本發(fā)明涉及一種電動門鎖，特別是一種應(yīng)用于鐵路行業(yè)加密遙控動貨車車門的電動門鎖的電控裝置。

背景技術(shù)：

目前在鐵路行業(yè)上應(yīng)用較多的遙控門裝置是采用固定碼傳輸rfid射頻信號，并且控制電路由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，沒有冗余保護(hù)功能。這種普通的遙控方式有如下缺點(diǎn)：

1、rfid射頻信號容易受單片機(jī)晶振電路的影響，可靠性和穩(wěn)定性較差；

2、采用沒有加密處理的固定碼傳輸，信號容易被破解和復(fù)制，安全性極低；

3、設(shè)備控制電路大多采用單電路設(shè)計(jì)，一旦損壞，只能通過毀門強(qiáng)拆的方式打開車門，造成不必要的麻煩和經(jīng)濟(jì)損失；

4、如果需要智能控制功能，故障率高，設(shè)備價(jià)格較貴，不適合大量使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種可靠性和穩(wěn)定性高、安全性高、方便維護(hù)且價(jià)格低廉的基于rfid的電動門鎖智能電控裝置及其工作方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于rfid的電動門鎖智能電控裝置，包括rfid遙控器、rfid解碼器、按鍵輸入檢測電路、邏輯判斷電路、電鎖開關(guān)控制電路、靜音控制電路、電鎖狀態(tài)反饋檢測電路、蜂鳴器報(bào)警電路和蓄電池狀態(tài)檢測電路；

所述的邏輯判斷電路分別與按鍵輸入檢測電路的輸出端、電鎖開關(guān)控制電路的輸入端、靜音控制電路的輸入端和蓄電池狀態(tài)檢測電路的輸出端連接；所述的按鍵輸入檢測電路的輸入端經(jīng)rfid解碼器接收rfid遙控器的輸出信號；所述的電鎖狀態(tài)反饋檢測電路的輸出端與電鎖設(shè)備連接；所述的靜音控制電路的另一個(gè)輸入端經(jīng)電鎖狀態(tài)反饋檢測電路與與電鎖設(shè)備連接；所述的靜音控制電路的輸出端與蜂鳴器報(bào)警電路連接；所述的蓄電池狀態(tài)檢測電路的輸入端與蓄電池連接。

進(jìn)一步地，整個(gè)裝置包括主供電電源電路，所述的主供電電源電路包括ha12n20-2539電源模塊、vrb1205ld-15wr2電源模塊和relay1常閉繼電器，所述的ha12n20-2539電源模塊和vrb1205ld-15wr2電源模塊均為隔離穩(wěn)壓模塊；所述的ha12n20-2539電源模塊和relay1常閉繼電器分別與vrb1205ld-15wr2電源模塊連接；所述的ha12n20-2539電源模塊輸入端與市政電網(wǎng)連接，所述的relay1常閉繼電器的輸入端與蓄電池連接；所述的ha12n20-2539電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供12v電源，所述的relay1常閉繼電器輸出端為整個(gè)系統(tǒng)提供12v備用電源，所述的vrb1205ld-15wr2電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供5v電源。

進(jìn)一步地，所述的rfid遙控器是以hcs301滾碼芯片為核心的手持遙控器，具有四個(gè)按鍵，分別是開鎖鍵、關(guān)鎖鍵、靜音開鎖鍵和靜音關(guān)鎖鍵；所述的rfid解碼器包括tdh6301芯片。

進(jìn)一步地，所述的邏輯判斷電路為雙回路邏輯判斷電路，包括電路1和電路2，所述的電路1用于在非靜音模式下判斷開鎖和關(guān)鎖狀態(tài)，所述的電路2用于在靜音模式下判斷開鎖和關(guān)鎖狀態(tài)；所述的電鎖狀態(tài)反饋檢測電路為雙回路冗余保護(hù)電路，一路為電鎖常開點(diǎn)信號輸入檢測電路，另一路為電鎖常閉點(diǎn)信號輸入檢測電路；所述的電鎖開關(guān)控制電路包括開鎖電路和關(guān)鎖電路，所述的開鎖電路為雙回路冗余保護(hù)電路，所述的關(guān)鎖電路雙回路冗余保護(hù)電路，所述的開鎖電路和關(guān)鎖電路相互獨(dú)立。

