CN213391607U - 一种用于集装箱智能锁的控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于集装箱智能锁的控制器，包括型号为RTL8762CKF的蓝牙芯片U1，与蓝牙芯片U1的RFIO引脚连接的RFIO识别电路，与蓝牙芯片U1的串行口P3_0引脚和串行口P3_1引脚连接的串口电路，与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚和串行口P0_0引脚连接的上锁采集电路，与蓝牙芯片U1的串行口P3_6引脚和串行口P3_7引脚连接、用于驱动步进电机、以实现开关操作的步进电机驱动电路，以及分别与供电蓄电池、蓝牙芯片U1、上锁采集电路和步进电机驱动电路连接的直流供电电路。

Description

一种用于集装箱智能锁的控制器

技术领域

本实用新型涉及集装箱智能锁技术领域，尤其是一种用于集装箱智能锁的控制器。

背景技术

集装箱，是指具有一定强度、刚度和规格专供周转使用的大型装货容器。在运输领域，使用集装箱转运货物，可直接在发货人的仓库装货，运到收货人的仓库卸货，中途更换车、船时，无须将货物从箱内取出换装。为了保证集装箱存载可靠，其均设置有集装箱门锁，并且多数情况下，该门锁为明锁，并配置至少一个钥匙。但是，在码头或集装箱调度中心，在集装箱出入库时，需要对钥匙进行单独管理。

因此，急需要提出一种结构简单、操作简便、安全可靠的用于集装箱智能锁的控制器。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于集装箱智能锁的控制器，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于集装箱智能锁的控制器，所述集装箱智能锁包括锁体，设置在所述锁体内、用于驱动控制锁体动作的控制器；所述锁体设置有步进电机，所述集装箱智能锁上设置有与控制器连接的供电蓄电池；所述控制器包括型号为 RTL8762CKF的蓝牙芯片U1，与蓝牙芯片U1的RFIO引脚连接的RFIO识别电路，与蓝牙芯片U1的串行口P3_0引脚和串行口P3_1引脚连接的串口电路，与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚和串行口P0_0引脚连接的上锁采集电路，与蓝牙芯片U1的串行口P3_6引脚和串行口P3_7引脚连接、用于驱动步进电机、以实现开关操作的步进电机驱动电路，以及分别与供电蓄电池、蓝牙芯片U1、上锁采集电路和步进电机驱动电路连接的直流供电电路。

进一步地，所述RFIO识别电路包括串联后一端与蓝牙芯片U1的RFIO引脚连接的电感L3和电容C47，一端连接在电感L3与电容C47之间、且另一端接地的电容C46，以及一端与蓝牙芯片U1的RFIO引脚连接、且另一端接地的电容C45。

进一步地，所述上锁采集电路包括一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_0引脚连接、且另一端接地的电容C86，串联后一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_0引脚连接、且另一端与直流供电电路连接的电阻R61和电阻R78，一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚连接、且另一端接地的电容C36，串联后一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚连接、且另一端与直流供电电路连接的电阻R14和电阻R15，以及分别与电阻R61、电阻R78、电阻R14和电阻R15连接、且型号为KEY_7656的单刀双掷开关。

进一步地，所述步进电机驱动电路包括STEP引脚与蓝牙芯片U1的串行口 P3_6引脚连接、DIR引脚与蓝牙芯片U1的串行口P3_7连接、且型号为A4988 的步进电机驱动芯片U3，一端与步进电机驱动芯片U3的ENABLE引脚连接、且另一端接地的电阻R68，一端与步进电机驱动芯片U3的REF引脚连接、且另一端接地的电阻R75，串联后连接在步进电机驱动芯片U3的REF引脚与VDD 引脚之间的电阻R74和电阻R73，并联后一端与步进电机驱动芯片U3的VDD 引脚连接、且另一端接地的电容C56、电容C1和电容C82，漏极与步进电机驱动芯片U3的VDD连接、源极与直流供电电路连接的场效应管Q10，连接在场效应管Q10的源极与栅极之间的电阻R45，集电极与场效应管Q10的栅极连接、且发射极接地、基极与蓝牙芯片U1的串行口P3_5引脚连接的三极管Q11，连接在步进电机驱动芯片U3的CP1引脚与CP2引脚之间的电容C79，连接在步进电机驱动芯片U3的CP3引脚与VBB2引脚之间的电容C80，并联后一端与步进电机驱动芯片U3的VBB1引脚连接、且另一端接地的电容C83、电容C84 和电容C85，一端与步进电机驱动芯片U3的SENSE1引脚连接、另一端接地的电阻R71，一端与步进电机驱动芯片U3的SENSE2引脚连接、另一端接地的电阻R70，一端与步进电机驱动芯片U3的ROSC引脚连接、另一端接地的电阻 R69，以及一端与步进电机驱动芯片U3的VREC引脚连接、另一端接地的电容 C81。

