一种用于储物室的门、灯联控装置的制造方法
【专利摘要】一种用于储物室的门、灯联控装置，可用于学校实验用品储存室、百货商店货物储存室等。利用供电模块的+5V输出端与单片机模块相连给其供电，单片机模块通过RFID读卡器读取ID卡卡号，单片机模块的开门指令输出端与门/灯联控器及蜂鸣报警器的使能控制端相连，若识别成功后通过继电器控制磁力锁和灯来实现门、灯联控，方便进入储物室存取物品，若识别不成功单片机模块通过蜂鸣器进行报警。同时，单片机模块的输出端与控制中心的卡号接收端相连，将卡号传给控制中心，红外监控器的输出端与控制中心的图像接收端相连，便于监控无人时储物室内的情况。本实用新型解决了传统储物室门、灯开关繁琐，钥匙保管不方便，及其安全性差、工作效率低等问题。
【专利说明】
一种用于储物室的门、灯联控装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于储物室的门、灯联动控制装置，属于安防领域。
【背景技术】
[0002]无论是百货商店还是学校的实验中心，储物室物品安全的存取在整个管理流程中都占着非常重要的地位。当前市场上的门禁种类繁多，传统门禁对于储物室来说大多存在门、灯开关繁琐，钥匙保管不方便，及其安全性差、工作效率低等问题。另外，现有的监控设备大多独立存在，不能与门禁管理相互配合形成一个完整的系统，这对储物室物品管理的复杂化和多样化造成了困扰。
[0003]RFID射频识别技术和单片机等集成电路芯片的发展，为人们对于智能门禁的开发提供了便利条件，而现有的门禁产品没有同时实现储物室门、灯联动控制以及报警和实时监控等功能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型为了解决传统储物室门、灯开关繁琐，钥匙保管不方便，及其安全性差、工作效率低等问题，进而提出了一种用于储物室的门、灯联动控制装置。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种用于储物室的门、灯联控装置，所述装置包括单片机模块、供电模块、ID卡、RFID读卡器、蜂鸣报警器、门/灯联控器、控制中心和红外监控器;供电模块的+5V输出端与单片机模块相连，用于给单片机模块进行供电;RFID读卡器用于读取ID卡的卡号信息，并将卡号传给单片机模块;单片机模块的开门指令输出端与蜂鸣报警器及门/灯联控器的使能控制端相连，用于发出开、关门/灯或报警指令，若识别成功后通过继电器实现门、灯联控，方便进入储物室存取物品，若识别不成功单片机模块通过蜂鸣器进行报警；同时，单片机模块的输出端连接控制中心的卡号接收端，红外监控器的输出端连接控制中心的图像接收端，控制中心用于接收卡号和监控器的录像?目息O
[0006]本实用新型的有益效果是:
[0007]本实用新型提出的一种用于储物室的门、灯联控装置是以单片机模块为核心，依靠交流220V转直流5V供电模块为其供电，最终实现当没有人员进入时，磁力锁处于通电状态，门关闭，照明灯关闭。当管理人员需要进入储物室存取物品时，先通过RFID模块读取ID卡卡号，身份验证成功后通过继电器控制磁力锁断电，门打开，照明灯供电；当管理人员离开储物室时，刷卡后，磁力锁恢复通电，门关闭，照明灯关闭。当身份验证错误时，单片机模块通过蜂鸣器进行报警，提醒管理人员来处理紧急情况。本实用新型提出的用于储物室的门、灯联控装置安全性高，克服了管理人员存取货物时开关灯繁琐、工作效率低等问题，良好地实现了门和灯的联动控制。
[0008]本实用新型利用RS485转USB模块实现单片机模块与计算机之间的通信，将进出储物室人员的卡号信息传给控制中心，实现对进出储物室人员的记录。同时，红外监控器可以将监控视频传到控制中心的计算机上，实现对储物室内情况的实时监控。因此，也为储物室物品管理的复杂化和多样化提供了解决办法。
[0009]本实用新型从储物室管理的实际角度出发，本着设计合理、成本低廉、安装简单的设计方案，所采用的供电模块、RFID模块、蜂鸣器、继电器等成本适中，且质量安全可靠，能够满足各种场合储物室管理方面的经济规划和安全保障，实验证明了本实用新型设计电路的正确性和可行性，完全适用于储物室的门、灯联控管理。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的整体结构框图(用于储物室的门、灯联动控制系统)；
[0011]图2是本实用新型中的单片机模块电路图，包括单片机时钟电路和复位电路；
[0012]图3是本实用新型中的220V转5V供电模块电路图；
[0013]图4是本实用新型中的RFID读卡器电路图；
[0014]图5是本实用新型中的蜂鸣报警器电路原理图；