一種基于rfid的電動門鎖智能電控裝置的工作方法，包括以下步驟：

a、當(dāng)rfid遙控器發(fā)送rfid信號時(shí)，rfid解碼器將rfid信號轉(zhuǎn)換為四路ttl電平信號d0～d3，分別對應(yīng)遙控器上的四個(gè)按鍵，所述的四個(gè)按鍵分別是開鎖鍵、關(guān)鎖鍵、靜音開鎖鍵和靜音關(guān)鎖鍵；當(dāng)有任意按鍵輸入時(shí)還額外產(chǎn)生一路ttl電平信號vt，并以脈沖的形式輸出，即按一下按鍵就輸出一個(gè)脈沖信號；

b、rfid解碼器解碼后輸出的ttl電平信號經(jīng)過按鍵輸入檢測電路到達(dá)邏輯判斷電路，邏輯判斷電路根據(jù)ttl電平信號的不同功能，分別控制靜音控制電路及蜂鳴器報(bào)警電路、電鎖開關(guān)控制電路；

c、電鎖開關(guān)控制電路是閉環(huán)電路，當(dāng)用戶使用rfid遙控器，發(fā)出rfid信號控制電鎖為開或關(guān)狀態(tài)時(shí)，電鎖會反饋?zhàn)陨頎顟B(tài)給電鎖狀態(tài)反饋檢測電路，電鎖狀態(tài)反饋檢測電路又將信號回傳給靜音控制電路及蜂鳴器報(bào)警電路，判斷電鎖設(shè)備是否存在故障，是否需要產(chǎn)生報(bào)警；

d、邏輯判斷電路采集蓄電池狀態(tài)檢測電路傳來的超壓報(bào)警信息，及時(shí)切斷電鎖的電源防止損壞，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警電路會在非靜音狀態(tài)下產(chǎn)生報(bào)警音。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明對備用蓄電池電量實(shí)時(shí)檢測，電壓低時(shí)和超壓時(shí)智能報(bào)警。

2、本發(fā)明在電路設(shè)計(jì)上采用上電后無操作時(shí)保持設(shè)備處于常閉關(guān)鎖狀態(tài)，好處是當(dāng)設(shè)備意外斷電或者瞬時(shí)電壓不穩(wěn)，在設(shè)備供電恢復(fù)正常或者啟用蓄電池備用電源供電后仍能保持車門鎖定狀態(tài)。

3、本發(fā)明的電源輸入端采用隔離電源模塊，輸出端采用光耦進(jìn)行光電隔離，起到隔離保護(hù)作用，使從隔離電源模塊輸出端到光耦輸入端的5v供電的主控制電路不受外界環(huán)境干擾影響。

4、本發(fā)明的邏輯判斷電路、電鎖狀態(tài)反饋檢測電路和電鎖開關(guān)控制電路均采用雙回路冗余保護(hù)電路，一條線路損壞不會導(dǎo)致控制失效。

5、本發(fā)明對電鎖開關(guān)狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測，任何回路控制失效時(shí)有蜂鳴器報(bào)警提醒，方便故障查詢和檢修。

6、本發(fā)明適于鐵路行業(yè)大面積采用的經(jīng)濟(jì)型rfid智能電控裝置，可配合普通電動門鎖使用，在不干擾rfid射頻信號的同時(shí)，具備極高的安全性和可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體工作原理圖。

