一种智能可控式校园车辆安全路障系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种智能可控式校园车辆安全路障系统，其包括上位机、校园入口巡检站、路障巡检站以及车载射频终端；各巡检站分别设有下位机、射频识别阅读器、路障机构以及路障控制模块；下位机与上位机之间通过局域网连接通信；路障控制模块包括控制器，控制输出电路以及路障驱动电机。射频识别阅读器识别途经的车辆中车载射频终端的信息，并传输给下位机；下位机根据车辆信息通过控制输出电路向控制器发送控制信息，以使得控制器通过路障驱动电机控制路障机构是否挡住车辆。本实用新型利用射频识别无线通信技术，对进入校园的车辆进行多方位的识别和管理，能够有效保障校园内特定区域以及道路的安全。
【专利说明】一种智能可控式校园车辆安全路障系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及射频识别【技术领域】，特别是一种智能可控式校园车辆安全路障系统。
【背景技术】
[0002]随着车辆的普及，进出校园的车辆越来越多，需要进行有序的管理方能保障校内人员的安全。目前对于进出校园的车辆一般仅能凭门卫人工登记，工作量较大，对于车辆进入校园后的管理也很难进行，需要投入较大的人力、警力，无法有效保障校园内的道路安全。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题为:利用射频识别无线通信技术，通过无线电讯号识别和管理进出校园的车辆，保障校园内的道路安全。
[0004]本实用新型采取的技术方案具体为:一种智能可控式校园车辆安全路障系统，包括上位机，设置于校园入口的入口巡检站，I个以上设置于校园内部的路障巡检站，以及车载射频终端；
[0005]入口巡检站以及各路障巡检站中分别设有下位机、射频识别阅读器、路障机构以及路障控制模块；各下位机与上位机之间通过局域网连接通信；入口巡检站和各路障巡检站中，射频识别阅读器识别途经的车辆中车载射频终端的信息，射频识别阅读器的输出端分别连接相应下位机的输入端；
[0006]路障控制模块包括控制输出电路，控制器以及路障驱动电机；下位机的输出端通过控制输出电路连接控制器的输入端，控制器控制路障驱动电机的运行；路障驱动电机的输出端连接路障机构，以带动路障机构在开启通道和关闭通道状态之间切换。
[0007]本实用新型在应用时，车载射频终端可采用现有的射频卡，射频卡中可存储能够通过射频信号发送的车辆相关信息，如车辆型号、类别、进入权限等。当车辆从校园入口巡检站进入，入口巡检站的射频识别阅读器即通过发射射频向待进入车辆发出询问信息，如车辆上已有车载射频终端，则车辆上的车载射频终端会向射频识别阅读器反馈车辆相关信息；如车辆为首次进入校园，则可由管理人员向其发放车载射频终端，并将对应车辆的相关信息输入车载射频终端中，同时将车辆相关信息登记备份至上位机中。所述进入权限可根据待进入车辆的需求而设置，仅允许车辆能够通过个别路障巡检站。则当车辆进入校园后，当路过某路障巡检站时，此路障巡检站的射频识别阅读器即可获得车辆的相关信息，下位机将车辆相关信息通过局域网发送给上位机，上位机将车辆相关信息中的通过权限信息与当前进行数据交互的路障巡检站地址进行匹配，从而判断是否放行，进而通过下位机控制相应路障巡检站的路障机构对车辆放行或者阻挡。
[0008]进一步的，本实用新型所述路障机构包括路涡轮蜗杆机构、路障体和中空的座体，路障体依次通过丝杠和涡轮转动连接座体内底部；蜗杆连接路障驱动电机的输出轴。涡轮的设置可避免在控制路障体开始上升或者下降的瞬间，因负载较大而对路障驱动电机造成损坏。具体的，丝杠的丝母下端固定连接涡轮轴，涡轮转动连接座体；丝杠的丝杆顶端连接路障体；路障体上还设有手动手柄，手动手柄固定连接在丝杠丝杆的顶端。本实用新型的路障机构可埋于地下，座体顶端与地面齐平，当路障驱动电机带动涡轮转动时，涡轮轴即带动丝母转动，丝母的转动会使得丝杆在丝母中上升或者下降，进而带动固连丝杆的路障体上升或下降，实现对车辆放行或者阻挡的目的。一个路障巡检站内可以并列安放两个或以上的路障机构。可由上位机发送信号控制路障升降，亦可由路障巡检站工作人员询问过往车辆验信息实时控制；也可通过设置分时间、分路段控制，在学生下课集中时段可以设置路障升起，禁止车辆通行。