[0015]图6是本实用新型中的门/灯联控器电路原理图；
[0016]图7为本实用新型的控制中心与单片机模块和红外监控器通信电路图。
【具体实施方式】
[0017]【具体实施方式】一:如图1?7所示，本实施方式所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，包括单片机模块、供电模块、ID卡、RFID读卡器、蜂鸣报警器、门/灯联控器、控制中心和红外监控器;供电模块用于给单片机模块进行供电，所述供电模块具有+5V电压输出端；RFID读卡器用于读取ID卡的卡号信息，并将卡号传给单片机模块；
[0018]单片机模块的开门指令输出端与蜂鸣报警器及门/灯联控器的使能控制端相连，用于发出开、关门/灯或报警指令，若识别成功后通过继电器实现门、灯联控，方便进入储物室存取物品，若识别不成功单片机模块通过蜂鸣器进行报警；
[0019]同时，单片机模块的输出端连接控制中心的卡号接收端，红外监控器的输出端连接控制中心的图像接收端，控制中心用于接收卡号和监控器的录像信息。
[0020]【具体实施方式】二:如图2所示，本实施方式所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，所述单片机模块包括单片机主芯片、时钟电路和复位电路;所述单片机主芯片型号为90C516RD+，是一款高速、低功耗的单片机，集成了 1280字节的RAM和最高61K的R0M，满足对数据库大小的要求，可以任意定制时钟频率;所述时钟电路即在90C516RD+单片机芯片的XTALl引脚和XTAL2引脚之间连接一个晶振Yl，晶振Yl—端连接电容Cl，电容Cl另一端接地，晶振Yl另一端连接电容C2，电容C2另一端接地;复位开关SI与电解电容C3并联，电解电容C3的正极接+5V电压，C3的负极一端与电阻Rl串联，电阻Rl另一端接地，电解电容C3和电阻Rl连接的一端接到90C516RD+单片机芯片的RST引脚上构成复位电路。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0021]【具体实施方式】三:如图3所示，本实施方式所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，所述供电模块采用交流220V转直流5V开关电源电路，具有+5V的电压输出端，由输入整流滤波电路、逆变器、输出整流滤波电路、控制电路和反馈电路构成，主要包括变压器Tl、整流二极管2CZ52B、滤波电容C4、三端稳压器LM7805和滤波电容C5;变压器Tl的两个输入端经过一个保险丝连接220V电源插头，变压器Tl的两个输出端分别连接由4个整流二极管2CZ52B组成的一个桥式整流电路的I引脚和3引脚，桥式整流电路的2引脚连接滤波电容C4的正极，桥式整流电路的4引脚接地，滤波电容C4的正极连接三端稳压器LM7805的IN引脚，滤波电容C4的负极接地;滤波电容C5的正极连接三端稳压器LM7805的OUT引脚，滤波电容C5的负极接地;三端稳压器LM7805的GND引脚接地，三端稳压器的OUT引脚连接90C516RD+单片机芯片的VCC引脚作为+5V电压输出。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一或二相同。
[0022]上述实施方式中由于LM7805的最小输入电压为7.5V，所以经变压器Tl之后的电压应大于7.5V，同时考虑到变压器Tl的二次侧绕阻及二极管上的压降，变压器Tl二次侧的电压大约要高出10%，S卩7.5 X 1.1 = 8.25V，本设计中取10V，则上述实施方式中的变压器Tl线圈匝数之比为220/10 = 22，上述实施方式中选择的三端稳压器LM7805是一种能自动调节电阻的集成电路元件，最大可输出电流为1A。
[0023]【具体实施方式】四:如图4所示，本实施方式所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，所述RFID读卡器主要包括S8550三极管Q1、S8050三极管Q2、电感线圈L1、开关二极管1N4148、运算放大器LM358、电阻和电容；所述三极管S8050为0.6W/0.5A NPN型，三极管S8550为0.6W/0.5A PNP型，所述开关二极管1N4148用于和电阻、电容一起构成滤波电路；电阻R2的一端连接90C516RD+单片机芯片的P3.5引脚，用于接收单片机产生的125kHz方波，该方波经过三极管Ql、Q2后再使电感线圈LI存在磁场，当ID卡进入线圈感应范围内时，ID卡中的有源器件发生谐振产生能量，将卡号信息通过线圈传到读卡器，带有卡号的信号通过滤波电路将载波滤除，滤波电路的信号输出端作为运算放大器LM358U3A正输入端的输入信号，运算放大器LM358 