一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统。本实用新型包括楼层控制器、内呼读卡器、外呼读卡器、楼层采集器、转换模块以及管理主机，其特征在于还包括CAN总线；本实用新型不仅能够满足电梯门禁系统运行要求，实时响应系统联动控制事件，而且简化了系统网络架构设计，均衡了系统各组成单元的工作负荷，从而改善了以往系统的网络架构复杂、管理主机工作负荷大的缺陷。
【专利说明】一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统。
【背景技术】
[0002] 目前，市场上的电梯门禁系统大部分采用RS485接口的多层网络通信架构。在该 系统中，通过嵌入式管理主机或者系统平台PC管理主机来调度处理系统各组成单元的信 息交互，具体联动过程如下：
[0003] 1)楼层采集器呼梯或选层联动过程，楼层采集器采集到的呼梯或选层请求，首先 将请求信息传送到管理主机，管理主机将呼梯和选层的控制信息传送到外呼读卡器（控制 呼梯）或楼层控制器（控制选层）；
[0004] 2)外呼读卡器选层联动过程，外呼读卡器采集人员卡信息，校验人员卡合法，并激 活呼梯按钮，同时将所持该人员卡中所要到达的楼层信息传送给管理主机，管理主机再将 楼层信息传送到楼层控制器（控制选层）。
[0005] 由于所有联动控制信息必须通过管理主机处理和转发，在实际应用中管理主机无 法实施的处理联动控制信息，较易造成处理的延迟。另外，如果管理主机出现工作异常，整 个电梯门禁的联动系统将无法工作，从而造成故障隐患。 实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控 制系统。
[0007] 本实用新型采用如下技术方案：
[0008] 本实用新型包括楼层控制器、内呼读卡器、外呼读卡器、楼层采集器、转换模块以 及管理主机，其特征在于还包括CAN总线，所述楼层控制器、内呼读卡器、外呼读卡器以及 楼层采集器的核心处理单元均采用集成有CAN通信接口的微处理器MCU，所述四个单元的 CAN通信接口分别通过其第一 CAN接口电路、第二CAN接口电路、第三CAN接口电路、第四 CAN接口电路与CAN总线双向连接，所述第一 CAN接口电路、第二CAN接口电路、第三CAN接 口电路和第四CAN接口电路结构相同，所述管理主机通过转换模块与CAN总线双向连接；
[0009] 所述第一 CAN接口电路由隔离电路、CAN驱动电路以及CAN接口保护电路组成；
[0010] 所述隔离电路的输入端与微处理器MCU的CAN通信接口双向连接，所述隔离电路 的输出端与CAN驱动电路的输入端双向连接，所述CAN驱动电路的输出端与CAN接口保护 电路的输入端双向连接，所述CAN接口保护电路的输出端与CAN总线相连接。
[0011] 所述微处理器MCU的型号为STM32F103RCT6。
[0012] 所述转换模块的型号为CAN-232。
[0013] 所述隔离电路由光电隔离芯片U1-U2及其外围元件滤波电容C1-C2、滤波电容 C4-C5、电阻R1-R2以及电阻R4组成；
[0014] 所述光电隔离芯片U1和光电隔离芯片U2的型号均为HC060L,
[0015] 所述光电隔离芯片U1的2脚经电阻R1接电源+3. 3V，光电隔离芯片U1的3脚接 微处理器MCU的PA12端，光电隔离芯片U1的7脚、8脚分别接电源+5V ;
[0016] 所述光电隔离芯片U2的2脚经电阻R4接电源+5V，光电隔离芯片U2的6脚经电 阻R2接电源+3. 3V，并且光电隔离芯片U2的6脚接接微处理器MCU的PA11端，所述光电隔 离芯片U2的7脚、8脚分别接电源+3. 3V ;
[0017] 所述CAN驱动电路由CAN驱动芯片U3及其外围元件滤波电容C3、电阻R3、电阻R5 组成；