圖2是主供電電源電路原理圖。

圖3是蓄電池狀態(tài)檢測電路原理圖。

圖4是按鍵輸入檢測電路原理圖。

圖5是邏輯判斷電路1原理圖。

圖6是邏輯判斷電路2原理圖。

圖7是電鎖狀態(tài)反饋檢測電路原理圖。

圖8是靜音控制電路及蜂鳴器報(bào)警電路原理圖。

圖9是電鎖開關(guān)控制電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示是本發(fā)明的整體工作原理，本發(fā)明的電源由主供電電源和備用蓄電池電源組成，當(dāng)電網(wǎng)正常時(shí)，使用220v交流電，當(dāng)停電時(shí)采用備用12v蓄電池給設(shè)備供電。當(dāng)以hcs301滾碼芯片為核心的手持遙控器(四個(gè)按鍵)發(fā)送rfid信號給智能電控裝置時(shí)，裝置內(nèi)的rfid解碼器tdh6301芯片將rfid信號轉(zhuǎn)換為四路ttl電平信號(d0～d3)，分別對應(yīng)遙控器上的四個(gè)按鍵，另外當(dāng)有任意按鍵輸入時(shí)還額外產(chǎn)生一路ttl電平信號(vt)，并以脈沖的形式輸出(即按一下按鍵就輸出一個(gè)脈沖信號)，rfid解碼器解碼后輸出的ttl電平信號經(jīng)過按鍵輸入檢測電路到達(dá)邏輯判斷電路，邏輯判斷電路根據(jù)ttl電平信號的不同功能(共四種功能，分別是開鎖，關(guān)鎖，靜音開鎖，靜音關(guān)鎖)，分別控制靜音控制電路及蜂鳴器報(bào)警電路、電鎖開關(guān)控制電路；電鎖開關(guān)控制是閉環(huán)電路，信號控制電鎖為開或關(guān)狀態(tài)時(shí)，電鎖會反饋?zhàn)陨頎顟B(tài)給電鎖狀態(tài)反饋檢測電路，電鎖狀態(tài)反饋檢測電路又將信號回傳給靜音控制電路及蜂鳴器報(bào)警電路，判斷設(shè)備是否存在故障，是否需要產(chǎn)生報(bào)警。另外，邏輯判斷電路還需要采集蓄電池狀態(tài)檢測電路傳來的超壓報(bào)警信息，及時(shí)切斷電鎖的電源防止損壞，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警電路會在非靜音狀態(tài)下產(chǎn)生報(bào)警音。

如圖2所示，是主供電電源電路工作原理，電路中220v交流轉(zhuǎn)12v直流采用ha12n20-2539電源模塊，12v轉(zhuǎn)5v采用vrb1205ld-15wr2電源模塊，此兩種電源模塊都是隔離穩(wěn)壓模塊，保證電源不受外界干擾沖擊的影響。圖下方的relay1元器件為一個(gè)常閉繼電器,當(dāng)有220v交流正常供電并輸入ha12n20-2539電源模塊時(shí)，電源模塊輸出12v直流(圖中用a12v表示)，同時(shí)控制常閉繼電器斷開，使b12v不能輸出到12v，b12v表示蓄電池供電電壓；當(dāng)220v交流停止供電時(shí)，電源模塊停止輸出a12v，不控制繼電器動作，此時(shí)繼電器保持常閉狀態(tài)，使b12v接入12v，蓄電池為設(shè)備供電。

如圖3所示，是蓄電池狀態(tài)檢測電路工作原理，當(dāng)蓄電池電壓低于11v時(shí)，圖上部的d1穩(wěn)壓二極管in4741不導(dǎo)通，光耦pc1不輸出，d2為led綠燈不亮，指示供電不足；當(dāng)蓄電池電壓高于11v時(shí)，d1導(dǎo)通，光耦pc1輸出，d2常亮，指示供電穩(wěn)定。當(dāng)蓄電池電壓高于15v時(shí)，圖下部的d6穩(wěn)壓二極管in4744導(dǎo)通，光耦pc2輸出，d8為led紅燈被點(diǎn)亮，同時(shí)輸出超壓報(bào)警信號alarm1。

如圖4-6所示，是按鍵輸入檢測電路和邏輯判斷電路工作原理，圖4的p2插座上的d0～d3和vt信號全部來自rfid解碼器tdh6301芯片，其中d0～d3以互鎖方式輸出，即此四路信號互相鎖定，當(dāng)rfid遙控器上相對應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，在同一時(shí)間只能有一種信號輸出為高電平。當(dāng)rfid解碼器tdh6301芯片意外斷電后重新上電時(shí)，四路信號初始值均為低電平。四路信號分別表示，d0為開鎖，d1為關(guān)鎖，d2為靜音開鎖，d3為靜音關(guān)鎖；另外，vt信號表示按鍵脈沖信號，每按一下按鍵，輸出一個(gè)脈沖。圖5和圖6所示的邏輯判斷電路主要實(shí)現(xiàn)的功能有：

1.當(dāng)電源意外斷電或瞬間斷電后重新上電時(shí)，保持輸出關(guān)鎖信號。具體實(shí)現(xiàn)方式為，當(dāng)d0～d3信號上電初始值均為低電平，經(jīng)過74hc14反相器，變?yōu)楦唠娖?，后又?jīng)過74hc08與門芯片，輸出a01和a02兩路高電平信號，此為雙路冗余初始關(guān)鎖信號。