更进一步地，所述直流供电电路包括连接在供电蓄电池与步进电机驱动芯片U3的VBB1引脚之间的升压电路，以及与供电蓄电池连接的降压电路。

优选地，所述升压电路包括型号为MP3213的升压芯片U13，串联后一端与升压芯片U13的COMP引脚连接、且另一端接地的电容C96和电阻R85，一端与升压芯片U13的SS引脚连接、且另一端接地的电容C7，一端与升压芯片U13 的FSEL引脚、IN引脚和EN引脚连接、且另一端接地的电阻R84，连接在升压芯片U13的IN引脚与SW引脚之间的电感L2，输入阳极与升压芯片U13的SW 引脚连接的二极管D7，串联后连接在二极管D7的输出阴极与升压芯片U13的 FB引脚之间的电阻R63和电阻R64，一端与升压芯片U13的FB引脚连接、且另一端接地的电阻R65，一端与二极管D7的输出阴极连接、且另一端接地的电容C78，并联后一端与升压芯片U13的IN引脚连接、且另一端接地的电容C94、电容C95和电容C93，漏极与升压芯片U13的IN引脚连接的场效应管Q9，连接在场效应管Q9的源极与栅极之间的电阻R66，以及集电极与场效应管Q9的栅极连接、发射极接地、基极与蓝牙芯片U1的串行口P3_5引脚连接的三极管Q12。

进一步地，所述降压电路包括IN引脚与供电蓄电池连接、且型号为 TPS78233DDCR的降压芯片U4，并联后一端与降压芯片U4的IN引脚连接、且另一端接地的电容C28、电容C35、电容C73和电容C74，连接在降压芯片 U4的IN引脚与EN引脚之间的电阻R6，连接在降压芯片U4的VOUT引脚与 GND引脚之间的电容C14，源极与降压芯片U4的IN引脚连接的场效应管Q6，连接在场效应管Q6的源极与栅极之间的电阻R35，一端与场效应管Q6的漏极连接的电阻R25，并联后一端与电阻R25的另一端连接、且另一端接地的电阻 R24和电容C34，以及一端与场效应管Q6的栅极连接的电阻R26。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型巧妙地设置了蓝牙芯片U1和RFIO识别电路，其采用蓝牙识别、 RFIO识别开启，另外，本实用新型利用上锁采集电路采集上锁信号，并利用步进电机驱动电路驱动步进电机运转并上锁。综上所述，本实用新型具有结构简单、控制简便等优点，在集装箱智能锁技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，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相关的附图。

图1为本实用新型的蓝牙芯片的结构示意图。

图2为本实用新型的串口电路原理图。

图3为本实用新型的霍尔接口电路原理图。

图4为本实用新型的上锁采集电路原理图。

图5为本实用新型的RFIO识别和蓄电池接口电路的原理图。

图6为本实用新型的降压电路原理图。

图7为本实用新型的步进电机驱动电路原理图。

图8为本实用新型的升压电路原理图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图8所示，本实施例提供了一种用于集装箱智能锁的控制器，所述集装箱智能锁包括锁体，设置在所述锁体内、用于驱动控制锁体动作的控制器；所述锁体设置有步进电机，所述集装箱智能锁上设置有与控制器连接的供电蓄电池。所述控制器包括型号为RTL8762CKF的蓝牙芯片U1，与蓝牙芯片 U1的RFIO引脚连接的RFIO识别电路，与蓝牙芯片U1的串行口P3_0引脚和串行口P3_1引脚连接的串口电路，与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚和串行口 P0_0引脚连接的上锁采集电路，与蓝牙芯片U1的串行口P3_6引脚和串行口 P3_7引脚连接、用于驱动步进电机、以实现开关操作的步进电机驱动电路，以及分别与供电蓄电池、蓝牙芯片U1、上锁采集电路和步进电机驱动电路连接的直流供电电路。需要说明的是，在本实施例中，其改进点是在控制器，其他部件是现有成熟部件，并且可以购买得到，在此就不予赘述；并且，本实施例是基于结构的改进，其使用的软件程序为常规的程序片段组合，因此，在此不予赘述。

