CN210142365U - 一种光栅通行逻辑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光栅通行逻辑装置，属于轨道交通、售检票服务、楼宇及特定场所安防门禁、场馆出入控制领域。该光栅通行逻辑装置包括：光栅闸机、传感器控制器和GCU电路板；所述光栅闸机上设置有光栅传感器；所述光栅传感器与所述传感器控制器连接；所述GCU电路板分别与所述传感器控制器、光栅闸机上的授权检验模块、光栅闸机上的扇门控制器电连接。本实用新型用光栅传感器取代了传感器布局，减少了硬件钣金的开孔工艺，提高了生产效率；不再需要为不同人体特征适配传感器布局，减少了设备硬件版本，且能自由地在光栅传感器中选取光束的间距实现人体特征的适配，无需因更改布局导致的闸机外壳钣金及内部结构的替换，降低了改造升级的成本。

Description

一种光栅通行逻辑装置

技术领域

本实用新型属于轨道交通、售检票服务、楼宇及特定场所安防门禁、场馆出入控制领域，涉及一种轨道交通、安防门禁领域的设备，具体涉及一种光栅通行逻辑装置。

背景技术

现有闸机大多以对射传感器为主要的通行逻辑监测装置，在闸机内分布着一定数量的对射传感器，对射传感器在闸机的一侧为发射端，在闸机的另一侧为接收端，当闸机通道内没有通过行为时，传感器从发射端到接收端是畅通的光路。当乘客通过闸机时，会在一定的时间段内，按一定的顺序遮挡闸机内传感器光路，造成光路堵塞，通过对光路通断的时序采集，将通、断状态转换为计算机二进制的0和1，就形成了特定的数学逻辑组合，不同的通行行为会产生不同的数学组合，对数学组合进行逻辑分析和判断的过程就是闸机通行逻辑的基础算法。

传感器布局最初借鉴于国外产品，传感器的布局特征为欧洲人形体特征，不太符合亚洲人体貌特点，导致早期通行逻辑时常发生误判、漏人等现象。

而且，南方北方人体特征差异较大，因此通行逻辑受限于应用情景，十分具有地域局限性。同一款通行逻辑软件产品在异地也会经常因人体特征不同发生误判、漏人等情况。为解决此问题，同一闸机被迫衍生多个子版本的传感器布局和配套的通行逻辑软件版本，以适应不同地区的人体特征。

在硬件上，为了适应不同地区的人体特征，传感器布局和数量经常需要进行调整以达到适配效果(需要根据人体特征改变传感器之间的间距和数量，如：北方地区人体高大强壮，因此传感器间距大，数量少；南方人体身高相对矮一些，体形纤细，因此传感器间距小，数量多。)传感器布局和数量的变化会导致人体在通过闸机时数学组合的变化差异显著。

传统闸机如图1所示，包括左边闸机1和右边闸机2构成的行人通道，扇门3是阻挡机构，4是刷卡区、5是传感器布局，6是闸机通道。

所述左边闸机1和右边闸机2分别安装对射式红外光电传感器的发射端和接收端，发射端发射不可见波段的红外光，由接收端接收，行人进入通道后，其身体、随身物和携带行李会分阶段的阻挡不同组合的传感器，并以此形成不同的区状态参数。

传感器要均匀的分布在闸机通道的内侧机壳表面上，要根据当地的人体特征和通行习惯匹配相应的间距(相对的宽度、高度)，如图2所示，在闸机的一个侧壁上布置有16个发射端，分别为S1到S16，相应的，在闸机的另一个侧壁上需要步骤16个接收端。

这就导致不同的地区，会存在不同的布局，因为布局不同，当人通过通道时，传感器被遮挡的时序间隔会有不同的变化，也可能导致原本的判断组合出现变化，比如以前依靠某3对传感器组合进行的判断，现在可能依靠2对传感器或者4对传感器才能判断。

因此，发明一种无需进行硬件部件更改即可适应多个地区不同需求的闸机通行逻辑装置显得极为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种光栅通行逻辑装置，当需要调整传感器布局时，无需更改闸机外壳，且能够提高可靠性。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种光栅通行逻辑装置，包括：光栅闸机、传感器控制器和GCU电路板；