[0018] 所述CAN驱动芯片U3的型号为SN65HVD251，
[0019] 所述CAN驱动芯片U3的1脚经电阻R3接电源+5V，CAN驱动芯片U3的1脚、2脚 分别接光电隔离芯片U1的6脚、5脚，CAN驱动芯片U3的3脚接电源+5V，CAN驱动芯片U3 的4脚接光电隔离芯片U2的3脚。
[0020] 所述CAN接口保护电路由共模电感L1、滤波电容C6-C7、瞬态抑制二极管D1-D2组 成，
[0021] 所述共模电感L1的型号为DLW43SH510XK2L，所述瞬态抑制二极管D1和瞬态抑制 二极管D2的型号均为P6KE6. 8CA，
[0022] 所述共模电感L1的1脚、3脚分别接CAN驱动芯片U3的7脚、6脚，所述共模电感 L1的2脚、4脚分别接CAN总线的通信端口 J1，所述瞬态抑制二极管D1串联在共模电感L1 的2脚与地之间，所述瞬态抑制二极管D2串联在共模电感L1的4脚与地之间。
[0023] 本实用新型的积极效果如下：
[0024] 本实用新型不仅能够满足电梯门禁系统运行要求，实时响应系统联动控制事件， 而且简化了系统网络架构设计，均衡了系统各组成单元的工作负荷，从而改善了以往系统 的网络架构复杂、管理主机工作负荷大的缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 附图1为本实用新型结构原理框图。
[0026] 附图2为本实用新型CAN接口电路原理框图。
[0027] 附图3为本实用新型接口电路原理图。
【具体实施方式】
[0028] 如附图1-2所示，本实用新型包括楼层控制器1、内呼读卡器2、外呼读卡器3、楼层 采集器4、转换模块5以及管理主机6,其特征在于还包括CAN总线7,所述楼层控制器1、内 呼读卡器2、外呼读卡器3以及楼层采集器4的核心处理单元均采用集成有CAN通信接口的 微处理器MCU，所述四个单元的CAN通信接口分别通过其第一 CAN接口电路8、第二CAN接口 电路9、第三CAN接口电路10、第四CAN接口电路11与CAN总线7双向连接，所述第一 CAN 接口电路8、第二CAN接口电路9、第三CAN接口电路10和第四CAN接口电路11结构相同， 所述管理主机6通过转换模块5与CAN总线7双向连接；
[0029] 所述第一 CAN接口电路8由隔离电路8-1、CAN驱动电路8-2以及CAN接口保护电 路8_3组成；
[0030] 所述隔离电路8-1的输入端与微处理器MCU的CAN通信接口双向连接，所述隔离 电路8-1的输出端与CAN驱动电路8-2的输入端双向连接，所述CAN驱动电路8-2的输出 端与CAN接口保护电路8-3的输入端双向连接，所述CAN接口保护电路8-3的输出端与CAN 总线相连接。
[0031] 本实用新型电梯门禁联动系统中，各组成单元核心处理单元（MCU)采用意法半导 体公司的STM32F103RCT6,该款MCU集成CAN通信接口（PA11，PA12)，并通过CAN驱动芯片 SN65HVD251作为总线连接接口，最多支持110个通信节点，满足组成单元之间的通信要求。
[0032] 如附图3所示，本实用新型所述隔离电路8-1由光电隔离芯片U1-U2及其外围元 件滤波电容C1-C2、滤波电容C4-C5、电阻R1-R2以及电阻R4组成；
[0033] 所述光电隔离芯片U1和光电隔离芯片U2的型号均为HC060L,
[0034] 所述光电隔离芯片U1的2脚经电阻R1接电源+3. 3V，光电隔离芯片U1的3脚接 微处理器MCU的PA12端，光电隔离芯片U1的7脚、8脚分别接电源+5V ;
[0035] 所述光电隔离芯片U2的2脚经电阻R4接电源+5V，光电隔离芯片U2的6脚经电 阻R2接电源3. 3V，并且光电隔离芯片U2的6脚接接微处理器MCU的PA11端，所述光电隔 离芯片U2的7脚、8脚分别接电源+3. 3V ;