U3A的负输入端通过电阻R6后接地，运算放大器LM358 U3A的输出端与电容C11、电阻R8串联后接到运算放大器LM358 U3B的负输入端，运算放大器LM358 U3B的负输入端还通过电阻R9接地，运算放大器LM358 U3B正输入端通过电阻R12后接地，运算放大器LM358 U3B正输入端还连接电阻RlO的一端和电阻Rll的一端，电阻RlO的另一端连接运算放大器LM358 U3B负输入端，电阻Rll的另一端接5V电压，运算放大器LM358 U3B的输出端连接90C516RD+单片机芯片的P3.2引脚，将读取的卡号传给单片机。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0024]【具体实施方式】五:如图5所示，本实施方式所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，所述蜂鸣报警器由S8050三极管Q3、蜂鸣器和电阻R13组成；电阻R13的一端连接90C516RD+单片机芯片的？0.0引脚，电阻1?13的另一端与三极管03的基极相连，三极管03的集电极接+5V电压，三极管Q3的发射极与蜂鸣器的正极相连，蜂鸣器的负极接地;所述蜂鸣报警器电路连接方式为高电平有效，当发生意外情况时，90C516RD+单片机芯片的Pl.0引脚由低电平变为高电平，蜂鸣器发出报警响声。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三或四相同。
[0025]上述实施方式中选择的蜂鸣器为HYT-1205型电磁式5V有源一体蜂鸣器。
[0026]【具体实施方式】六:如图6所示，本实施方式所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，所述门/灯联控器包括S8050三极管Q4、开关二极管D5、发光二极管D6、继电器、电阻14和电阻Rl5;所述继电器型号为DS2Y-S-DC5V，具有两对常开常闭点，线圈电压为5VDC，通过最大电流为2A;电阻R14的一端连接90C516RD+单片机芯片的P2.0引脚，另一端与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极连接继电器的7引脚，继电器的8引脚接+5V电压，三极管Q4的发射极接地，开关二极管D5的正极一端接地，负极接+5V电压，发光二极管D6的正极与电阻R15串联，发光二极管D6的负极和电阻R15的另一端分别并联接到继电器的7引脚和8引脚上，用于指示电路是否正常工作;继电器的I?3引脚分别与接线柱Pl的I?3引脚连接，继电器的4?6引脚分别与接线柱P2的I?3引脚连接，通过继电器的通断来联动控制储物室门和灯的开关。具体工作方式如下:
[0027]所述电路连接方式为高电平有效，磁力锁接在Pl的I引脚和2引脚上，照明灯接在P2的I引脚和3引脚上，当无人刷卡时，90C516RD+单片机芯片的P2.0引脚为低电平，继电器线圈周围不存在磁场，继电器的I引脚与2引脚相连，4引脚与5引脚相连，此时磁力锁处于通电状态，门和灯均关闭，当有人刷卡并识别成功后，90C516RD+单片机芯片的P2.0引脚由低电平变为高电平，由于继电器线圈的磁场作用，继电器的I引脚与3引脚相连，4引脚与6引脚相连，磁力锁断电，门和灯同时打开。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四或五相同。
[0028]上述实施方式中选择的磁力锁为KOB品牌的KT-L280M掩藏式磁力锁，工作电压为12VDC，额定电流500mA，可承受最大280kg直线拉力;所述照明灯为FSL品牌的T8-LED灯管，长度为1.2米，额定功率为15W。
[0029]具体实施方案七:如图7所示，本实施方式所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，所述控制中心与单片机模块的通信电路由MAX485芯片、电容C12和电阻R16组成;MAX485芯片的RO引脚连接90C516RD+单片机芯片的RxD引脚，MAX485芯片的DI引脚连接90C516RD+单片机芯片的TxD引脚，MAX485芯片的RE引脚和DE引脚连接到90C516RD+单片机芯片的P1.0引脚，电容C12—端连接MAX485芯片的VCC引脚，另一端连接MAX485芯片的GND引脚，MAX485芯片的VCC引脚接+5V电源;为提高RS-485的抗干扰能力，在MAX485芯片的A引脚和B引脚之间并接一个电阻R16，P3处的RS-485电平与RS-485转USB模块连接，USB端与控制中心的计算机连接，实现将卡号从单片机模块传到控制中心的通信。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五或六相同。