所述光栅闸机上设置有光栅传感器；所述光栅传感器与所述传感器控制器连接；

所述GCU电路板分别与所述传感器控制器、光栅闸机上的授权检验模块、光栅闸机上的扇门控制器电连接。

具体的，所述光栅传感器包括：发光器和受光器，所述发光器、受光器一一对应，发光器发射光束，与该发光器对应的受光器接收其发出的光束；

所述发光器、受光器均包括壳体以及设置在壳体内的多个光束点和控制电路板；

所述壳体为封闭结构；

在所述壳体的一侧开有窗口；

所述窗口采用透明材质进行封闭；

所述光束点固定安装在窗口的内侧，光束点发出的光或者接收的光能穿过所述窗口；

所述光束点采用光栅条或者光栅带上的光束点；

所述窗口为长条形，在每个窗口内安装有至少一条光束条或者光束带；

在所述壳体的两端分别设置有电连接件；

所述电连接件的两端均为接线端子；

在所述壳体内设置有信号线缆；

各个光束点分别与各自的信号线缆连接，各个信号线缆分别与所述控制电路板连接。

所述光栅闸机包括对称设置的左侧闸机和右侧闸机；

在所述左侧闸机和右侧闸机上均设置有扇门；

所述左侧闸机和右侧闸机平行设置，两者之间形成闸机通道；

在所述左侧闸机、右侧闸机相对的机壳上分别设置有多个长孔；所有长孔均水平设置；

所述左侧闸机和右侧闸机上的长孔对称设置；

在每个长孔的后方安装有至少一个所述光栅传感器，每个长孔后方的所有光栅传感器的光束点发出的光或要接收的光均能够穿过该长孔；

在所述左侧闸机、右侧闸机相对的机壳的内表面上分别设置插座，所述光栅传感器两端的电连接件能够插入到插座中；

或者在所述左侧闸机、右侧闸机的内部骨架上分别设置插座，所述光栅传感器两端的电连接件能够插入到插座中。

优选的，在每侧的闸机上设置有第一光栅传感器GS1、第二光栅传感器GS2、第三光栅传感器GS3、第四光栅传感器GS4；

所述第一光栅传感器GS1与第四光栅传感器GS4对称设置在扇门的两侧，且高度相同，第二光栅传感器GS2和第三光栅传感器GS3对称设置在扇门的两侧，且高度相同，两者的高度高于第一光栅传感器GS1和第四光栅传感器GS4的高度；

在每侧的闸机上设置有第五光栅传感器GS5、第六光栅传感器GS6；

所述第五光栅传感器GS5设置在扇门的正下方，且关于扇门所在的直线对称，且高度低于第一光栅传感器GS1和第四光栅传感器GS4的高度；

所述第六光栅传感器GS6设置在扇门的正上方，且关于扇门所在的直线对称，且高度高于第二光栅传感器GS2和第三光栅传感器GS3的高度。

所述闸机通道的一端的外部为非付费区，另一端的外部为付费区，在所述闸机通道中从非付费区向付费区依次包括：检测区、监视区、安全区和离开区；所述扇门设置在安全区的中间位置；

所述第一光栅传感器GS1设置在检测区，检测区的宽度与第一光栅传感器GS1的长度相同；

所述第二光栅传感器GS2的前10个光束点设置在监视区，后6个光束点设置在安全区；

所述第三光栅传感器GS3的前6个光束点设置在安全区，后10个光束点设置在离开区；

所述第二光栅传感器GS2的后6个光束点、所述第三光栅传感器GS3的前6个光束点对称设置在扇门的两侧；

所述第一光栅传感器GS1和第二光栅传感器GS2在水平面上的投影是依次连接的；

所述第三光栅传感器GS3和第四光栅传感器GS4在水平面上的投影是依次连接的；

所述第五光栅传感器GS5的前段与第二光栅传感器GS2的后段在水平面上的投影是重叠的；所述第五光栅传感器GS5的后段与第三光栅传感器GS3的前段在水平面上的投影是重叠的；

所述第六光栅传感器GS6的前段与第二光栅传感器GS2的后段在水平面上的投影是重叠的；所述第六光栅传感器GS6的后段与第三光栅传感器GS3的前段在水平面上的投影是重叠的；

所述第一光栅传感器GS1和第四光栅传感器GS4距离地面的高度为750-800mm；

所述第二光栅传感器GS2和第三光栅传感器GS3距离地面的高度为900-1000mm。

每个所述光栅传感器的壳体内的控制电路板与该壳体两端的电连接件连接，发光器的电连接件、受光器的电连接件分别通过信号电缆与传感器控制器连接；在所述传感器控制器上还连接有控制电缆，控制电缆的另一端分成两路，分别与GCU电路板上的RS485-A接口、RS485-B接口连接，传感器控制器设置在发光器或者受光器所在的闸机内；

或者，在发光器的壳体内和受光器的壳体内均分别设置传感器控制器；发光器的壳体内的传感器控制器的一端与发光器的壳体内的控制电路板连接，另一端与电连接件连接，发光器的电连接件与GCU电路板上的RS485-A接口电连接；受光器的壳体内的传感器控制器的一端与受光器的壳体内的控制电路板连接，另一端与受光器的电连接件连接，受光器的电连接件与GCU电路板上的RS485-B接口电连接。

光栅传感器的控制电路板将数字信号发送给对应的传感器控制器，传感器控制器将接收到的数字信号存储，同时将数字信号发送给GCU电路板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.用光栅传感器取代了传感器布局，减少了硬件钣金的开孔工艺，提高了生产效率。