[0036] 所述CAN驱动电路8-2由CAN驱动芯片U3及其外围元件滤波电容C3、电阻R3、电 阻R5组成；
[0037] 所述CAN驱动芯片U3的型号为SN65HVD251，
[0038] 所述CAN驱动芯片U3的1脚经电阻R3接电源+5V，CAN驱动芯片U3的1脚、2脚 分别接光电隔离芯片U1的6脚、5脚，CAN驱动芯片U3的3脚接电源+5V，CAN驱动芯片U3 的4脚接光电隔离芯片U2的3脚。
[0039] 所述CAN接口保护电路8-3由共模电感L1原保险丝、滤波电容C6-C7、瞬态抑制二 极管原TVS二极管D1-D2组成，
[0040] 所述共模电感L1的型号为DLW43SH510XK2L，所述瞬态抑制二极管D1和瞬态抑制 二极管D2的型号均为P6KE6. 8CA，
[0041] 所述共模电感L1的1脚、3脚分别接集成芯片U3的7脚、6脚，所述共模电感L1 的2脚、4脚分别接CAN总线7的通信端口 J1，所述瞬态抑制二极管D1串联在共模电感L1 的2脚与地之间，所述瞬态抑制二极管D2串联在共模电感L1的4脚与地之间。
[0042] 本实用新型接口电路的工作过程如下：
[0043] 当向CAN总线7发送数据时，MCU (型号STM32F103RCT6)通过管脚PA12发送3. 3V 的信息序列脉冲，通过光电隔离U1转换为5V的信息序列脉冲，进入CAN驱动芯片U3的1 管脚，经过该芯片内部的驱动转换，由该芯片6, 7管脚将标准的CAN接口信息序列脉冲传输 至CAN总线7上。
[0044] 从CAN总线7接收数据时，由CAN驱动芯片U1的6, 7管脚采集到CAN信息数据， 通过该芯片的转换电路，由管脚4输出5V的信息序列脉冲，并由光电隔离芯片U2转换为 3. 3V的信息序列脉冲，进入MCU管脚PA11。
[0045] 本实用新型能够实现扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统，各组成单元通过 CAN接口统一连接到CAN总线网络上。每个组成单元在网络内拥有唯一的地址标识，其地址 可以自行设置，存储在各设备的EEPR0M(型号AT24C04)中。通过该地址访问该组成单元并 与其交互信息。从而实现实时的、直接的信息交互目的。
[0046] 本实用新型联动模式分为四种，具体如下：
[0047] 联动控制模式一，外呼读卡器3采集到有效卡片信息，操作提示，激活呼梯按钮， 并且将选层控制信息传至楼层控制器1，楼层控制器1激活选层按钮；
[0048] 联动控制模式二，内呼读卡器2采集到有效卡片信息，操作提示，将选层控制信息 传至楼层控制器1，楼层控制器1激活选层按钮；
[0049] 联动控制模式三，楼层采集器4采集到访客所要到达的楼层信息，将呼梯信息和 选层信息分别传送至外呼读卡器3和楼层控制器1，外呼读卡器3激活呼梯按钮，楼层控制 器1激活选层按钮；
[0050] 联动控制模式四，管理主机6远程呼梯和选层操作，将呼梯信息和选层信息分别 传送至外呼读卡器3和楼层控制器1，外呼读卡器3激活呼梯按钮，楼层控制器1激活选层 按钮。
[0051] 本实用新型基于现场CAN总线的扁平化网络架构，实时满足系统各组成单元直接 进行信息交互。在系统运行中，任意节点组成单元的损坏都不会影响其它组成单元的相互 通信，减少了系统运行的故障风险；并且该系统架构扁平化设计，极大的简化了系统现场实 施的工程复杂度。从而为用户提供了高效可靠的电梯门禁联动控制系统。
【权利要求】