[0030]上述实施方式中的MAX485芯片是Maxim公司生产的。
[0031]具体实施方案八:本实施方式所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，所述红外监控器为海康威视DS-2⑶2710F-1型红外半球网络摄像机，可在1280X960分辨率下将光线较暗或无光照环境下的实时图像传到控制中心的计算机上。
[0032]以上的实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围。
【主权项】
1.一种用于储物室的门、灯联控装置，其特征在于:所述装置包括单片机模块(I)、供电模块(2)、ID卡(3)、RFID读卡器(4)、蜂鸣报警器(5)、门/灯联控器(6)、控制中心(7)和红外监控器(8); 供电模块(2)的+5V输出端与单片机模块(I)相连，用于给单片机模块(I)进行供电； RFID读卡器(4)用于读取ID卡(3)的卡号信息，并将卡号传给单片机模块(I); 单片机模块(I)的开门指令输出端与蜂鸣报警器(5)及门/灯联控器(6)的使能控制端相连，用于发出开、关门/灯或报警指令，若识别成功后通过继电器实现门、灯联控，方便进入储物室存取物品，若识别不成功单片机模块通过蜂鸣器进行报警； 同时，单片机模块(I)的输出端连接控制中心(7)的卡号接收端，红外监控器(8)的输出端连接控制中心(7)的图像接收端，控制中心(7)用于接收卡号和监控器的录像信息。2.根据权利要求1所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，其特征在于: 所述单片机模块(I)包括单片机主芯片、时钟电路和复位电路;所述单片机主芯片型号为90C516RD+，是一款高速、低功耗的单片机，集成了 1280字节的RAM和最高61K的ROM，满足对数据库大小的要求，可以任意定制时钟频率； 所述时钟电路即在90C516RD+单片机芯片的XTALI引脚和XTAL2引脚之间连接一个晶振Yl，晶振Yl—端连接电容CI，电容CI另一端接地，晶振YI另一端连接电容C2，电容C2另一端接地;复位开关SI与电解电容C3并联，电解电容C3的正极接+5V电压，C3的负极一端与电阻Rl串联，电阻Rl另一端接地，电解电容C3和电阻Rl连接的一端接到90C516RD+单片机芯片的RST引脚上构成复位电路。3.根据权利要求2所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，其特征在于: 所述供电模块(2)采用交流220V转直流5V开关电源电路，具有+5V的电压输出端，主要包括变压器Tl、整流二极管2CZ52B、滤波电容C4、三端稳压器LM7805和滤波电容C5;所述变压器Tl的线圈匝数之比为22，所述三端稳压器LM7805是一种能自动调节电阻的集成电路元件，最大可输出电流为IA; 变压器Tl的两个输入端经过一个保险丝连接220V电源插头，变压器Tl的两个输出端分别连接由4个整流二极管2CZ52B组成的一个桥式整流电路的I引脚和3引脚，桥式整流电路的2引脚连接滤波电容C4的正极，桥式整流电路的4引脚接地，滤波电容C4的正极连接三端稳压器L M 7 8 O 5的IN引脚，滤波电容C 4的负极接地；滤波电容C 5的正极连接三端稳压器LM7805的OUT引脚，滤波电容C5的负极接地;三端稳压器LM7805的GND弓I脚接地，三端稳压器的OUT引脚连接90C516RD+单片机芯片的VCC引脚作为+5V电压输出。4.根据权利要求3所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，其特征在于: 所述RFID读卡器(4)主要包括S8550三极管QUS8050三极管Q2、电感线圈L1、开关二极管1N4148、运算放大器LM358、电阻和电容；所述三极管S8050为0.6W/0.5A NPN型，三极管S8550为0.6W/0.5A PNP型，所述开关二极管1N4148用于和电阻、电容一起构成滤波电路； 