2.不再需要为不同人体特征适配传感器布局，减少了设备硬件版本。

3.能自由地在光栅传感器中选取光束的间距实现人体特征的适配。

附图说明

图1传统闸机的结构示意图；

图2传统闸机的通行逻辑的传感器布局示意图；

图3本实用新型光栅闸机的结构示意图；

图4本实用新型光栅闸机中的光栅传感器的结构示意图；

图5光栅发光受光结构示意图；

图6本实用新型光栅通行逻辑装置的结构示意图；

图7本实用新型光栅通行逻辑装置中的GCU与各个光栅传感器的连接结构图；

图8本实用新型光栅传感器检测物体宽度的示意图；

图9本实用新型的使用方法的步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述

如图6所示，本实用新型的光栅通行逻辑装置包括：光栅闸机、传感器控制器、GCU电路板，GCU(是GATE CONTROL UNIT的缩写)电路板分别与光栅闸机上的授权检验模块、传感器控制器、扇门控制器电连接，能够采集授权检验模块上的授权检验信号和传感器控制器上的传感器信号，并根据授权检验信号和传感器信号控制扇门的动作，以保障刷卡乘客正常通行、对防止尾随及异常闯入进行拦截。在所述传感器控制器内设置有光栅状态寄存器，各个光栅传感器的控制电路板将数字信号发送给对应的传感器控制器，传感器控制器将接收到的数字信号存储在光栅状态寄存器内，同时，传感器控制器将数字信号传输给GCU。

具体的，本实用新型的光栅闸机所使用的光栅传感器包括发光器和受光器，发光器、受光器一一对应使用，发光器发射光束，受光器接收光束。光栅的物理原理实际上是传感器的条形带，在每个光栅传感器内有10-20个光束点，相当于10-20个子传感器。光栅传感器的两个相邻光束点之间的水平距离为光束间距，如图4所示，本实用新型使用的光栅传感器中的光束间距为20-40mm。光栅传感器可根据需要设置为单根发光(即多个光束点排成一行)，单根受光或者多根发光，多根受光。

现有的光栅传感器只有光栅条和光栅带，现有的光栅条和光栅带均是柔软的带状结构，而闸机可能用在户外或半户外(露天但是有顶棚)的环境里，温度变化幅度大，光栅条和光栅带的柔软材料易产生热胀冷缩等形变，一旦带状或条状的光栅发生形变，就会导致发光点或受光点发送偏移，光路可能出现中断或者偏斜。而且在户外或半户外环境中，闸机有可能进水，这样也会造成光栅条和光栅带的电路损坏。另外，光栅条、光栅带如果直接暴露在空气里，容易氧化衰老。

本实用新型的光栅传感器的发光器和受光器均如图4所示，包括封闭的壳体401、光束点、电连接件402、控制电路板。在封闭的壳体的一侧开有长条形窗口，所述长条形窗口采用透明材质(采用任何光束能够穿过的透明材质即可)进行封闭，将光栅条或者光栅带固定安装在长条形窗口的内侧，光栅条或光栅带上的光束点发出的光或者接收的光能穿过所述长条形窗口。

本实用新型的光栅传感器是将光栅条或光栅带封闭在壳体内，这样能很好地规避现有光栅条或光栅带的弱点。而且，壳体401本身的温度适应性好，封闭在壳体内的光栅条或者光栅带不易发生变形。

具体的，在所述壳体401的两端设置有电连接件402，在所述壳体内设置有信号线缆，在光栅条或者光栅带上设有多个光束点A1到An(在受光器上设置的光束点为接收点，在发光器上设置的光束点为发射点)，各个光束点分别与位于壳体内的各自的信号线缆连接，各个信号线缆与位于壳体内的控制电路板连接。

所述控制电路板采用现有光栅条或光栅带的控制电路板即可，该电路板一方面负责该光栅条或光栅带上的所有光束点的光束收、发工作，另一方面将光路通断的模拟信号转化为数字信号，通过壳体两端的电连接件给控制电路板供电和进行信号传输。

所述壳体两端的电连接件的两端均为接线端子，当将其安装在闸机上时，可以直接将壳体两端的电连接件插在闸机上对应的插座上即可。

光栅传感器中的每个光束点在硬件上是具有物理地址的，各个光束点的发射、接收情况可以从光栅传感器中的信号线缆反馈到控制电路板内。

本实用新型的所述光栅闸机如图3所示，相对于常规闸机，本实用新型的光栅闸机不再具有某一种传感器布局，取而代之的是将原有的传感器替换为光栅传感器，利用光栅传感器来实现闸机的通行行为判定，是一种基于光栅传感器的光栅闸机，其优点是可以适配不同地区的人体特征和通行行为。本实用新型中的光栅传感器包括受光器和发光器，通过发射、接收红外线形成光幕，当光幕被遮挡时，可检测是否有障碍物以及障碍物的宽度、高度等。例如，如果采用的光栅传感器的光束间距为40mm，则当物体宽度大于40mm时，均可检测到。