1. 一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统，其包括楼层控制器（1)、内呼读卡 器（2)、外呼读卡器（3)、楼层采集器（4)、转换模块（5)以及管理主机（6)，其特征在于还包 括CAN总线（7)，所述楼层控制器（1)、内呼读卡器（2)、外呼读卡器（3)以及楼层采集器（4) 的核心处理单元均采用集成有CAN通信接口的微处理器MCU，所述四个单元的CAN通信接口 分别通过其第一 CAN接口电路（8)、第二CAN接口电路（9)、第三CAN接口电路（10)、第四 CAN接口电路（11)与CAN总线（7)双向连接，所述第一 CAN接口电路（8)、第二CAN接口电 路（9)、第三CAN接口电路（10)和第四CAN接口电路（11)结构相同，所述管理主机（6)通 过转换模块（5)与CAN总线双向连接； 所述第一 CAN接口电路（8)由隔离电路（8-1)、CAN驱动电路（8-2)以及CAN接口保护 电路（8_3)组成； 所述隔离电路（8-1)的输入端与微处理器MCU的CAN通信接口双向连接，所述隔离电 路（8-1)的输出端与CAN驱动电路（8-2)的输入端双向连接，所述CAN驱动电路（8-2)的 输出端与CAN接口保护电路（8-3)的输入端双向连接，所述CAN接口保护电路（8-3)的输 出端与CAN总线（7)相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统，其特征在于 所述微处理器MCU的型号为STM32F103RCT6。
3. 根据权利要求2所述的一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统，其特征在于 所述转换模块（5)的型号为CAN-232。
4. 根据权利要求3所述的一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统，其特征在 于所述隔离电路（8-1)由光电隔离芯片U1-U2及其外围元件滤波电容C1-C2、滤波电容 C4-C5、电阻R1-R2以及电阻R4组成； 所述光电隔离芯片U1和光电隔离芯片U2的型号均为HC060L， 所述光电隔离芯片U1的2脚经电阻R1接电源+3. 3V，光电隔离芯片U1的3脚接微处 理器MCU的PA12端，光电隔离芯片U1的7脚、8脚分别接电源+5V ; 所述光电隔离芯片U2的2脚经电阻R4接电源+5V，光电隔离芯片U2的6脚经电阻R2 接电源+3. 3V，并且光电隔离芯片U2的6脚接接微处理器MCU的PA11端，所述光电隔离芯 片U2的7脚、8脚分别接电源+3. 3V。
5. 根据权利要求4所述的一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统，其特征在于 所述CAN驱动电路（8-2)由CAN驱动芯片U3及其外围元件滤波电容C3、电阻R3、电阻R5 组成； 所述CAN驱动芯片U3的型号为SN65HVD251， 所述CAN驱动芯片U3的1脚经电阻R3接电源+5V，CAN驱动芯片U3的1脚、2脚分别 接光电隔离芯片U1的6脚、5脚，CAN驱动芯片U3的3脚接电源+5V，CAN驱动芯片U3的4 脚接光电隔离芯片U2的3脚。
6. 根据权利要求5所述的一种扁平化网络架构的电梯门禁联动控制系统，其特征在于 所述CAN接口保护电路（8-3)由共模电感L1、滤波电容C6-C7、瞬态抑制二极管D1-D2组成， 所述共模电感L1的型号为DLW43SH510XK2L，所述瞬态抑制二极管D1和瞬态抑制二极 管D2的型号均为P6KE6. 8CA， 所述共模电感L1的1脚、3脚分别接CAN驱动芯片U3的7脚、6脚，所述共模电感L1 的2脚、4脚分别接CAN总线（7)的通信端口 J1，所述瞬态抑制二极管D1串联在共模电感 L1的2脚与地之间，所述瞬态抑制二极管D2串联在共模电感L1的4脚与地之间。
【文档编号】B66B13/14GK203877710SQ201420280031
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】邓悦恒, 刘立冬, 韩宝刚, 王宇宁 申请人:河北远东通信系统工程有限公司