2.關(guān)鎖控制信號輸出功能。具體實(shí)現(xiàn)方式為，當(dāng)d1或者d3關(guān)鎖信號被手動按下時(shí)，經(jīng)過74hc14反相器兩次反相輸出隔離的關(guān)鎖控制信號b01和b02，然后b01和a01輸入74hc4075或門芯片，產(chǎn)生最終的關(guān)鎖控制信號輸出stmout01信號，另一路冗余電路同理，b02和a02輸入74hc4075或門芯片，產(chǎn)生最終的關(guān)鎖控制信號輸出stmout02信號。

3.開鎖控制信號輸出功能。具體實(shí)現(xiàn)方式為，當(dāng)d0或者d2開鎖信號被手動按下時(shí)，經(jīng)過74hc14兩次反相輸出隔離的開鎖控制信號stmout03int和stmout04int，然后stmout03int和蓄電池超壓報(bào)警信號alarm1輸入74hc4075或門芯片，產(chǎn)生最終的開鎖控制信號輸出stmout03信號，另一路冗余電路同理，stmout04int和蓄電池超壓報(bào)警信號alarm1輸入74hc4075或門芯片，產(chǎn)生最終的開鎖控制信號輸出stmout04信號。

4.按鍵提示音信號輸出功能。具體實(shí)現(xiàn)方式為，當(dāng)d0～d3信號任何一個(gè)被手動按下時(shí)，伴隨輸出vt脈沖信號，vt信號經(jīng)過74hc14兩次反相輸出隔離，產(chǎn)生最終的提示音信號輸出給靜音控制電路及蜂鳴器報(bào)警電路。

如圖7所示，是電鎖狀態(tài)反饋檢測電路工作原理，當(dāng)電鎖處于關(guān)鎖工作狀態(tài)時(shí)，會產(chǎn)生兩種反饋信號(常開和常閉的公共端為12v的地信號)，常開點(diǎn)閉合和常閉點(diǎn)斷開。當(dāng)來自邏輯判斷電路的關(guān)鎖控制信號stmout01為高電平時(shí)，如果電鎖可以正常關(guān)鎖，常開點(diǎn)閉合使檢測回路光耦u11導(dǎo)通，u4(74hc08與門)的10腳低電平，則alarm3為低電平，即不產(chǎn)生報(bào)警，如果電鎖有故障未關(guān)鎖，則alarm3為高電平，產(chǎn)生報(bào)警；當(dāng)來自邏輯判斷電路的關(guān)鎖控制信號stmout01為高電平時(shí)，如果電鎖可以正常關(guān)鎖，常閉點(diǎn)斷開使檢測回路光耦u12不導(dǎo)通，u4(74hc08與門)的13腳低電平，則alarm4為低電平，即不產(chǎn)生報(bào)警，如果電鎖有故障未關(guān)鎖，則alarm4為高電平，產(chǎn)生報(bào)警。alarm1、alarm3和alarm4三種報(bào)警信號以及按鍵提示音信號alarm2共同輸入74hc4075或門芯片，產(chǎn)生最終的蜂鳴器響鈴輸出信號alarmall，輸出到靜音控制電路以及蜂鳴器報(bào)警電路。

如圖8所示，是靜音控制電路及蜂鳴器報(bào)警電路原理，光耦pc6前端為靜音控制電路，只有當(dāng)蜂鳴器響鈴輸出信號alarmall為高電平、d2靜音開鎖和d3靜音關(guān)鎖為低電平(即遙控器相對應(yīng)的功能按鍵未被按下)，此三個(gè)條件同時(shí)滿足的情況下，與門74hc08輸出高電平，光耦才導(dǎo)通控制后端的蜂鳴器報(bào)警電路發(fā)出響聲，mk1為12v蜂鳴器。

如圖9所示，是電鎖開關(guān)控制電路原理，其中圖左側(cè)關(guān)鎖控制信號stmout01和stmout02共同控制一個(gè)常開繼電器，當(dāng)繼電器閉合時(shí)，zu12v信號控制電鎖設(shè)備關(guān)鎖；圖右側(cè)開鎖控制信號stmout03和stmout04分別各控制一個(gè)常閉繼電器，兩個(gè)常閉繼電器串接在常開繼電器的輸入端控制回路中，當(dāng)任何一個(gè)常閉繼電器斷開，都會使常開繼電器的控制回路斷開，1腳power為0v，從而保證常開繼電器輸出端為斷開狀態(tài)，電鎖設(shè)備處于開鎖狀態(tài)。

本發(fā)明不局限于本實(shí)施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。