門(mén)互鎖控制器的連接方案設(shè)計(jì)及檢測(cè)

翟紅

（蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系，江蘇蘇州 215104）

門(mén)互鎖控制器的連接方案設(shè)計(jì)及檢測(cè)

翟紅

（蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系，江蘇蘇州 215104）

在單片機(jī)門(mén)互鎖控制器的設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)門(mén)互鎖系統(tǒng)模塊的連接方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了多門(mén)互鎖的控制功能，其中包括門(mén)參數(shù)的設(shè)置.詳細(xì)介紹了門(mén)互鎖模塊線(xiàn)路的連接設(shè)計(jì)方法及檢測(cè)過(guò)程.

AVR單片機(jī)；互鎖控制；檢測(cè)

紅外線(xiàn)門(mén)互鎖控制器是對(duì)一些安全要求較高的無(wú)塵凈化車(chē)間、醫(yī)院無(wú)菌醫(yī)護(hù)室等地設(shè)置的門(mén)禁系統(tǒng)，這些場(chǎng)所除了特定工作人員之外，一般人不準(zhǔn)進(jìn)入.所以建設(shè)一套安全性極高的門(mén)禁系統(tǒng)顯得尤為重要.當(dāng)人員通行時(shí)，經(jīng)過(guò)第一道門(mén)之后必須等待第一道門(mén)關(guān)好后，才能開(kāi)啟下一道門(mén)，這樣有效地隔離通道內(nèi)外人員的走動(dòng)，防止非法人員的進(jìn)入.該門(mén)互鎖控制系統(tǒng)還可配合電子鎖設(shè)備實(shí)現(xiàn)門(mén)加密，只有知道密碼的人員才可進(jìn)入，并起到安防作用.

1 設(shè)計(jì)任務(wù)要求

本設(shè)計(jì)是基于AVR單片機(jī)技術(shù)的紅外門(mén)互鎖控制器.由紅外感應(yīng)，門(mén)禁鎖具等模塊構(gòu)成了一個(gè)紅外門(mén)互鎖控制器，采用手牽手的方式將n（n不大于8）個(gè)門(mén)依次連接在一起，通過(guò)撥碼控制位的選擇設(shè)置主控板和附屬板，根據(jù)各個(gè)門(mén)之間的互鎖關(guān)系實(shí)現(xiàn)安全通道的門(mén)互鎖控制需求[1].

在控制板上亮綠燈時(shí)主控板門(mén)禁輸入（或按鍵板按下按鍵）有效，蜂鳴器叫，綠燈變紅燈，門(mén)可開(kāi).在控制板上亮紅燈時(shí)，主控板門(mén)禁輸入（或按鍵板按下按鍵）蜂鳴器叫，無(wú)其他反應(yīng).

2 門(mén)互鎖控制器的連接方案

常閉型（帶紅外）控制器：在開(kāi)關(guān)沒(méi)有動(dòng)作時(shí)，感應(yīng)部分沒(méi)被遮擋是閉合的，在開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，感應(yīng)部分被遮擋是斷開(kāi)的.控制器分布見(jiàn)圖1：四個(gè)房間依次相連，1-5共5個(gè)門(mén)，其中1，2A，2B，3A，3B，4，5共7個(gè)模塊，M為紅外線(xiàn)感應(yīng)器.

互鎖關(guān)系：1門(mén)開(kāi)，2門(mén)關(guān)；2門(mén)開(kāi)，1、3門(mén)關(guān)；3門(mén)開(kāi)，2、4門(mén)關(guān)；4門(mén)開(kāi)，3門(mén)關(guān)；5門(mén)開(kāi)不影響其他門(mén).

圖1 房間控制器分布圖

3 門(mén)參數(shù)設(shè)置修改

使用多門(mén)互鎖控制系統(tǒng)初始化軟件對(duì)門(mén)陣列參數(shù)進(jìn)行修改，如圖2所示，將1號(hào)門(mén)（即門(mén)地址選擇為ON/ON/ON）控制器的J6的1、2接DC12 V電源，3、4通過(guò)RS232 轉(zhuǎn)485接到電腦上，并將J3的兩個(gè)接線(xiàn)端子短路[2].

用戶(hù)可以根據(jù)自己的需求，選擇需要的門(mén)數(shù)，實(shí)際連接的通訊口，選擇波特率為9600.用戶(hù)也可以根據(jù)自己的要求，填寫(xiě)開(kāi)門(mén)延時(shí)和關(guān)門(mén)延時(shí)時(shí)間，以及選擇門(mén)互鎖關(guān)系.

設(shè)置完成后，點(diǎn)擊發(fā)送選項(xiàng)，發(fā)送成功后，會(huì)彈出發(fā)送成功對(duì)話(huà)框.

3.1 門(mén)號(hào)選擇

通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)選定門(mén)的號(hào)碼（見(jiàn)表1），一共有8扇門(mén)（1號(hào)門(mén)，2號(hào)門(mén)，…，n號(hào)門(mén)）.

3.2 按鍵說(shuō)明

按鍵開(kāi)關(guān)在控制板上亮綠燈時(shí)按鍵有效，按下蜂鳴器鳴叫，綠燈變成紅燈，門(mén)可開(kāi).

在控制板上亮紅燈時(shí)按鍵無(wú)效，按下按鍵蜂鳴器鳴叫，無(wú)其他反應(yīng).

如果有門(mén)禁，則主控板的按鍵被屏蔽，按鍵板的按鍵有效.在控制板上亮綠燈時(shí)主控板門(mén)禁輸入（或按鍵板按下按鍵）有效，蜂鳴器叫，綠燈變紅燈，門(mén)可開(kāi).在控制板上亮紅燈時(shí)，主控板門(mén)禁輸入（或按鍵板按下按鍵）蜂鳴器叫，無(wú)其他反應(yīng).

