本实用新型涉及智能交通技术领域，具体而言，涉及智能摆闸系统。
背景技术：
随着高科技的蓬勃发展，智能化管理已经进入人们的社会生活，适应信息时代的需要，智能通道系统作为一项先进的高科技技术防范可管理手段，在一些经济发达的国家和地区已经广泛应用于学校、饭堂、宾馆、会馆、俱乐部、地铁、车站、码头以及小区等场所。智能化通道摆闸以工业自动化控制为基础，以计算机网络为桥梁，为用户提供一个更加安全，更加可靠，更具有高效及经济效益的综合管理；摆闸经历几十年的快速发展，目前市场上流行的通道摆闸传动结构主要有以下几种：1、有刷电机或者步进电机加上机械传动结构(比如槽轮)，配上到位接触开关或者光电开关等传感器，控制器以PLC为主控；2、直流无刷电机传动，单片机为主控的方案。但是上述两种方案实现的通道摆闸通常双门摆闸控制过程运动平稳性差，经常出现开关门运行不同步，晃动和冲击较大的问题。
技术实现要素：
本实用新型正是基于上述问题，提出了智能摆闸系统，可以提高开关门运动稳定性。
有鉴于此，本实用新型提出了一种智能摆闸系统，包括控制电路以及设有两个闸门的闸机，还包括两个驱动器和两个电机，所述闸机上还设有信息采集单元，所述信息采集单元和每一所述驱动器均与所述控制电路电性连接；每一所述驱动器通过一所述电机电性连接至一所述闸门上，
所述信息采集单元，用于获取用户的身份信息；
所述控制电路，用于根据所述身份信息发送闸门开关动作指令至每一所述驱动器；
所述驱动器用于基于正余弦加减速算法及规划的闸门动作曲线生成对应电机的转动信息，并输出该转动信息至对应的电机；
所述电机，用于根据所述转动信息带动对应的闸门开启到目标位置。
进一步地，所述智能摆闸系统还包括与所述控制电路通信连接的闸机管理中心，
所述控制电路，用于在脱机模式下，根据所述身份信息生成所述闸门开关门动作指令；在在线模式下，发送所述身份信息至所述闸机管理中心；
所述闸机管理中心，用于处理所述身份信息，生成并反馈所述闸门开关门动作指令至所述控制电路；所述控制电路发送所述闸门开关门动作指令至每一驱动器。
进一步地，所述智能摆闸系统还包括与所述控制电路通信连接的闸机管理中心，
所述闸机管理中心，用于获取并发送用户的远程控制指令至所述控制电路，和/或接收来自所述控制电路的远程报警信息。
进一步地，所述信息采集单元为读卡器，指纹识别装置，图像采集装置或语音识别装置，
所述读卡器，用于获取持卡人信息；
所述指纹识别装置，用于获取用户的指纹信息；
所述图像采集装置，用于获取用户的图像信息；
所述语音识别装置，用于获取用户的语音信息。
进一步地，所述闸机上还设有均与所述控制电路电性连接的红外传感器和声光报警模块，
所述控制电路，还用于根据所述红外传感器的触发状态判断所述闸机的通行状态是否存在异常；当判断结果为是时，控制所述声光报警模块进行声光报警。
进一步地，所述闸机上还设有两个离合器，每一所述离合器与一所述闸门电性连接，每一所述离合器与一所述驱动器电性连接；
当所述闸机的通行状态存在异常时，所述控制电路控制每一所述驱动器输出刹车指令至对应的离合器，使得对应闸门静止；
当所述异常消失时，所述控制电路控制所述驱动器输出正常工作指令至至对应的离合器，使得对应闸门关闭。
进一步地，每一所述电机上设有一霍尔电流传感器和/或制动器，
所述霍尔电流传感器，用于实时监测该电机的工作电流，实现电流精密防夹；
所述驱动器，用于比较对应电机的工作电流是否大于设置的防夹保护电流，当比较结果为是时，输出制动器吸合指令至对应电机上的制动器，该制动器吸合从而制动对应电机的转动；或输出顺向电流指令至对应电机，使得所述闸门贴合用户；或输出反向开门指令至对应电机，使得所述闸门反向转动或平移。
进一步地，每一所述电机上设有一编码器和/或制动器，实现位置防夹；位置防夹和电流防夹功能配合一起使用，可以两个条件进行或的关系，触发位置防夹或电流防夹。
所述编码器，用于实时获取对应电机当前的转动数据，并输出该电机的转动数据至对应的驱动器；所述转动数据包括电机的实际位置；
所述驱动器，用于在获取对应电机的实际位置与所述目标位置的偏差后，比较该偏差是否大于设置的位置防夹参数，当判断结果为是时，输出制动器吸合指令至对应电机上的制动器，该制动器吸合从而制动对应电机的转动；或输出顺向电流指令至对应电机，使得所述闸门贴合用户；或输出反向开门指令至对应电机，使得所述闸门反向转动或平移。
进一步地，每一所述电机上设有一编码器；任一所述驱动器与所述控制电路基于CAN总线通信；
所述编码器，用于实时获取对应电机当前的转动数据，并输出该电机的转动数据至对应的驱动器；