本实用新型的所述光栅闸机包括对称设置的左侧闸机和右侧闸机，在左侧闸机和右侧闸机上均设置有扇门307(扇门以及扇门控制器采用现有的多种扇门及控制器即可)，左侧闸机和右侧闸机平行设置，两者之间形成闸机通道，当两侧的扇门同时位于闸机通道中时，闸机通道被关闭，当两侧的扇门不位于闸机通道中时，闸机通道被打开。在所述左侧闸机或者右侧闸机上设置有授权检验模块，所述授权检验模块可采用现有的多种模块，例如现有的刷卡器、手机NFC验证装置(也是一种刷卡器)、人脸识别装置等等。

如图3所示，本实用新型的光栅闸机的闸机通道的一端的外部为非付费区301，另一端的外部为付费区306，行人或物体从非付费区301进入闸机通道，穿过闸机通道后到达付费区306。在所述光栅闸机的闸机通道中沿通行方向(如图3中的箭头所示)依次包括：检测区302、监视区303、安全区304和离开区305。所述扇门设置在安全区304的中间位置。

如图3所示(图3为从闸机通道内看向一侧闸机的视图。)，本实用新型在左侧闸机、右侧闸机相对的机壳上分别设置有多个长孔，左侧闸机和右侧闸机上的长孔对称设置。优选的，所有长孔均水平设置(即长孔的长度方向与水平面平行)。每侧闸机上的长孔的高度根据检测需求进行设置。

在每个长孔的后方安装有至少一条光栅传感器(例如可以安装一条光栅传感器，也可以安装2条及以上的光栅传感器，根据实际需要确定光栅传感器的数量即可)，每个长孔后方的所有光栅传感器的光束点发出的光(或要接收的光)均能够穿过该长孔。所述光栅传感器可以直接装配在左侧闸机、右侧闸机相对的机壳的内表面上，也可以装配在左侧闸机、右侧闸机的内部骨架上，只要保证光束能够穿过长孔即可。

具体的，左侧闸机上安装光栅传感器中的发光器，右侧闸机上安装光栅传感器中的受光器，或者反之也可。发光器发出的光依次穿过该侧闸机的长孔、闸机通道、另一侧闸机的长孔后被另一侧闸机上安装的受光器接收。基于光栅传感器的通行逻辑控制可以做到闸机通道内的全面覆盖。光栅传感器的传感器信号做为通行逻辑的数据，保证行人等事件的通行逻辑正确性和准确性，准确感知乘客的位置，保证乘客及随身物品安全，同时监测乘客行为，有效防止尾随及异常闯入。

光栅传感器通过机壳上的长孔使自身的光束发收而不被干扰，在闸机通道内形成光路光网，相比原本传感器收发光网，通过采用光栅传感器内不同的光束点即可实现子传感器间距的可调，因此形成的光路光网的密度可调。传统闸机中的传感器中的传感器之间的距离是固定的，所以无法根据人体的体积特征改变进行调整，而利用本实用新型的光栅传感器是可以的，因为在本实用新型的光栅传感器内，可以任意选用其内部一对光束点作为子传感器使用。如图4所示，可选A1至An个不同的光束点组合，这样就实现了对子传感器间距的调整，例如：图2中的传统闸机中的传感器S4与S6的水平距离为200mm，在硬件生产好后，其水平距离即被固定，无法再进行改变，转换到本实用新型的光栅传感器内(例如光束点之间的光束间距为40mm)，选取A1和A6两光束点，就实现了S1与S2之间的间距。当传感器的间距需要扩大或缩小时，图2的现有方案必须重新加工闸机的机壳来改变传感器的间距，而在本实用新型中，由于采用光栅传感器，只需要更换光束点就可实现子传感器之间间距的调整，极大提高了调整效率，并减小了调整工作量。例如当需要将传感器间距从200mm调整为240mm时，只需要选取A1和A7两个光束点作为子传感器，就可以将子传感器的间距调整为240mm。

本实用新型的光栅闸机的每侧闸机上分别设置的光栅传感器的数量为4-6条，根据应用场景的不同，通行逻辑的判定严密等级也会不同，就导致了光栅传感器数量的差异。最简易的通行逻辑仅需4条光栅传感器，即图3中的GS1\GS2\GS3\GS4即可，如果需要增加判定严密性，可再多配置2条光栅传感器，如配置在扇门下方的GS5和配置在扇门上方的GS6，下方的GS5用于判断行李和儿童，上方的GS6用于判断高度，有的地方不需要判断高度，也就不需要设置GS6，当然也可以根据需要在闸机上安装更多的光栅传感器。也可以将G2和G3用一个更长的光栅传感器代替，即在扇门上方设置一个长光栅传感器，从扇门的一侧跨到另一侧。将G2和G3分开是基于电气设计上的考虑，提高冗余性和可靠性。比如一旦光栅传感器中的光电损坏多了，换一短根比换一长根的成本要更低。