在本实施例中，采用蓝牙和RFIO信号驱动，其中，该RFIO识别电路包括串联后一端与蓝牙芯片U1的RFIO引脚连接的电感L3和电容C47，一端连接在电感L3与电容C47之间、且另一端接地的电容C46，以及一端与蓝牙芯片 U1的RFIO引脚连接、且另一端接地的电容C45。

另外，在本实施例中，采用上锁采集电路采集上锁信号，并利用蓝牙芯片 U1向步进电机驱动电路下发关闭锁的驱动信号，再驱动步进电机运转，以实现上锁。在本实施例中的上锁采集电路包括一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_0引脚连接、且另一端接地的电容C86，串联后一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_0 引脚连接、且另一端与直流供电电路连接的电阻R61和电阻R78，一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚连接、且另一端接地的电容C36，串联后一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚连接、且另一端与直流供电电路连接的电阻R14 和电阻R15，以及分别与电阻R61、电阻R78、电阻R14和电阻R15连接、且型号为KEY_7656的单刀双掷开关。另外，步进电机驱动电路包括STEP引脚与蓝牙芯片U1的串行口P3_6引脚连接、DIR引脚与蓝牙芯片U1的串行口P3_7 连接、且型号为A4988的步进电机驱动芯片U3，一端与步进电机驱动芯片U3 的ENABLE引脚连接、且另一端接地的电阻R68，一端与步进电机驱动芯片U3 的REF引脚连接、且另一端接地的电阻R75，串联后连接在步进电机驱动芯片 U3的REF引脚与VDD引脚之间的电阻R74和电阻R73，并联后一端与步进电机驱动芯片U3的VDD引脚连接、且另一端接地的电容C56、电容C1和电容 C82，漏极与步进电机驱动芯片U3的VDD连接、源极与直流供电电路连接的场效应管Q10，连接在场效应管Q10的源极与栅极之间的电阻R45，集电极与场效应管Q10的栅极连接、且发射极接地、基极与蓝牙芯片U1的串行口P3_5引脚连接的三极管Q11，连接在步进电机驱动芯片U3的CP1引脚与CP2引脚之间的电容C79，连接在步进电机驱动芯片U3的CP3引脚与VBB2引脚之间的电容C80，并联后一端与步进电机驱动芯片U3的VBB1引脚连接、且另一端接地的电容C83、电容C84和电容C85，一端与步进电机驱动芯片U3的SENSE1 引脚连接、另一端接地的电阻R71，一端与步进电机驱动芯片U3的SENSE2引脚连接、另一端接地的电阻R70，一端与步进电机驱动芯片U3的ROSC引脚连接、另一端接地的电阻R69，以及一端与步进电机驱动芯片U3的VREC引脚连接、另一端接地的电容C81。

在本实施例中，利用蓄电池供电，并采用降压电路为蓝牙芯片U1等供电，并利用升压电路为步进电机驱动电路供电。具体来说，该直流供电电路包括连接在供电蓄电池与步进电机驱动芯片U3的VBB1引脚之间的升压电路，以及与供电蓄电池连接的降压电路。其中，升压电路包括型号为MP3213的升压芯片 U13，串联后一端与升压芯片U13的COMP引脚连接、且另一端接地的电容C96 和电阻R85，一端与升压芯片U13的SS引脚连接、且另一端接地的电容C7，一端与升压芯片U13的FSEL引脚、IN引脚和EN引脚连接、且另一端接地的电阻R84，连接在升压芯片U13的IN引脚与SW引脚之间的电感L2，输入阳极与升压芯片U13的SW引脚连接的二极管D7，串联后连接在二极管D7的输出阴极与升压芯片U13的FB引脚之间的电阻R63和电阻R64，一端与升压芯片U13的FB引脚连接、且另一端接地的电阻R65，一端与二极管D7的输出阴极连接、且另一端接地的电容C78，并联后一端与升压芯片U13的IN引脚连接、且另一端接地的电容C94、电容C95和电容C93，漏极与升压芯片U13的IN引脚连接的场效应管Q9，连接在场效应管Q9的源极与栅极之间的电阻R66，以及集电极与场效应管Q9的栅极连接、发射极接地、基极与蓝牙芯片U1的串行口P3_5引脚连接的三极管Q12。另外，降压电路包括IN引脚与供电蓄电池连接、且型号为TPS78233DDCR的降压芯片U4，并联后一端与降压芯片U4的IN 引脚连接、且另一端接地的电容C28、电容C35、电容C73和电容C74，连接在降压芯片U4的IN引脚与EN引脚之间的电阻R6，连接在降压芯片U4的VOUT 引脚与GND引脚之间的电容C14，源极与降压芯片U4的IN引脚连接的场效应管Q6，连接在场效应管Q6的源极与栅极之间的电阻R35，一端与场效应管Q6 的漏极连接的电阻R25，并联后一端与电阻R25的另一端连接、且另一端接地的电阻R24和电容C34，以及一端与场效应管Q6的栅极连接的电阻R26。

