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是两个人行通道的结构示意图；

图2是射频读写器的原理框图。

附图符号说明：

1.第一射频读写器；2.红绿双色指示灯；3.语音模块；4.无线接收模块；5.显示模块；6.进门天线；7.第二射频读写器；8.出门天线；9.红绿双色指示灯；10.语音模块；11.无线接收模块；12.显示模块；13.进门天线；14.第三射频读写器；15.出门天线；16.红绿双色指示灯；17.第一直流驱动单元；18.第一开关单元；19.第一通直隔交和限流单元；20.第一通直隔交单元；21.第一单向导通单元；22.进门天线接口；23.第二直流驱动单元；24.第二开关单元；25.第二通直隔交和限流单元；26.第二通直隔交单元；27.第二单向导通单元；28.出门天线接口；29.射频发射单元；30.主控单元；A1表示一路天线切换控制信号；A2表示一路天线切换控制信号；RF表示射频信号。A表示A通道机，A/B表示A/B通道机，B表示B通道机。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，A通道机和A/B通道机之间形成一个行人通道，A/B通道机和B通道机之间形成一个行人通道，一共两个行人通道。也就是说在左、中、右三个位置设置三个通道机。

A通道机上安装有第一射频读写器1，第一射频读写器1连接有红绿双色指示灯2、语音模块3、无线接收模块4、显示模块5和进门天线6。进门天线6设置于进口刷卡区域。

A/B通道机上安装有第二射频读写器7，第二射频读写器7连接有出门天线8、红绿双色指示灯9、语音模块10、无线接收模块11、显示模块12和进门天线13。出门天线8设置于出口刷卡区域，进门天线13设置于进口刷卡区域。

B通道机上安装有第三射频读写器14，第三射频读写器14连接有出门天线15和红绿双色指示灯16。出门天线15设置于出口刷卡区域。

第一射频读写器1、第二射频读写器7和第三射频读写器14之间通过CAN总线连接来进行通信，第一射频读写器1、第二射频读写器7、第三射频读写器14和上位机也通过CAN总线连接来进行通信。

第一射频读写器1、第二射频读写器7和第三射频读写器14可交替输出两路射频信号。

红绿双色指示灯2、红绿双色指示灯9、红绿双色指示灯16用于通过灯光区分行人权限类型，有权限卡绿灯闪烁一下，无权限卡红外闪烁三下，每片通道都只有一个红绿双色指示灯，A/B通道机两侧通道共享A/B通道机上的指示灯。

语音模块3、语音模块10的作用是，行人携带的标签被检测到时，通过语音播报行人姓名来提醒行人识别成功，如图1所示，本系统的语音模块只安装在A通道机和A/B通道机中，行人在通过A通道机和A/B通道机之间的通道时，A通道机中的语音模块3负责语音播报，行人在通过A/B通道机和B通道机之间的通道时，A/B通道机中的语音模块10负责语音播报。

无线接收模块4、无线接收模块11的作用是，用红外遥控器配合无线接收模块可实现对系统工作参数进行非接触式脱机配置的功能，例如，通过按下红外遥控器上的数字键可对通道ID进行设置，如图1所示，无线接收模块只安装在A通道机和A/B通道机中。

显示模块5、显示模块12的作用是，在对系统工作参数进行非接触式脱机配置时，同步显示配置内容，如图1所示，显示模块只安装在A通道机和A/B通道机中。

需要说明的是，中间的A/B通道机可扩展为两个以上的数量，从而形成更多个行人通道。

如图2所示，以图1中A通道机上的第一射频读写器1为例，其包括主控单元30、射频发射单元29、第一直流驱动单元17、第一开关单元18、第一通直隔交和限流单元19、第一通直隔交单元20、第一单向导通单元21、进门天线接口22、第二直流驱动单元23、第二开关单元24、第二通直隔交和限流单元25、第二通直隔交单元26、第二单向导通单元27和出门天线接口28，射频发射单元29与主控单元30连接，第一开关单元18与射频发射单元29连接，第一通直隔交和限流单元19与第一开关单元18连接，第一单向导通单元21与第一通直隔交和限流单元19连接，进门天线接口22与第一单向导通单元21连接，第一通直隔交单元20的输入端与射频发射单元29的输出端连接，第一通直隔交单元20的输出端与第一单向导通单元21的输入端连接，第一直流驱动单元17与第一开关单元18连接。