圖2 多門(mén)互鎖控制系統(tǒng)初始化軟件

表1 撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置

表2 J2、J6、門(mén)禁的接線(xiàn)

4 門(mén)互鎖模塊線(xiàn)路的連接設(shè)計(jì)

接線(xiàn)插座分布如圖3所示.J2、J6、門(mén)禁的接線(xiàn)見(jiàn)表2.

5 系統(tǒng)功能檢驗(yàn)

5.1 功能性檢查

檢驗(yàn)所需設(shè)備：DC12 V開(kāi)關(guān)電源，4位半數(shù)字式萬(wàn)用表、干擾儀，DC12 V電子鎖.

1.將所有控制器中J2的“門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)+”和“門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)-”兩個(gè)管腳接復(fù)合鎖常開(kāi)觸點(diǎn)，磁力鎖電磁吸盤(pán)和受力塊充分接觸，J2的“門(mén)鎖輸出+”和“門(mén)鎖輸出-”接磁力鎖電源正負(fù)端.

2.開(kāi)機(jī)后所有接線(xiàn)都準(zhǔn)確無(wú)誤，則所有控制器亮綠燈，磁力鎖綠燈亮，磁力鎖吸合.

3.按下某一個(gè)控制器的按鍵，該門(mén)蜂鳴器叫一聲，則該門(mén)以及與其有互鎖關(guān)系的門(mén)的綠燈滅，紅燈亮，磁力鎖指示燈滅；開(kāi)門(mén)延時(shí)時(shí)間過(guò)后，控制器供電輸出，磁力鎖指示燈紅燈閃，磁力鎖吸合.該門(mén)以及與其有互鎖關(guān)系的門(mén)綠燈亮，紅燈滅，即恢復(fù)到初始狀態(tài).

4.按下某一個(gè)控制器的按鍵，立即將電磁吸盤(pán)和受力塊分開(kāi)（模擬開(kāi)門(mén)），超過(guò)關(guān)門(mén)延時(shí)時(shí)間后，該控制器紅燈閃爍，蜂鳴器間歇叫（門(mén)未關(guān)好報(bào)警），磁力鎖指示燈紅燈亮（控制器供電輸出），電磁吸盤(pán)和受力塊充分接觸（模擬關(guān)門(mén)），磁力鎖指示燈綠燈亮，控制器紅燈常亮，蜂鳴器不叫，關(guān)門(mén)延時(shí)后，恢復(fù)到初始狀態(tài).

5.去掉一個(gè)分控制器的兩根通信線(xiàn)，則該控制器在13 s后，紅燈綠燈交替閃爍，蜂鳴器間歇叫，即通信故障報(bào)警.主控在一定時(shí)間后（不超過(guò)2分鐘），也出現(xiàn)同樣的狀態(tài).通信故障的門(mén)控制器輸出為“開(kāi)門(mén)”，主控制器認(rèn)為該門(mén)狀態(tài)為“鎖門(mén)”，即不影響其他控制器的工作.重新接上通信線(xiàn)，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)[3].

6.紅外感應(yīng)模塊“+”接DC12 V，“-”接GND，與門(mén)鎖共用一組電源.“OUT”接門(mén)禁輸入端1腳.當(dāng)感應(yīng)模塊感應(yīng)到人后，2A、3B模塊紅燈亮，此時(shí)這兩個(gè)模塊按鍵應(yīng)當(dāng)失效（表示房間有人，外面不可打開(kāi)門(mén)），2B，3A模塊綠燈亮，按鍵可用；將感應(yīng)模塊的透鏡用外物遮擋，在延時(shí)5 s～12 s時(shí)間后2A、3B模塊綠燈亮，此時(shí)按鍵都有效.

5.2 電源適應(yīng)能力檢查

交流220 V±20%，控制器應(yīng)能正常工作.

5.3 抗干擾檢查

（1）在控制器接上模擬負(fù)載，多次按按鍵，模擬負(fù)載工作，不應(yīng)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象.

（2）將控制器的電源線(xiàn)接在干擾儀的輸出端上，打開(kāi)干擾儀，施加二級(jí)干擾，機(jī)器應(yīng)能正常運(yùn)行，負(fù)載無(wú)跳動(dòng).

圖3 接線(xiàn)插座分布圖

6 結(jié)論

本文將“互鎖控制系統(tǒng)”與“門(mén)禁鎖具”有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而由“按鈕開(kāi)關(guān)”替代“鑰匙”，配合電腦軟件實(shí)現(xiàn)中心遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)管理，實(shí)現(xiàn)門(mén)禁的高度智能化，有效地解決了傳統(tǒng)門(mén)鎖的多種不足，這種新型的“紅外門(mén)互鎖控制系統(tǒng)”以其全新的使用概念贏得人們的信賴(lài)，迅速得到廣泛應(yīng)用.

[1]張淑清，姜萬(wàn)錄.單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003：180.

[2]劉文濤.單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005：210.

[3]陳忠平，曹巧媛，曹琳琳，等.單片機(jī)原理及接口[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007：165.

The Implementations and Testing Process of a Door's Interlock Controller

ZHAI Hong
(Department of Electronic Engineering,Suzhou Institute of Industrial Technology,Suzhou 215104,China)

Under the design of a door's interlock controller,many interlock control functions are fulfilled through connecting a door.The design includes parameter settings,detailed door interlock circuit connection design method and testing process.

AVR micro-controller;interlock control;test

TN29

A

1008-2794（2012）10-0112-03

2012-09-09

翟紅（1969—），女，河南鄭州人，副教授，工程師，研究方向：電子應(yīng)用技術(shù).