下面简要说明本实施例的工作原理：

第一步，电路板上电，蓝牙芯片U1开始工作，蓝牙芯片U1开始初始化内部各种参数，并且检测外部各电路模块，读取各模块数据，判断是否正确，如果正确，进入正常工作模式，如果不正确，进行相应修正，再次进行检测，直到检测正确，进入正常工作模式为止。

进一步，蓝牙芯片U1启动蓝牙监听模式，监听是否有终端请求连接智能锁设备，如果没有，设备进入低功耗模式，待下一个周期再进行监听，如果有终端请求和蓝牙芯片U1蓝牙连接通信，蓝牙芯片U1进入蓝牙联机模式，和终端进行数据交换和命令的相应，如果蓝牙芯片U1检测到终端设备有开锁命令的下发，蓝牙芯片U1进入命令响应状态，控制步进电机驱动芯片U3进行电机的驱动，此时，电机进入开锁响应状态，同时蓝牙芯片U1实时对SW1单刀双掷开关进行状态检测，当蓝牙芯片U1检测到SW1状态变化后，表明电机开锁已经旋转到位，此时蓝牙芯片U1迅速对步进电机驱动芯片U3进行控制，让电机停止转动；

进一步，蓝牙芯片U1启动内部定时器，同时通过霍尔传感器检测锁头是否拔出，如果在规定时间内，霍尔传感器检测到锁头没有拔出，蓝牙芯片U1控制步进电机驱动芯片U3进行上锁操作，同时检测SW1状态，判断电机是否上锁成功，如果成功上锁，蓝牙芯片U1迅速控制U3停止驱动电机工作，设备进入低功耗模式，如果霍尔传感器检测到锁头已经拔出，蓝牙芯片U1直接将数据通过蓝牙传输给终端设备，再进入低功耗模式；

进一步，设备处于低功耗模式时，会定时启动检测锁头是否有变化，如果霍尔传感器检测到锁头已经插入，蓝牙芯片U1将会控制步进电机驱动芯片U3 驱动电机进行上锁操作，同时会检测SW1状态是否变化，如果变化，表明设备已经上锁成功，蓝牙芯片U1将会小时控制U3停止驱动电机，此时上锁成功。

电路中的U13是升压电路，该电路是给驱动电路U3供电，保证U3能正常工作，Q9的作用是对升压电路U13进行电源管理，目的是降低电路功耗，以达到低功耗的目的。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于集装箱智能锁的控制器，所述集装箱智能锁包括锁体，设置在所述锁体内、用于驱动控制锁体动作的控制器；所述锁体设置有步进电机，所述集装箱智能锁上设置有与控制器连接的供电蓄电池；其特征在于，所述控制器包括型号为RTL8762CKF的蓝牙芯片U1，与蓝牙芯片U1的RFIO引脚连接的RFIO识别电路，与蓝牙芯片U1的串行口P3_0引脚和串行口P3_1引脚连接的串口电路，与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚和串行口P0_0引脚连接的上锁采集电路，与蓝牙芯片U1的串行口P3_6引脚和串行口P3_7引脚连接、用于驱动步进电机、以实现开关操作的步进电机驱动电路，以及分别与供电蓄电池、蓝牙芯片U1、上锁采集电路和步进电机驱动电路连接的直流供电电路。

2.根据权利要求1所述的一种用于集装箱智能锁的控制器，其特征在于，所述RFIO识别电路包括串联后一端与蓝牙芯片U1的RFIO引脚连接的电感L3和电容C47，一端连接在电感L3与电容C47之间、且另一端接地的电容C46，以及一端与蓝牙芯片U1的RFIO引脚连接、且另一端接地的电容C45。