所述驱动器，用于根据所述转动数据判断对应闸门的当前状态，并通过所述CAN总线传输该闸门当前状态的数据信息至所述控制电路。
进一步地，每一所述电机与所述闸机之间设有一减速机，该减速机通过联轴器连接在对应电机上；该电机通过该减速机带动开启或关闭所述闸门。
本实用新型提供的智能摆闸系统，运动平稳性好，采用正余弦加减速算法，到位精准，无过冲，无晃动，无冲击；改善现有闸机的效率，提高稳定性、安全性、可靠性及用户体验。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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要使用的附图作简单地介绍，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范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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示出了本实用新型实施例提出的智能摆闸系统的结构示意图。
主要元件符号说明：
100-智能摆闸系统；10-控制电路；20-驱动器；30-电机；31-减速机；32-霍尔电流传感器；33-制动器；34-编码器；41-闸门；42-信息采集单元；43-红外传感器；44-声光报警模块；45-离合器；50-闸机管理中心。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。
在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对智能摆闸系统进行更清楚、完整地描述。附图中给出了智能摆闸系统的优选实施例。智能摆闸系统可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
图1示出了本实用新型实施例提出的智能摆闸系统的结构示意图。
如图1所示，本实用新型实施例提出的智能摆闸系统100，包括控制电路10、两个驱动器20、两个电机30和设有两个闸门41的闸机40。闸机40上还设有信息采集单元42。信息采集单元42和每一驱动器20均与控制电路10电性连接。每一驱动器20通过一电机30电性连接至一闸门41上。闸门41可以是转动门，也可以是平移门。
所述信息采集单元42用于获取用户的身份信息。本实施例中，所述信息采集单元42可以是读卡器，指纹识别装置，图像采集装置或语音识别装置等。对应地，用户的身份信息可以是读卡器获取的持卡人信息，指纹识别装置获取的用户的指纹信息，图像采集装置获取的用户的图像信息或语音识别装置获取的用户的语音信息等。所述信息采集单元42通过RS485等通信接口输出用户的身份信息至控制电路10。
所述控制电路10根据所述身份信息发送闸门开关动作指令至每一所述驱动器20。具体地，控制电路10检测是否存储有该用户的身份信息，从而判断该用户是否具有通过摆闸的权限。容易理解，当检测结果为存储有该用户的身份信息时，该用户具有通过摆闸的权限。所述闸门开关动作指令包括关闸门指令和开闸门指令。当用户具有通过摆闸的权限时，发送开闸门指令至每一驱动器20。
值得注意的是，本实施例中，任一所述驱动器20与所述控制电路10基于CAN总线通信，实时交互信息与数据。CAN总线是一种高性能和高可靠性的现场总线，支持分布式控制和实时控制，确保两个闸门41在运行过程中保持同步，稳定，并且能快速响应外部状态的变化。
另一实施例中，智能摆闸系统100还包括与所述控制电路10通信连接的闸机管理中心50。
此时，所述控制电路10仅在脱机模式下，根据所述身份信息生成所述开关门动作指令。而在在线模式下，控制电路10发送所述身份信息至所述闸机管理中心50；闸机管理中心50在处理所述身份信息后生成所述闸门开关门动作指令，并反馈所述闸门开关门动作指令至所控制电路10。控制电路10发送所述闸门开关门动作指令至每一驱动器20。此时，与控制电路10电性连接的CAN总线作为主机，CAN总线接收到来自控制电路10或闸机管理中心50的开关门动作指令后，发送包含开关门动作指令的数据信息到对应的驱动器20。
驱动器20基于正余弦加减速算法及规划的闸门动作曲线生成电机30的转动信息，并存储该转动信息。所述转动信息包括一电机30的转动速度、转动角度或转动方向等信息，例如，当开闸门41时，一电机30对应的转动信息为以10rpm的转速逆时针转动90°，另一电机30的对应的转动信息为以10rpm的转速顺时针转动90°。可以理解，电机30的转动速度决定了对应闸门41的开关速度。本实施例中，闸门41的开关时间可以达到300ms，大大提高闸门41开关速度。当然，用户可根据实际需要设置闸门41为不同的开关速度，这里不做限制。