第二开关单元24与射频发射单元29连接，第二通直隔交和限流单元25与第二开关单元24连接，第二单向导通单元27与第二通直隔交和限流单元25连接，出门天线接口28与第二单向导通单元27连接，第二通直隔交单元26的输入端与射频发射单元29的输出端连接，第二通直隔交单元26的输出端与第二单向导通单元27的输入端连接，第二直流驱动单元23与第二开关单元24连接。

第一直流驱动单元17、第一开关单元18、第一通直隔交和限流单元19、第一通直隔交单元20、第一单向导通单元21、第二直流驱动单元23、第二开关单元24、第二通直隔交和限流单元25、第二通直隔交单元26、第二单向导通单元27组成天线切换单元。

第一直流驱动单元17和第二直流驱动单元23用于给射频电路提供驱动电源。

进门天线6与进门天线接口22连接，出门天线接口28用于连接出门天线。因为图1中只设置了进门天线6，而没有设置出口天线，所有出门天线接口28处于空闲状态。

图1中的红绿双色指示灯2、语音模块3、无线接收模块4、显示模块5分别与主控单元30连接。CAN总线是与主控单元30连接在一起的。

天线切换单元用于实现射频在进门天线和出门天线之间的切换，通过天线切换控制信号A1打开第一开关单元18，关闭第二开关单元24可实现进门天线上的射频收发。通过天线切换控制信号A2打开第二开关单元24，关闭第一开关单元18可实现出门天线上的射频收发。

第一通直隔交和限流单元19和第二通直隔交和限流单元25均设有通直隔交电路和限流电路，可过滤掉直流驱动单元夹杂的交流信号，防止对射频信号的干扰。在第一开关单元18或第二开关单元24关闭的情况下，通直隔交电路可过滤掉射频信号，防止射频信号对第一开关单元18或第二开关单元24的损坏，限流电路主要用于保证第一直流驱动单元17或第二直流驱动单元23提供的直流和射频不超出第一单向导通单元21或第二单向导通单元27的最大电流承受范围。

第一通直隔交单元20和第二通直隔交单元26用于防止第一直流驱动单元17和第二直流驱动单元23的直流信号损坏射频发射源。

当第一开关单元18打开，第二开关单元24关闭的情况下，第一单向导通单元21用于防止第一开关单元18打开产生的射频在第二开关单元24所在电路上的能量损耗。第二单向导通单元27的作用与第一开关单元18的作用相同。

为了区分各个通道，多通道控制系统通信时要求连接在同一CAN网络中的每片通道机ID互不相同，且每片通道机ID号需要按照1、2、3…15从左到右进行配置。还需要做以下设置：

(1)CAN标准选择和标示符定义。

CAN报文包括信息部分和数据部分。一种是遵循CAN2.0A标准采用11位标识符的标准帧，一种是遵循CAN2.0B标准采用29位标识符的扩展帧；数据部分占8个字节，均可用。为提高通信效率和可靠性，采用11位标识符的标准帧，用于标识源节点地址、目的节点地址、当前帧类型等信息，而数据域的8个字节实现对一条消息的分包发送。

11位标识符定义如下表所示，其中“目标节点地址”和“发送节点地址”为读写器的设备号，各占4bit，取值范围为1-15。当“目标节点地址”为0xF时代表广播地址，所有节点均接收报文。“当前帧类型”占2bit，第2位未使用。