[0009]本实用新型中，各巡检站中的下位机采用单片机；入口巡检站以及各路障巡检站中还分别设有485收发器；各下位机与上位机之间通过RS485链路组成局域网连接通信。单片机优选型号W77E58单片机，其实一个快速8051兼容控制器，突出的特性是具有两个增强型串口，其中一个串口可与射频识别阅读器连接，另一个串口与485收发器连接。485收发器可采用现有MAX487收发器。基于RS485的局域网组建为现有技术。射频识别阅读器亦可采用现有产品。
[0010]路障控制模块中的控制器采用PLC控制器；PLC控制器对路障驱动电机的驱动电路由主回路和控制回路组成，主回路直接与路障驱动电机相连，通过控制面板上的控制按钮即可控制路障的升降；控制回路可接收下位机发出的升降触发信号。控制器的输入端包括上升信号输入端和下降信号输入端，下位机的输出端包括上升信号输出端和下降信号输出端；控制输出电路中包括上升控制继电器和下降控制继电器；上升控制继电器\下降控制继电器的线圈两端分别连接在直流电源与下位机的上升信号输出端\下降信号输出端之间；上升控制继电器\下降控制继电器的常开触点分别串接在直流电源与控制器的上升信号输入端\下降信号输入端之间；控制器根据接收到的上升信号或下降信号控制路障驱动电机的正转或反转，从而控制路障体的上升或下降。
[0011]上升控制继电器\下降控制继电器的线圈与下位机的上升信号输出端\下降信号输出端之间分别连接有三极管，三极管的发射极接地，下位机的上升信号输出端\下降信号输出端分别连接三极管的基极，三极管的集电极连接上升控制继电器\下降控制继电器的线圈。当下位机发出上升信号，则上升控制继电器的线圈得电，常闭触点闭合，
[0012]本实用新型的有益效果为:利用本发明的系统可实现，在校园不同区域，特别是安全和保密等级要求较高的区域，分别设置路障巡检站，由于入口巡检站以及各路障巡检站均分别与上位机之间进行数据交互，故车辆从进入校园后，其通过权限既由上位机统一存储和管理。当车辆即将通过某路障巡检站时，上位机可根据发来车辆验证信息的路障巡检站的位置，以及待验证车辆的通过权限，判断当前路障巡检站是否需要对车辆进行放行。对于所有的路障巡检站，上位机皆能够进行统一管理，轻松实现对校园内部多路段车辆的分别管控，而不再仅仅是出入口的简单管理，有利于保障校园内道路及特定场所的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1所示为本实用新型系统构成示意图；
[0014]图2所示为上位机与各巡检站连接结构示意图；[0015]图3所示为入口巡检站或路障巡检站路障控制模块结构示意图；
[0016]图4所示为控制器与下位机电路连接示意图；
[0017]图5所示为控制器PLC驱动电路原理结构示意图；
[0018]图6所示为路障机构结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和具体实施例进一步说明。
[0020]结合图1和图2，本实用新型的智能可控式校园车辆安全路障系统，包括上位机，设置于校园入口的入口巡检站，I个以上设置于校园内部的路障巡检站，以及用来放置于进入校园的车辆中的车载射频终端。
[0021]入口巡检站以及各路障巡检站中分别设有下位机、射频识别阅读器、路障机构、路障控制模块和485收发器；各下位机与上位机之间通过RS485链路组成的局域网连接通信；入口巡检站和各路障巡检站中，射频识别阅读器识别途经的车辆中车载射频终端的信息，射频识别阅读器的输出端分别连接相应下位机的输入端。
[0022]上述车载射频终端采用现有的射频卡，射频卡中可存储能够通过射频信号发送的车辆相关信息，如车辆型号、类别、进入权限等。当车辆从校园入口巡检站进入，入口巡检站的射频识别阅读器即通过发射射频向待进入车辆发出询问信息，如车辆上已有车载射频终端，则可向射频识别(RFID)阅读器反馈车辆相关信息；如车辆为首次进入校园，则可由管理人员向其发放车载射频终端，并将对应车辆的相关信息输入车载射频终端中，同时备份至上位机中。进入权限可根据待进入车辆的需求而设置，则车辆仅被允许通过与通过权限相对应的个别路障巡检站。