本实施例中，电机30可以为伺服电机。当然，电机30还可以是步进电机等，这里不做限制。
本实施例中，每一所述电机30与所述闸机40之间设有一减速机31，该减速机31通过联轴器32连接在对应电机30上。当驱动器20接收到来自控制电路10的闸门开关动作指令时，每一驱动器20输出存储的转动信息至对应的电机30，该电机30根据所述转动信息通过该减速机31带动对应的闸门41转动到目标位置。所述目标位置为响应驱动器20接收到的闸门开关门动作指令对应的指定位置，例如，当所述闸门开关动作指令为关闸门指令时，所述目标位置为闸门41完全打开时的位置。
优选地，另一实施例中，智能摆闸系统100具备互联网功能，采用TCP/IP网络协议，支持远程操作，维护，升级等功能，以满足用户的远程控制和管理。具体地，闸机管理中心50还用于获取用户的远程控制指令，如程序升级指令，并发送所述远程控制指令至控制电路10，使得智能摆闸系统100维护简单高效。
需要说明的是，本实施例中，电机30与驱动器20之间采用全闭环控制策略，如位置闭环，速度闭环或电流闭环等，保证开关门位置同步和速度同步。
具体地，本实施例中，每一所述电机30上设有一霍尔电流传感器32和/或制动器33。霍尔电流传感器32用于实时监测该电机的工作电流。每一所述驱动器20比较对应电机30的工作电流是否大于设置的防夹保护电流。容易理解，当闸门41受到阻挡时，对应电机30的工作电流大于设置的防夹保护电流。当比较结果为是，即电机30的工作电流大于设置的防夹保护电流时，对应驱动器20触发防夹保护功能，实现电流闭环，从而实现电流精密防夹。优选地，本实施例提供的霍尔电流传感器32能够检测出50mA的电流变化。电流闭环采用高线性度的霍尔电流传感器32，配上高效率的电机矢量控制算法，可以确保电机30运行过程全静音，高效率，使用寿命长。
本实施例中，所述防夹保护功能的实现包括三种实施方式。其中，一种实施方式为驱动器20在关闭电机30电流后，输出制动器吸合指令至对应电机30上的制动器33，该制动器33响应该制动器吸合指令立即吸合，从而制动对应电机30继续转动，使得闸门41静止在当前位置。另一种实施方式为驱动器20在减小电机30电流后，输出顺向电流指令至对应电机30，换句话说，驱动器20顺着闸门41开启或关闭的方向给对应电机30施加电流，使得该闸门41贴合用户，直至用户离开。再一种实施方式为驱动器20在关闭电机30电流后，输出反向开门指令至对应电机30，使得对应闸门41反向转动或平移，从而防止闸门41夹伤用户。
进一步地，本实施例中，每一所述电机30上还设有一编码器34。编码器34用于实时获取对应电机30的转动数据，并输出该电机30的转动数据至对应的驱动器20。所述转动数据包括该电机30当前时刻的转动速度、转动方向或实际位置等。优选地，本实施例中，电机30初始化后，电机30运行在每个位置都可以精确控制。具体地，当闸门41为转动门时，通过编码器的位置反馈，可以从0°～180°任意设置闸门41的开关门角度，从而实现闸门41开关角度的精确控制。
进一步地，CAN总线确保两个闸门41在运行过程中保持同步，稳定，并且能快速响应外部状态的变化。具体地，当两个闸门41收到控制电路10或闸机管理中心50通过CAN总线发送的开关门动作指令后，开始同时运动。若闸门41在开关门运动过程中，其中一电机30带动的闸门41被外力阻挡，与另一闸门41电性连接的驱动器20根据CAN信息同步停止运动。所述CAN信息为CAN总线传输的指令信息。在经过设定的延迟时间，如2S后，驱动器20再根据CAN信息控制两个闸门41同时回到开门或关门位置。优选地，所述延迟时间以通过通讯指令设置。
优选地，驱动器20根据对应电机30的转动数据判断对应闸门41的当前状态。假设当打开一闸门41时，该闸门41需要逆时针从0°转动90°；当关闭该闸门41时，该闸门41需要顺时针90°转动0°，而当对应电机30当前时刻的转动数据为：转动速度10rpm，转动方向逆时针，转动角度50°，则该闸门41的当前状态为“开启中”。本实施例中，闸门41的当前状态包括“开启中”“关闭中”或“反向开启”等。驱动器20通过所述CAN总线传输该闸门41当前状态的数据信息至所述控制电路10，以便控制电路10判断采取什么控制策略，即生成怎样的闸门开关动作指令。