本实用新型实施例中，在每侧的闸机上设置有第一光栅传感器GS1、第二光栅传感器GS2、第三光栅传感器GS3、第四光栅传感器GS4、第五光栅传感器GS5、第六光栅传感器GS6，其中的第五光栅传感器GS5、第六光栅传感器GS6是根据实际情况进行选配的。第一光栅传感器GS1与第四光栅传感器GS4对称设置在扇门的两侧，且高度相同，第二光栅传感器GS2和第三光栅传感器GS3对称设置在扇门的两侧，且高度相同，两者的高度高于第一光栅传感器GS1和第四光栅传感器GS4的高度，所述第五光栅传感器GS5设置在扇门的正下方，且关于扇门所在的直线对称，且高度低于第一光栅传感器GS1和第四光栅传感器GS4的高度，所述第六光栅传感器GS6设置在扇门的正上方，且关于扇门所在的直线对称，且高度高于第二光栅传感器GS2和第三光栅传感器GS3的高度。

以图3中的左侧为前端，右侧为后端，每个光栅传感器的左端为前端，右端为后端，从左往右即为从前往后，每个光栅传感器的光束点从前往后依次进行编号，最前端的光束点为A1，然后依次为A2、A3……An，An为最后端的光束点。

所述第一光栅传感器GS1设置在检测区302，检测区302的宽度与第一光栅传感器GS1的长度相同。所述第二光栅传感器GS2的前10个光束点设置在监视区303，后6个光束点设置在安全区304；所述第三光栅传感器GS3的前6个光束点设置在安全区304，后10个光束点设置在离开区305，所述第二光栅传感器GS2的后6个光束点、所述第三光栅传感器GS3的前6个光束点对称设置在扇门307的两侧。

第一光栅传感器GS1和第二光栅传感器GS2在水平面上的投影是依次连接的，即第一光栅传感器GS1的最后一个光束与第二光栅传感器GS2的第一个光束的水平距离为一个光束间距。同样，第三光栅传感器GS3和第四光栅传感器GS4在水平面上的投影是依次连接的，即第三光栅传感器GS3的最后一个光束与第四光栅传感器GS4的第一个光束的水平距离为一个光束间距。第五光栅传感器GS5的前段(包括从第一个光束点开始的多个光束点)与第二光栅传感器GS2的后段(包括最后一个光束点和该光束点之前的多个光束点)在水平面上的投影是重叠的，第五光栅传感器GS5的后段(包括最后一个光束点和该光束点之前的多个光束点)与第三光栅传感器GS3的前段(包括从第一个光束点开始的多个光束点)在水平面上的投影是重叠的，重叠的长度可以根据实际需要进行设置，例如，如果想更早地检测到行李或儿童，则将第五光栅传感器GS5的前段与GS2的后段重叠的长度增加，实际使用时，直接采用一个更长的光栅传感器作为GS5即可实现。同理，第六光栅传感器GS6的前段与第二光栅传感器GS2的后段在水平面上的投影是重叠的，第六光栅传感器GS6的后段与第三光栅传感器GS3的前段在水平面上的投影是重叠的，重叠的长度可以根据实际需要进行设置，例如，如果想更早地检测成人，则将第六光栅传感器GS6的前段与GS2的后段重叠的长度增加，实际使用时，直接采用一个更长的光栅传感器作为GS6即可实现。

其中GS1和GS4距离地面的高度为750-800mm，GS2和GS3的距离地面的高度为900-1000mm。

实际使用时，采用24V直流电对各个光栅传感器进行供电，每条光栅传感器内的光束间距不大于40mm。其中GS1和GS4上的光束点的数量不少于10个，GS2和GS3的光束点的数量不少于16个，选配GS5和GS6的光束点的数量不少于10个。

在本实用新型的光栅通行逻辑装置中，每个所述光栅传感器的壳体内的控制电路板与该壳体两端的电连接件连接，发光器的电连接件、受光器的电连接件分别通过信号电缆与传感器控制器连接；在所述传感器控制器上还连接有控制电缆，控制电缆的另一端分成两路，分别为控制回路1和控制回路2，所述控制回路1连接GCU电路板上的RS485-A接口，所述控制回路2连接GCU电路板上的RS485-B接口，传感器控制器设置在发光器或者受光器所在的闸机均可，如图5所示。也可以将控制器封装在光栅传感器的壳体内，即在发光器的壳体内和受光器的壳体内均分别设置传感器控制器；发光器的壳体内的传感器控制器的一端与发光器的壳体内的控制电路板连接(或者直接将传感器控制器和控制电路板集成在一个电路板上)，另一端与电连接件连接，发光器的电连接件通过控制回路1与GCU电路板上的RS485-A接口连接；受光器的壳体内的传感器控制器的一端与受光器的壳体内的控制电路板连接(或者直接将传感器控制器和控制电路板集成在一个电路板上)，另一端与受光器的电连接件连接，受光器的电连接件通过控制回路2与GCU电路板上的RS485-B接口连接。将控制器分别设置在发光器的壳体内和受光器的壳体内的结构能够使得工程现场施工更加方便。