[0023]当车辆进入校园后，当路过某路障巡检站时，此路障巡检站的射频识别阅读器即可获得车辆的相关信息，下位机将车辆相关信息通过局域网发送给上位机，上位机将车辆相关信息中的通过权限信息与当前进行数据交互的路障巡检站地址进行匹配，从而判断是否放行，进而通过下位机控制相应路障巡检站的路障机构对车辆放行或者阻挡。
[0024]结合图2和图3，本实用新型中，各巡检站中的下位机采用单片机；单片机优选型号W77E58单片机，其实一个快速8051兼容控制器，突出的特性是具有两个增强型串口，其中一个串口可与射频识别阅读器连接，另一个串口与485收发器连接。485收发器可采用现有MAX487收发器，MAX487是专用于RS485总线的小功率收发器，它采用8脚DIP/S0封装，内含一个驱动器和一个发送器。其驱动器采用限斜率设计，这样可以将电磁干扰降到最小，并可以减小因电缆中断不匹配产生的影响，因此可以250kb/s的速率无误差的传送数据。基于RS485的局域网组建为现有技术。射频识别RFID阅读器采用深圳友讯达公司的FC-201/SP无线数传模块。FC-201/SP无线数传模块是一种短距离数据传输产品，载波频率为433MHz，广泛应用于无线数据传输、采集、控制等领域。利用W77E58控制器的P 1.4引脚作为其复位信号。
[0025]路障控制模块包括控制器，控制输出电路以及路障驱动电机；下位机通过控制输出电路连接控制器，已发送路障控制信号，控制器根据路障控制信号控制路障驱动电机的运行，以带动路障机构在开启通道和关闭通道状态之间切换。
[0026]如图4所示，本实用新型路障控制模块中的控制器采用PLC控制器；PLC控制器对路障驱动电机的驱动电路由主回路和控制回路组成，主回路直接与路障驱动电机相连，通过控制面板上的控制按钮即可控制路障的升降；控制回路可接收下位机发出的升降触发信号。控制器的输入端包括上升信号输入端和下降信号输入端，下位机的输出端包括上升信号输出端和下降信号输出端；控制输出电路中包括上升控制继电器和下降控制继电器；上升控制继电器\下降控制继电器的线圈两端连接在直流电源与下位机的上升信号输出端\下降信号输出端之间；上升控制继电器\下降控制继电器的常开触点串接在直流电源与控制器的上升信号输入端\下降信号输入端之间；
[0027]上升控制继电器和下降控制继电器的线圈与下位机的上升信号输出端和下降信号输出端分别之间连接有三极管，三极管的发射极接地，下位机的上升信号输出端和下降信号输出端分别连接三极管的基极，三极管的集电极连接上升控制继电器和下降控制继电器的线圈。
[0028]当下位机发出上升信号，则上升控制继电器的线圈得电，常开触点闭合，控制器PLC的上升控制输入端即被触发，控制器即通过驱动电路控制路障驱动电机正转，使得路障体挡住待通过车辆。当下位机发出下降信号，则下降控制继电器的线圈得电，常开触点闭合，控制器PLC的下降控制输入端被触发，则控制器即通过驱动电路控制路障驱动电机反转，使得路障体下降，为车辆放行。
[0029]同时，参考图5，本实用新型驱动电路部分还包括连接PLC控制器，并设置于路障机构上的接近开关VT1、VT2，限位开关SQ1、SQ2，以及手动控制开关SB1、SB2。车辆接近时，如下位机收到上位机发出的路障控制信号为升起路障时，PLC控制器接收到接近开关VTl信号，即控制路障体升起，当路障体碰到升限位SQl则停止上升；当车辆已经进入，则PLC接到接近开关VT2车辆消失信号，控制器控制路障体开始下降，碰到降限位SQ2则停止。手动控制开关SB1、SB2方便手动控制路障升降，如按下SBl路障升起，按下SB2路障降下。管理人员也可以通过切断系统电源控制开关SB3，以转换到机械控制，手动升起或降下路障，也可以保证系统停电时路障的正常使用。继电器KM3和KM4为控制器PLC分别控制路障驱动电机正反转的继电器。PLC控制器的驱动电路可利用现有硬件电路技术实现。