3.根据权利要求1所述的一种用于集装箱智能锁的控制器，其特征在于，所述上锁采集电路包括一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_0引脚连接、且另一端接地的电容C86，串联后一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_0引脚连接、且另一端与直流供电电路连接的电阻R61和电阻R78，一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚连接、且另一端接地的电容C36，串联后一端与蓝牙芯片U1的串行口P0_1引脚连接、且另一端与直流供电电路连接的电阻R14和电阻R15，以及分别与电阻R61、电阻R78、电阻R14和电阻R15连接、且型号为KEY_7656的单刀双掷开关。

4.根据权利要求1所述的一种用于集装箱智能锁的控制器，其特征在于，所述步进电机驱动电路包括STEP引脚与蓝牙芯片U1的串行口P3_6引脚连接、DIR引脚与蓝牙芯片U1的串行口P3_7连接、且型号为A4988的步进电机驱动芯片U3，一端与步进电机驱动芯片U3的ENABLE引脚连接、且另一端接地的电阻R68，一端与步进电机驱动芯片U3的REF引脚连接、且另一端接地的电阻R75，串联后连接在步进电机驱动芯片U3的REF引脚与VDD引脚之间的电阻R74和电阻R73，并联后一端与步进电机驱动芯片U3的VDD引脚连接、且另一端接地的电容C56、电容C1和电容C82，漏极与步进电机驱动芯片U3的VDD连接、源极与直流供电电路连接的场效应管Q10，连接在场效应管Q10的源极与栅极之间的电阻R45，集电极与场效应管Q10的栅极连接、且发射极接地、基极与蓝牙芯片U1的串行口P3_5引脚连接的三极管Q11，连接在步进电机驱动芯片U3的CP1引脚与CP2引脚之间的电容C79，连接在步进电机驱动芯片U3的CP3引脚与VBB2引脚之间的电容C80，并联后一端与步进电机驱动芯片U3的VBB1引脚连接、且另一端接地的电容C83、电容C84和电容C85，一端与步进电机驱动芯片U3的SENSE1引脚连接、另一端接地的电阻R71，一端与步进电机驱动芯片U3的SENSE2引脚连接、另一端接地的电阻R70，一端与步进电机驱动芯片U3的ROSC引脚连接、另一端接地的电阻R69，以及一端与步进电机驱动芯片U3的VREC引脚连接、另一端接地的电容C81。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种用于集装箱智能锁的控制器，其特征在于，所述直流供电电路包括连接在供电蓄电池与步进电机驱动芯片U3的VBB1引脚之间的升压电路，以及与供电蓄电池连接的降压电路。

6.根据权利要求5所述的一种用于集装箱智能锁的控制器，其特征在于，所述升压电路包括型号为MP3213的升压芯片U13，串联后一端与升压芯片U13的COMP引脚连接、且另一端接地的电容C96和电阻R85，一端与升压芯片U13的SS引脚连接、且另一端接地的电容C7，一端与升压芯片U13的FSEL引脚、IN引脚和EN引脚连接、且另一端接地的电阻R84，连接在升压芯片U13的IN引脚与SW引脚之间的电感L2，输入阳极与升压芯片U13的SW引脚连接的二极管D7，串联后连接在二极管D7的输出阴极与升压芯片U13的FB引脚之间的电阻R63和电阻R64，一端与升压芯片U13的FB引脚连接、且另一端接地的电阻R65，一端与二极管D7的输出阴极连接、且另一端接地的电容C78，并联后一端与升压芯片U13的IN引脚连接、且另一端接地的电容C94、电容C95和电容C93，漏极与升压芯片U13的IN引脚连接的场效应管Q9，连接在场效应管Q9的源极与栅极之间的电阻R66，以及集电极与场效应管Q9的栅极连接、发射极接地、基极与蓝牙芯片U1的串行口P3_5引脚连接的三极管Q12。

7.根据权利要求5所述的一种用于集装箱智能锁的控制器，其特征在于，所述降压电路包括IN引脚与供电蓄电池连接、且型号为TPS78233DDCR的降压芯片U4，并联后一端与降压芯片U4的IN引脚连接、且另一端接地的电容C28、电容C35、电容C73和电容C74，连接在降压芯片U4的IN引脚与EN引脚之间的电阻R6，连接在降压芯片U4的VOUT引脚与GND引脚之间的电容C14，源极与降压芯片U4的IN引脚连接的场效应管Q6，连接在场效应管Q6的源极与栅极之间的电阻R35，一端与场效应管Q6的漏极连接的电阻R25，并联后一端与电阻R25的另一端连接、且另一端接地的电阻R24和电容C34，以及一端与场效应管Q6的栅极连接的电阻R26。

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