一种基于RFID技术的智能控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种基于rfid技术的智能控制系统及其控制方法。

背景技术：

随着共享经济的发展，以及智能硬件的普及、rfid技术的应用，越来越多的智能硬件产品走进了千家万户。传统的毛巾机或者纸巾机是分为按键点断机或者时下较为火热的扫码支付机，但是缺少一款能够与现有rfid射频卡做接入，从而实现刷卡出毛巾或纸巾功能。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于rfid技术的智能控制系统及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于rfid技术的智能控制系统，所述智能控制系统用于提供毛巾或者纸巾，包括控制器、接收解读器、晶振电路、系统电流检测单元、软件无线电单元、蜂鸣器、pwm产生单元、滤波电路、显示屏幕驱动模块、显示屏幕、rfid读取模块、gsm模块、天线模块、手持rfid卡、按键信息采集单元、按键、电机驱动电路、切刀电机、送刀电机、切刀、光电位置传感单元、光电门、电源保护模块，所述接收解读器、晶振电路、系统电流检测单元、软件无线电单元、蜂鸣器、pwm产生单元、滤波电路、显示屏幕驱动模块、rfid读取模块、按键信息采集单元、电机驱动电路、光电位置传感单元都与控制器连接，所述接收解读器、晶振电路、系统电流检测单元、软件无线电单元、蜂鸣器、pwm产生单元、滤波电路、显示屏幕驱动模块、rfid读取模块、按键信息采集单元、电机驱动电路、光电位置传感单元、控制器都与电源保护模块连接，所述显示屏幕驱动模块连接显示屏幕，所述rfid读取模块通过gsm模块连接天线模块，所述rfid读取模块与手持rfid卡无线连接，所述切刀电机、送刀电机都与电机驱动电路连接，所述切刀连接切刀电机，所述光电位置传感单元通过光电门连接切刀，所述光电门位于切刀电机内，所述送刀电机的转轴用于套毛巾或者纸巾。

所述控制器的型号为stm32f103。

本发明还包括复位电路，所述复位电路连接控制器。

电源保护模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r7、电阻r8、电容c3、电容c6、电容c11、二极管d1、稳压二极管d2、n沟道mos管q1，所述电阻r1的一端连接12v电源vcc，所述电阻r1的另一端连接控制器，所述电阻r1的另一端通过电阻r7连接地信号gnd，所述12v电源vcc通过二极管d1连接12v电源vcc，所述12v电源vcc反向通过稳压二极管d2连接地信号gnd，所述12v电源vcc连接电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端通过电阻r8连接地信号gnd，所述电容c11与电阻r8相并联，所述电阻r2的另一端连接n沟道mos管q1的g极，所述n沟道mos管q1的s极、n沟道mos管q1的d极都连接地信号gnd，所述12v电源vcc通过电容c3连接地信号gnd，所述电容c3与电容c6相并联。

一种基于rfid技术的智能控制系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：系统上电复位；

步骤2：系统电流检测单元循环检测整个系统内电流值是否大于阈值，若大于阈值则立刻停止系统的所有操作，并在显示屏幕上显示危险信息，同时蜂鸣器报警，否则光电位置传感单元通过光电门循环检测切刀电机位置，确保切刀处于初始化未刀切状态；

步骤3：控制器通过光电位置传感单元实时监测切刀状态，控制器根据切刀状态实现对切刀电机和送刀电机的控制；

步骤4：启动软件无线电单元，若软件无线电单元启动失败，则退出，否则软件无线电单元对手持rfid卡进行解码、编码，然后软件无线电单元将编码发送给控制器，然后控制器将编码发送给pwm产生单元；

步骤5：pwm产生单元对编码进行种类判定，若编码为读卡编码，则控制器读取手持rfid卡内的信息；若编码为写卡编码，则控制器向手持rfid卡发送验证信息，若手持rfid卡验证信息错误则退出，否则控制器确认用户身份，然后控制器申请手持rfid卡的金额读写权限，若读写权限申请成功则软件无线电单元产生软件无线电信号，控制器通过rfid读取模块向手持rfid卡写入充值金额数据，然后控制器检验写入的金额数据，确保充值成功。

作为优选，步骤3中控制器通过切刀状态实现对切刀电机和送刀电机的控制为：若切刀在初始状态，则控制器控制送刀电机带动毛巾或者纸巾转动来出毛巾或者纸巾，若切刀在伸出过程中，则切刀电机控制切刀进行刀切工作；若切刀全部伸出，则切刀电机等待控制器命令。

阈值为2a。

手持rfid卡内的信息包括：用户个人身份信息、卡内金额信息。

本发明的有益效果如下：本发明适用范围广，可以提供毛巾或者纸巾；本发明对手持rfid卡的充值非常方便，本发明的控制方法通过验证身份成功后才进行充值，因此充值的准确度高；本发明设有电源保护模块，集成了电压高压保护、低压保护、反接保护、缓启动、电源滤波的功能，使得本发明工作更加稳定且可靠。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为电源保护模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明：