Bit 10:7	Bit 6:3	Bit 2	Bit 1:0
				目标节点地址	发送节点地址	未用	当前帧类型

协议控制字的bit1-bit0代表数据帧类型，即一条消息由多个数据帧组成时，该条消息的第一个数据帧的类型为“开始段”类型，该条消息的最后一个数据帧的类型为“结束段”类型，其它数据帧均为“中间段”类型；若该条消息只有一个数据帧，则数据帧为“单包”类型。各类型的代码定义如下表所示：

类型	开始段	中间段	结束段	单包
					代码	0x01	0x00	0x02	0x03

(2)验收滤波器设置。

为提高系统工作效率，启动验收滤波器，ID为X的读写器只接收目标节点地址为X的指令和广播指令。

(3)刷卡信息传送。

上位机在给ID号为X的通道发送通行记录查询指令时，如果ID为X或紧邻ID为X一侧的天线上之前已经检测到标签，则ID为X和X+1的读写器分别应答此指令。例如，上位机在给ID号为1的通道发送通行记录查询指令时，如果ID为1或紧邻ID为1一侧的天线上之前已经检测到标签，则ID为1和2的读写器分别上报1通道的进出刷卡记录。

(4)指示灯控制。

上位机给ID号为X的通道下传指示灯控制指令时，ID为X和X+1的读写器同步响应此指令。例如，上位机发送1号通道指示灯控制指令时，1号和2号读写器通过CAN总线同时接受到此指令，然后驱动各自指示灯。

以上所述仅对本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡是在本实用新型的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多通道控制系统，其特征在于，包括左通道机、中通道机和右通道机，所述左通道机上设有第一射频读写器，所述第一射频读写器连接有指示灯、语音模块、无线接收模块、显示模块和进门天线；所述中通道机上设有第二射频读写器，所述第二射频读写器连接有出门天线、指示灯、语音模块、无线接收模块、显示模块和进门天线；所述右通道机上设有第三射频读写器，所述第三射频读写器连接有出门天线和指示灯；所述第一射频读写器、第二射频读写器和第三射频读写器之间通过CAN总线连接在一起。

2.根据权利要求1所述的多通道控制系统，其特征在于，所述第一射频读写器、第二射频读写器和第三射频读写器均包括主控单元、射频发射单元、天线切换单元、进门天线接口和出门天线接口，所述射频发射单元与所述主控单元连接，所述天线切换单元与所述射频发射单元连接，所述进门天线接口和出门天线接口分别与所述天线切换单元连接；所述进门天线接口用于连接进门天线，所述出门天线接口用于连接出门天线；所述天线切换单元用于实现射频在进门天线和出门天线之间的切换。

3.根据权利要求2所述的多通道控制系统，其特征在于，所述天线切换单元包括第一直流驱动单元、第一开关单元、第一通直隔交和限流单元、第一通直隔交单元、第一单向导通单元、第二直流驱动单元、第二开关单元、第二通直隔交和限流单元、第二通直隔交单元以及第二单向导通单元；所述第一开关单元与所述射频发射单元连接，所述第一通直隔交和限流单元与所述第一开关单元连接，所述第一单向导通单元与所述第一通直隔交和限流单元连接，所述进门天线接口与所述第一单向导通单元连接，所述第一通直隔交单元的输入端与所述射频发射单元的输出端连接，所述第一通直隔交单元的输出端与所述第一单向导通单元的输入端连接，所述第一直流驱动单元与所述第一开关单元连接；

所述第二开关单元与所述射频发射单元连接，所述第二通直隔交和限流单元与所述第二开关单元连接，所述第二单向导通单元与所述第二通直隔交和限流单元连接，所述出门天线接口与所述第二单向导通单元连接，所述第二通直隔交单元的输入端与所述射频发射单元的输出端连接，所述第二通直隔交单元的输出端与所述第二单向导通单元的输入端连接，所述第二直流驱动单元与第二开关单元连接。