电阻R2的一端连接90C516RD+单片机芯片的P3.5引脚，用于接收单片机产生的125kHz方波，该方波经过三极管Ql、Q2后再使电感线圈LI存在磁场，当ID卡(3)进入线圈感应范围内时，ID卡中的有源器件发生谐振产生能量，将卡号信息通过线圈传到读卡器，带有卡号的信号通过滤波电路将载波滤除，滤波电路的信号输出端作为运算放大器LM358U3A正输入端的输入信号，运算放大器LM358U3A的负输入端通过电阻R6后接地，运算放大器LM358U3A的输出端与电容C11、电阻R8串联后接到运算放大器LM358U3B的负输入端，运算放大器LM358U3B的负输入端还通过电阻R9接地，运算放大器LM358U3B正输入端通过电阻R12后接地，运算放大器LM358U3B正输入端还连接电阻RlO的一端和电阻Rll的一端，电阻RlO的另一端连接运算放大器LM358U3B负输入端，电阻Rl I的另一端接5V电压，运算放大器LM358U3B的输出端连接90C516RD+单片机芯片的P3.2引脚，将读取的卡号传给单片机。5.根据权利要求4所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，其特征在于:所述蜂鸣报警器(5)由S8050三极管Q3、蜂鸣器和电阻R13组成;所述蜂鸣器为HYT-1205型电磁式5V有源一体蜂鸣器；电阻R13的一端连接90C516RD+单片机芯片的？0.0引脚，电阻1?13的另一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极接+5V电压，三极管Q3的发射极与蜂鸣器的正极相连，蜂鸣器的负极接地;所述蜂鸣报警器电路连接方式为高电平有效，当发生意外情况时，90C516RD+单片机芯片的Pl.0引脚由低电平变为高电平，蜂鸣器发出报警响声。6.根据权利要求5所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，其特征在于:所述门/灯联控器(6)包括S8050三极管Q4、开关二极管D5、发光二极管D6、继电器、电阻R14和电阻R15;所述继电器型号为DS2Y-S-DC5V，具有两对常开常闭点，线圈电压为5VDC，通过最大电流为2A；电阻R14的一端连接90C516RD+单片机芯片的P2.0引脚，另一端与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极连接继电器的7引脚，继电器的8引脚接+5V电压，三极管Q4的发射极接地，开关二极管D5的正极一端接地，负极接+5V电压，发光二极管D6的正极与电阻R15串联，发光二极管D6的负极和电阻R15的另一端分别并联接到继电器的7引脚和8引脚上，用于指示电路是否正常工作，继电器的I?3引脚分别与接线柱Pl的I?3引脚连接，继电器的4?6引脚分别与接线柱P2的1?3引脚连接，通过继电器的通断来联动控制储物室门和灯的开关;所述电路连接方式为高电平有效，磁力锁接在接线柱Pl的I引脚和2引脚上，照明灯接在P2的I弓丨脚和3引脚上;所述磁力锁为KOB品牌的KT-L280M掩藏式磁力锁，工作电压为12VDC，额定电流500mA，可承受最大280kg直线拉力；所述照明灯为FSL品牌的T8-LED灯管，长度为1.2米，额定功率为15W。7.根据权利要求6所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，其特征在于: 所述控制中心(7)与单片机模块(I)的通信电路由MAX485芯片、电容C12和电阻R16组成;所述MAX485芯片采用半双工通讯方式，单一电源+5V工作，额定电流为0.3mA，可将TTL电平转换为RS-485电平;MAX485芯片的RO引脚连接90C516RD+单片机芯片的RxD引脚，MAX485芯片的DI引脚连接90C516RD+单片机芯片的TxD引脚，MAX485芯片的RE引脚和DE引脚连接到90C516RD+单片机芯片的？1.0引脚，电容(:12—端连接1^乂485芯片的￥0:引脚，另一端连接MAX485芯片的GND引脚，MAX485芯片的VCC引脚接+5V电源；为提高RS-485的抗干扰能力，在MAX485芯片的A引脚和B引脚之间并接一个电阻R16，P3处的RS-485电平与RS-485转USB模块连接，USB端与控制中心的计算机连接，实现将卡号从单片机模块传到控制中心的通信。8.根据权利要求6或7所述的一种用于储物室的门、灯联控装置，其特征在于:所述红外监控器(8)为海康威视DS-2⑶2710F-1型红外半球网络摄像机，可在1280 X 960分辨率下将光线较暗或无光照环境下的实时图像传到控制中心的计算机上。
【文档编号】H05B33/08GK205454170SQ201620227121
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】康守强, 贾添植, 杨朝钠, 高华强, 张松坡
【申请人】哈尔滨理工大学