[0030]如图6所示，本实用新型路障机构包括蜗轮蜗杆机构、路障体2和中空的座体1，路障体2依次通过丝杠和涡轮9转动连接座体I内底部；蜗杆10连接路障驱动电机的输出轴。涡轮蜗杆机构的设置可避免在控制路障体开始上升或者下降的瞬间，因负载较大而对路障驱动电机造成损坏。中空的座体I内部可根据路障体升降方向设置导向槽4，路障体边缘与导向槽4的侧壁通过定向轮3滚动连接。丝杠的丝母6下端通过传动杆7固连涡轮轴8，进而转动连接座体1，丝杠的丝杆5顶端连接路障体2 ;路障体2上还设有手动手柄11，手动手柄11通过转接销12安装于路障体2顶端的卡槽13内，并与丝杆5顶端固连固定连接在丝杠丝杆的顶端。本实用新型的路障机构可埋于地下，座体顶端与地面齐平，当路障驱动电机通过蜗杆10带动润轮9转动时，润轮轴8即通过传动杆7带动丝母6转动，丝母6的转动会使得丝杆5在丝母6中上升或者下降，进而带动固连丝杆5的路障体2上升或下降，实现对车辆放行或者阻挡的目的。一个路障巡检站内可以并列安放两个或以上的路障机构。可由上位机同一管理发送信号控制路障升降，亦可由路障巡检站工作人员询问过往车辆信息实时控制；也可通过设置分时间、分路段控制，在学生下课集中时段可以设置路障升起，禁止车辆通行。能够轻松实现对校园内部多路段车辆的分别管控，而不再仅仅是出入口的简单管理，有利于保障校园内道路及特定场所的安全。
【权利要求】
1.一种智能可控式校园车辆安全路障系统，其特征是，包括上位机，设置于校园入口的入口巡检站，I个以上设置于校园内部的路障巡检站，以及车载射频终端； 入口巡检站以及各路障巡检站中分别设有下位机、射频识别阅读器、路障机构以及路障控制模块；各下位机与上位机之间通过局域网连接通信；入口巡检站和各路障巡检站中，射频识别阅读器识别途经的车辆中车载射频终端的信息，射频识别阅读器的输出端分别连接相应下位机的输入端； 路障控制模块包括控制输出电路，控制器以及路障驱动电机；下位机的输出端通过控制输出电路连接控制器的输入端，控制器控制路障驱动电机的运行；路障驱动电机的输出端连接路障机构，以带动路障机构在开启通道和关闭通道状态之间切换。
2.根据权利要求1所述的智能可控式校园车辆安全路障系统，其特征是，所述路障机构包括路涡轮蜗杆机构、路障体和中空的座体，路障体依次通过丝杠和涡轮转动连接座体内底部；蜗杆连接路障驱动电机的输出轴。
3.根据权利要求2所述的智能可控式校园车辆安全路障系统，其特征是，丝杠的丝母下端固定连接涡轮轴，涡轮转动连接座体；丝杠的丝杆顶端连接路障体；路障体上还设有手动手柄，手动手柄固定连接在丝杠丝杆的顶端。
4.根据权利要求1或2所述的智能可控式校园车辆安全路障系统，其特征是，下位机采用单片机；入口巡检站以及各路障巡检站中还分别设有485收发器；各下位机与上位机之间通过RS485链路组成局域网连接通信。
5.根据权利要求1或2所述的智能可控式校园车辆安全路障系统，其特征是，路障控制模块中的控制器采用PLC控制器；控制器的输入端包括上升信号输入端和下降信号输入端，下位机的输出端包括上升信号输出端和下降信号输出端；控制输出电路中包括上升控制继电器和下降控制继电器；上升控制继电器\下降控制继电器的线圈两端分别连接在直流电源与下位机的上升信号输出端\下降信号输出端之间；上升控制继电器\下降控制继电器的常开触点分别串接在直流电源与控制器的上升信号输入端\下降信号输入端之间； 控制器根据接收到的上升信号或下降信号控制路障驱动电机的正转或反转，从而控制路障体的上升或下降。
6.根据权利要求5所述的智能可控式校园车辆安全路障系统，其特征是，上升控制继电器\下降控制继电器的线圈与下位机的上升信号输出端\下降信号输出端之间分别连接有三极管，三极管的发射极接地，下位机的上升信号输出端\下降信号输出端分别连接三极管的基极，三极管的集电极连接上升控制继电器\下降控制继电器的线圈。
【文档编号】G07C9/00GK203720904SQ201420094784
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】赵海峰, 郭燕 申请人:南京信息职业技术学院