如图1所示，一种基于rfid技术的智能控制系统，所述智能控制系统用于提供毛巾或者纸巾，包括控制器1、接收解读器3、晶振电路2、系统电流检测单元5、软件无线电单元6、蜂鸣器7、pwm产生单元9、滤波电路4、显示屏幕11驱动模块10、显示屏幕11、rfid读取模块12、gsm模块13、天线模块14、手持rfid卡17、按键信息采集单元15、按键16、电机驱动电路19、切刀电机21、送刀电机22、切刀23、光电位置传感单元20、光电门24、电源保护模块18，所述接收解读器3、晶振电路2、系统电流检测单元5、软件无线电单元6、蜂鸣器7、pwm产生单元9、滤波电路4、显示屏幕11驱动模块10、rfid读取模块12、按键16信息采集单元15、电机驱动电路19、光电位置传感单元20都与控制器1连接，所述接收解读器3、晶振电路2、系统电流检测单元5、软件无线电单元6、蜂鸣器7、pwm产生单元9、滤波电路4、显示屏幕11驱动模块10、rfid读取模块12、按键信息采集单元15、电机驱动电路19、光电位置传感单元20、控制器1都与电源保护模块18连接，所述显示屏幕11驱动模块10连接显示屏幕11，所述rfid读取模块12通过gsm模块13连接天线模块14，所述rfid读取模块12与手持rfid卡17无线连接，所述切刀电机21、送刀电机22都与电机驱动电路19连接，所述切刀23连接切刀电机21，所述光电位置传感单元20通过光电门24连接切刀23，所述光电门24位于切刀电机21内，所述送刀电机22的转轴用于套毛巾或者纸巾。所述控制器1的型号为stm32f103。本发明还包括复位电路8，所述复位电路8连接控制器1。

如图2所示，电源保护模块18包括电阻r1、电阻r2、电阻r7、电阻r8、电容c3、电容c6、电容c11、二极管d1、稳压二极管d2、n沟道mos管q1，所述电阻r1的一端连接12v电源vcc，所述电阻r1的另一端连接控制器1，所述电阻r1的另一端通过电阻r7连接地信号gnd，所述12v电源vcc通过二极管d1连接12v电源vcc，所述12v电源vcc反向通过稳压二极管d2连接地信号gnd，所述12v电源vcc连接电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端通过电阻r8连接地信号gnd，所述电容c11与电阻r8相并联，所述电阻r2的另一端连接n沟道mos管q1的g极，所述n沟道mos管q1的s极、n沟道mos管q1的d极都连接地信号gnd，所述12v电源vcc通过电容c3连接地信号gnd，所述电容c3与电容c6相并联。电阻r1为49.9k欧姆，电阻r7为10k欧姆。稳压二极管d2为15v的稳压管。

电源保护模块集成了电压高压保护、低压保护、反接保护、缓启动、电源滤波功能，原理解释如下下：

如图2所示，电阻r1为49.9k欧姆，电阻r7为10k欧姆。图中电阻r1和r7对电源电压进行分压缩小，adc_p处也就是电压电阻r1的另一端，adc_p处的电压为12v÷6，控制器通过采集adc_p处电压的大小就可得出电路总电源电压的大小，进而判断是否过高或过低，异常时通过蜂鸣器报警保护。电源过低时，电路会工作异常甚至不工作，而过高则会烧毁后端电路。图中d2是15v的稳压管，在短时间内保护后端电路不超过15v，给控制器判断留有时间。图2中二极管d1起反接保护的作用。

图2中电阻r2、r8、电容c11、n沟道mos管q1共同组成了缓启动电路，防止通电出现接口火花、电流浪涌等不利因素。工作原理：刚通电时，因为电容c11的作用，vg处电压为0v，n沟道mos管q1不导通，后端电路相当于断开，不工作；同时电源通过r2给c11充电，vg电压慢慢升高，直到等于电源电压的一半；在这个过程中，n沟道mos管q1也慢慢导通，后端电路的电压也慢慢升高，开始工作。整个缓启动的时间在0.1秒内，可改变r2和c11的值来延长或缩短时间。图2中电容c3和c6起电源滤波作用。

一种基于rfid技术的智能控制系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：系统上电复位；

步骤2：系统电流检测单元5循环检测整个系统内电流值是否大于阈值，若大于阈值则立刻停止系统的所有操作，并在显示屏幕11上显示危险信息，同时蜂鸣器7报警，否则光电位置传感单元20通过光电门24循环检测切刀电机21位置，确保切刀23处于初始化未刀切状态；

步骤3：控制器1通过光电位置传感单元20实时监测切刀23状态，控制器1根据切刀23状态实现对切刀电机21和送刀电机22的控制；

步骤4：启动软件无线电单元6，若软件无线电单元6启动失败，则退出，否则软件无线电单元6对手持rfid卡17进行解码、编码，然后软件无线电单元6将编码发送给控制器1，然后控制器1将编码发送给pwm产生单元9；

步骤5：pwm产生单元9对编码进行种类判定，若编码为读卡编码，则控制器1读取手持rfid卡17内的信息；若编码为写卡编码，则控制器1向手持rfid卡17发送验证信息，若手持rfid卡17验证信息错误则退出，否则控制器1确认用户身份，然后控制器1申请手持rfid卡17的金额读写权限，若读写权限申请成功则软件无线电单元6产生软件无线电信号，控制器1通过rfid读取模块12向手持rfid卡17写入充值金额数据，然后控制器1检验写入的金额数据，确保充值成功。

步骤3中控制器1通过切刀23状态实现对切刀电机21和送刀电机22的控制为：若切刀23在初始状态，则控制器1控制送刀电机22带动毛巾或者纸巾转动来出毛巾或者纸巾，若切刀23在伸出过程中，则切刀电机21控制切刀23进行刀切工作；若切刀23全部伸出，则切刀电机21等待控制器1命令。

阈值为2a。

手持rfid卡17内的信息包括：用户个人身份信息、卡内金额信息。

本发明适用范围广，可以提供毛巾或者纸巾；本发明对手持rfid卡的充值非常方便，本发明的控制方法通过验证身份成功后才进行充值，因此充值的准确度高；本发明设有电源保护模块，集成了电压高压保护、低压保护、反接保护、缓启动、电源滤波的功能，使得本发明工作更加稳定且可靠。

需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。