进一步地，根据设置的电机30的转动信息，所述驱动器20在预计闸门41转动到目标位置时，获取对应电机30的实际位置与目标位置的偏差，并比较该偏差是否大于设置的位置防夹参数。当判断结果为是时，所述驱动器20触发所述防夹保护功能，实现位置闭环，从而实现位置防夹。位置防夹和电流防夹功能配合一起使用，可以两个条件进行或的关系，触发位置或电流防夹。
此外，驱动器20比较对应电机30的转动速度是否大于设置的防夹保护速度，当比较结果为是时，所述驱动器20触所述防夹保护功能，实现速度闭环。基于高性能的编码器34的位置闭环和速度闭环，配上优越的位置曲线规划及正余弦加减速算法，确保闸机40上闸门41定位精准，响应迅速，到位后无过冲，无晃动。
本实施例中，闸机40上还设有均与所述控制电路10电性连接的红外传感器43和声光报警模块44。当一用户通过该闸机40时，以两闸门41为界，信息采集单元42设置在闸机40上靠近用户一侧，而红外传感器43设置在闸机40上远离用户一侧。为了提高智能摆闸系统100的稳定可靠性，当有强行闯闸或者暴力冲击时，控制电路10控制报警提示。
具体地，控制电路10实时查询闸机40上安装的红外传感器43的触发状态，并根据所述红外传感器43的触发状态，获取闸机40内的通行状态并判断所述闸机40的通行状态是否存在异常，如阻挡，闯闸，逆行等。例如，当两闸门41均为关闭状态下，即用户身份信息验证未通过不具有通过摆闸40的权限时，闸机40上安装的红外传感器43被触发，则闸机40内存在闯闸等通行状态的异常。
当闸机40的通行状态存在异常时，控制电路10控制所述声光报警模块44进行本地报警。本实施例中，所述声光报警模块44包括蜂鸣器、LED灯和/或显示屏(图中未示)等。对应地，本实施例中，本地报警的方式为声光报警，即发出声音并闪光。即当闸机40的通行状态存在异常时，控制电路10控制所述蜂鸣器发出声音，控制所述LED灯闪光和/或控制所述显示屏显示存储的报警信息。
优选地，另一实施例中，当闸机40的通行状态存在异常时，控制电路10生成并发送远程报警信息至闸机管理中心50，进行远程报警。闸机管理中心50接收来自控制电路10的远程报警信息。
通过上述描述容易发现，本申请提供的智能摆闸系统100安全性好，多重保护模式，如当电机30的工作电流大于设置的防夹保护电流时触发的电流防夹保护功能，当电机一30的实际位置与目标位置的偏差大于设置的位置防夹参数时触发的位置防夹保护功能，以及当红外传感器43检测到闸机40的通行状态存在异常时进行本地报警和/或远程报警，极大降低了误伤人情形的出现。
优选地，再一实施例中，所述闸机40上还设有两个离合器45，每一所述离合器45与一所述闸门41电性连接，每一所述离合器45与一所述驱动器20电性连接。当所述闸机40的通行状态存在异常时，所述控制电路10控制每一所述驱动器20输出刹车指令至对应的离合器45，使得对应闸门41静止在当前位置。另一实施例中，当所述闸机40的通行状态存在异常时，所述控制电路10控制驱动器20触发所述防夹保护功能。
进一步地，当所述异常消失时，所述控制电路10控制每一驱动器20输出正常工作指令至至对应的离合器45，使得对应的闸门41关闭，使得智能摆闸系统100自行恢复到正常工作模式，提高其可维护性。
优选地，当闸机40的通行状态存在异常时，控制电路20还通过互联网发送发生异常的数据信息到闸机管理中心50。
可以理解，智能摆闸系统100可以根据客户实际需求配备单双向自由通行控制模式，单双向受控通行控制模式，单双向禁止通行控制模式，高峰期通行控制模式，时间段通行控制模式或前述项目的任意组合等，这里不做限制。
如图1所示，智能摆闸系统100还配备续航能力强的蓄电池，使系统具有断电自动开闸，上电自动复位功能；智能摆闸系统100具有统一、标准的对外电气接口，可与各种读写设备，PC机，远程控制中心挂接；友好的人机交互接口，使用户操作简单方便，体验效果好；智能摆闸系统100还配备有按键，配备的按键或者通讯命令便于用户自行设置控制模式，而无需改变任何机械结构，简单化维护工作。
本实用新型提供的智能摆闸系统，运动平稳性好，采用正余弦加减速算法，到位精准，无过冲，无晃动，无冲击；改善现有闸机的效率，提高稳定性、安全性、可靠性及用户体验。
本实用新型实施例所提供的系统，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，系统实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。