图7中，GS1-GS4分别为独立的光栅传感器，其具体细节与图5是一样的，图5中的控制回路1、控制回路2分别连接到图7中的GCU上的RS485-A接口和RS485-B结构。光栅传感器形成的所有的光路的通断变化均转化为数字状态0或1，这些0和1都寄存在传感器控制器中的光栅状态寄存器内。

所述GCU采用ARM Cortec-M4内核的微处理器通过RS485接口与传感器控制器进行通讯，采用Modbus-RTU协议，每间隔10毫秒查询一条光栅传感器，光栅传感器返回数据(Modbus-RTU协议)为每个光束的状态。GCU通过对光束状态的数据进行处理，判断通道状态。

闸机通道中的检测区302用于检验是否有物体进入闸机通道，同时检测物体宽度；监视区303用于识别成人、行李、儿童等，并结合授权判断是否阻挡不让通过；安全区304用来保障行人的安全，当扇门处于打开状态或者关闭动作中，位于安全区中的任意一个光束被遮挡时，扇门保持打开或者执行开门，以保证行人安全；离开区305：当第三光栅传感器GS3的后10个光束中的部分光束和第四光栅传感器的部分光束同时被遮挡时，则判定为乘客进入到离开区，刷卡信号被抵消，当安全区的所有光束均不被遮挡的情况下扇门执行关门。

上述光栅通行逻辑装置的使用方法如图9所示，包括：

S1，判断是否有刷卡信号，如果是，则打开扇门，并转入S2，如果否，则转入S10；

S2，判断是否开始计时，如果是，则转入S3，如果否，则开始计时；

S3，判断刷卡时间是否超时，如果是，则转入S14，如果否，则转入S4；

S4，判断是否发生反向闯入，如果是，则发出反向闯入报警，然后转入S1，如果否，则转入S5；

S5，判断乘客是否进入检测区，如果是，则转入S6，如果否，则转入S1；

S6，判断乘客是否进入监视区，如果是，则转入S7，如果否，则转入S1；

S7，判断乘客是否进入安全区，如果是，则转入S8，如果否，则转入S1；

S8，判断乘客是否经过离开区，如果是，则转入S9，如果否，则转入S1；

S9，判断乘客是否离开闸机通道，如果是，则转入S14，如果否，则转入S1；

S10，判断检测区是否有人，如果是，则转入S13，如果否，则转入S11；

S11，判断监视区是否有人，如果是，则转入S13，如果否，则转入S12；

S12，判断安全区是否有人，如果是，则转入S13，如果否，则转入S1；

S13，发出无票闯入报警，然后转入S1；

S14，通行结束，返回S1。

所述S4中的判断是否发生反向闯入的操作包括：

判断第四光栅传感器GS4的后三个光束是否被遮挡，如果是，则判定为发生反向闯入，如果否，则判定为没有发生反向闯入；

所述S4进一步包括：

如果发生反向闯入，且位于安全区内的所有光束均没有被遮挡时，则关闭扇门并启动蜂鸣器报警；

如果发生反向闯入，且位于安全区内的光束有部分被遮挡时，启动蜂鸣器报警。

所述S5中的判断乘客是否进入检测区和所述S10中的判断检测区是否有人的操作均包括：

判断第一光栅传感器GS1中是否有部分光束被遮挡，如果是，则判定乘客进入检测区或检测区有人，如果否，则判定乘客没有进入检测区或检测区无人；

所述S6中的判断乘客是否进入监视区和所述S11中的判断监视区是否有人的操作包括：

判断第二光栅传感器GS2中的前10个光束中是否有部分光束被遮挡，如果是，则判定乘客进入监视区或监视区有人，如果否，则判定乘客没有进入监视区或监视区无人；

所述S7中的判断乘客是否进入安全区和所述S12中的判断安全区是否有人的操作包括：

判断第二光栅传感器的后6个光束中是否有部分光束被遮挡，如果是，则判定乘客进入安全区或安全区有人；如果否，则乘客没有进入安全区或安全区无人；

所述S8中的判断乘客是否经过离开区的操作包括：

判断第三光栅传感器GS3的后10个光束中的部分光束和第四光栅传感器GS4的部分光束是否同时被遮挡时，如果是，则判定乘客经过离开区；如果否，则判定乘客没有经过离开区；

所述S9中的判断乘客是否离开闸机通道的操作包括：

判断所有光栅传感器上的光束是否均未被遮挡，如果是，则判定乘客离开闸机通道，如果否，则判定乘客没有离开闸机通道。

所述S5进一步包括检测检测区内的乘客的宽度的步骤，其操作包括：

从第一光栅传感器GS1被遮挡的光束中找到被乘客的最前端遮挡的光束点Aj，以及被乘客的最后端遮挡的光束点Ai,则该乘客的宽度为：(j-i)*光束间距。

例如，如图8所示，当乘客行走至第一光栅传感器GS1的光束A6的位置时，其最前端遮挡的光束点是第一光栅传感器GS1的光束点A6，其最后端遮挡的光束点是第一光栅传感器GS1的光束点A3，则该乘客一共遮挡了第一光栅传感器GS1的4个光束点(A3、A4、A5、A6)，那么该乘客的宽度为3个光束间距的和，即(6-3)*光束间距。如果是其它物体，也采用同样的方法获的物体的宽度。对于其它光栅传感器也采用同样的方法获得物体的宽度。

所述S6进一步包括识别监视区内的成人、行李和儿童的步骤，其操作包括：

当第二光栅传感器GS2的前10个光束中的部分光束和第五光栅传感器GS5的部分光束被遮挡时，且根据第二光栅传感器GS2被遮挡的光束点的数量计算得到的宽度满足成人的宽度时，则判定为成人。成人的宽度可以根据闸机使用地的人体特征进行设定，比如普遍高大的地区的成人的宽度可以设置为大于普遍瘦小的地区的成人的宽度；

当第二光栅传感器GS 2的所有光束均没有被遮挡，且第一光栅传感器GS 1的部分光束和第五光栅传感器的部分光束同时被遮挡时，则判定为乘客带有前推行李；

当第五光栅传感器GS5的部分光束被遮挡，且第二光栅传感器没有被遮挡时，判定为儿童单独通行；

当第一光栅传感器GS1的部分光束和第二光栅传感器GS2中的部分光束同时被遮挡，且第五光栅传感器GS5没有被遮挡时，判定为乘客前方提有物体通过(例如前置的背包)。

所述S7进一步包括扇门动作处理步骤，其操作包括：

如果扇门处于打开状态或者关闭动作中，只要位于安全区中的任意一个光束被遮挡，则扇门保持打开或者执行开门动作，以保证行人安全。

所述S7进一步包括尾随检测步骤，其操作包括：

当第一光栅传感器GS1的第4个光束及其后的光束中有被遮挡的，且第二光栅传感器GS2的部分光束被遮挡，且第一光栅传感器GS1上被遮挡的最后一个光束与第二光栅传感器GS2上被遮挡的第一个光束之间的间距大于光束间距时(本实施例中是40mm)，则判定为两个乘客同时在通行，如果此时通道内只有一个刷卡信号，则判定为尾随通行，启动蜂鸣器报警。

所述S8进一步包括抵消刷卡信号和关闭扇门步骤，其操作包括：

如果乘客经过离开区，则刷卡信号被抵消，同时如果安全区内的所有光束均不被遮挡，则关闭扇门；

成人携带儿童的情况：将第六光栅传感器GS6作为检测身高的光栅传感器，用于检测成人，儿童通行过程中遮挡不到第六光栅传感器GS6，因此当第五光栅传感器位于扇门的左右两侧的部分均有部分光束被遮挡，且第二光栅传感器GS2的部分光束、第六光栅传感器的部分光束同时被遮挡时，则判定为成人携带儿童通过，且儿童已经进入离开区，此时刷卡信号不被抵消；当第六光栅传感器GS6的部分光束和第三光栅传感器GS3的部分光束同时被遮挡时，则判定为成人进入离开区，此时刷卡信号被抵消，同时如果安全区内的所有光束均不被遮挡，则关闭扇门。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的结构，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种光栅通行逻辑装置，其特征在于：所述光栅通行逻辑装置包括：光栅闸机、传感器控制器和GCU电路板；

所述光栅闸机上设置有光栅传感器；所述光栅传感器与所述传感器控制器连接；

所述GCU电路板分别与所述传感器控制器、光栅闸机上的授权检验模块、光栅闸机上的扇门控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：所述光栅传感器包括：发光器和受光器，所述发光器、受光器一一对应，发光器发射光束，与该发光器对应的受光器接收其发出的光束；

所述发光器、受光器均包括壳体以及设置在壳体内的多个光束点和控制电路板；

所述壳体为封闭结构；

在所述壳体的一侧开有窗口；

所述窗口采用透明材质进行封闭；

所述光束点固定安装在窗口的内侧，光束点发出的光或者接收的光能穿过所述窗口。

3.根据权利要求2所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：所述光束点采用光栅条或者光栅带上的光束点；

所述窗口为长条形，在每个窗口内安装有至少一条光束条或者光束带；

在所述壳体的两端分别设置有电连接件；

所述电连接件的两端均为接线端子；

在所述壳体内设置有信号线缆；

各个光束点分别与各自的信号线缆连接，各个信号线缆分别与所述控制电路板连接。

4.根据权利要求3所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：所述光栅闸机包括对称设置的左侧闸机和右侧闸机；

在所述左侧闸机和右侧闸机上均设置有扇门；

所述左侧闸机和右侧闸机平行设置，两者之间形成闸机通道；

在所述左侧闸机、右侧闸机相对的机壳上分别设置有多个长孔；所有长孔均水平设置；

所述左侧闸机和右侧闸机上的长孔对称设置；

在每个长孔的后方安装有至少一个所述光栅传感器，每个长孔后方的所有光栅传感器的光束点发出的光或要接收的光均能够穿过该长孔；

在所述左侧闸机、右侧闸机相对的机壳的内表面上分别设置插座，所述光栅传感器两端的电连接件能够插入到插座中；

或者在所述左侧闸机、右侧闸机的内部骨架上分别设置插座，所述光栅传感器两端的电连接件能够插入到插座中。

5.根据权利要求3所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：在每侧的闸机上设置有第一光栅传感器GS1、第二光栅传感器GS2、第三光栅传感器GS3、第四光栅传感器GS4；

所述第一光栅传感器GS1与第四光栅传感器GS4对称设置在扇门的两侧，且高度相同，第二光栅传感器GS2和第三光栅传感器GS3对称设置在扇门的两侧，且高度相同，两者的高度高于第一光栅传感器GS1和第四光栅传感器GS4的高度；

在每侧的闸机上设置有第五光栅传感器GS5、第六光栅传感器GS6；

所述第五光栅传感器GS5设置在扇门的正下方，且关于扇门所在的直线对称，且高度低于第一光栅传感器GS1和第四光栅传感器GS4的高度；

所述第六光栅传感器GS6设置在扇门的正上方，且关于扇门所在的直线对称，且高度高于第二光栅传感器GS2和第三光栅传感器GS3的高度。

6.根据权利要求5所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：所述闸机通道的一端的外部为非付费区，另一端的外部为付费区，在所述闸机通道中从非付费区向付费区依次包括：检测区、监视区、安全区和离开区；所述扇门设置在安全区的中间位置；

所述第一光栅传感器GS1设置在检测区，检测区的宽度与第一光栅传感器GS1的长度相同；

所述第二光栅传感器GS2的前10个光束点设置在监视区，后6个光束点设置在安全区；

所述第三光栅传感器GS3的前6个光束点设置在安全区，后10个光束点设置在离开区；

所述第二光栅传感器GS2的后6个光束点、所述第三光栅传感器GS3的前6个光束点对称设置在扇门的两侧。

7.根据权利要求6所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：所述第一光栅传感器GS1和第二光栅传感器GS2在水平面上的投影是依次连接的；

所述第三光栅传感器GS3和第四光栅传感器GS4在水平面上的投影是依次连接的；

所述第五光栅传感器GS5的前段与第二光栅传感器GS2的后段在水平面上的投影是重叠的；所述第五光栅传感器GS5的后段与第三光栅传感器GS3的前段在水平面上的投影是重叠的；

所述第六光栅传感器GS6的前段与第二光栅传感器GS2的后段在水平面上的投影是重叠的；所述第六光栅传感器GS6的后段与第三光栅传感器GS3的前段在水平面上的投影是重叠的；

所述第一光栅传感器GS1和第四光栅传感器GS4距离地面的高度为750-800mm；

所述第二光栅传感器GS2和第三光栅传感器GS3距离地面的高度为900-1000mm。

8.根据权利要求7所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：每个所述光栅传感器的壳体内的控制电路板与该壳体两端的电连接件连接，发光器的电连接件、受光器的电连接件分别通过信号电缆与传感器控制器连接；在所述传感器控制器上还连接有控制电缆，控制电缆的另一端分成两路，分别与GCU电路板上的RS485-A接口、RS485-B接口连接，传感器控制器设置在发光器或者受光器所在的闸机内。

9.根据权利要求7所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：在发光器的壳体内和受光器的壳体内均分别设置传感器控制器；发光器的壳体内的传感器控制器的一端与发光器的壳体内的控制电路板连接，另一端与电连接件连接，发光器的电连接件与GCU电路板上的RS485-A接口电连接；受光器的壳体内的传感器控制器的一端与受光器的壳体内的控制电路板连接，另一端与受光器的电连接件连接，受光器的电连接件与GCU电路板上的RS485-B接口电连接。

10.根据权利要求8或9所述的光栅通行逻辑装置，其特征在于：光栅传感器的控制电路板将数字信号发送给对应的传感器控制器，传感器控制器将接收到的数字信号存储，同时将数字信号发送给GCU电路板。

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