一种电磁锁控制电路及控制方法与流程

1.本发明涉及电磁锁技术领域，特别指一种电磁锁控制电路及控制方法。


背景技术：

2.电磁锁的种类包括磁吸式和磁动式两种，基础原理都是给电磁锁通电，产生磁力后执行门锁的开关动作，所以驱动电路开关门锁就是要控制电磁锁的通断电，而控制电路根据不同的开门信号对电磁锁进行不同的控制。开门信号包括门内开门信号和门外开门信号，门内开门信号由非自锁按键开关提供，门外开门信号由具备身份识别的门禁设备，比如刷卡模块、指纹模块、人脸识别模块等，识别到合法身份的信息后提供。
3.传统的多媒体中控没有用于控制电磁锁的电路接口，少部分多媒体中控具备io输入输出功能，可通过io间接达到控制电磁锁的目的，但是存在系统连线复杂、设置复杂、只能适应部分电磁锁等缺点，导致局限性很大。
4.因此，如何提供一种电磁锁控制电路及控制方法，实现提升电磁锁控制电路的兼容性以及使用便捷性，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种电磁锁控制电路及控制方法，实现提升电磁锁控制电路的兼容性以及使用便捷性。
6.第一方面，本发明提供了一种电磁锁控制电路，包括一mcu、一输出隔离驱动模块、一输入隔离模块、一配置模块、一接口j1以及一电源模块；
7.所述mcu的输入端与输入隔离模块以及配置模块连接，输出端与所述输出隔离驱动模块连接；所述接口j1分别与输出隔离驱动模块以及输入隔离模块连接；所述电源模块分别与mcu、输出隔离驱动模块、输入隔离模块以及配置模块连接。
8.进一步地，所述输出隔离驱动模块包括一光耦u1、一光耦u2、一三极管q1、一三极管q2、一二极管d1、一二极管d2、一继电器k1、一继电器k2、一电阻r1、一电阻r2、一电阻r3、一电阻r4、一电阻r5、一电阻r6以及一保险丝f1；
9.所述光耦u1的引脚1与电阻r1连接，引脚2与mcu连接，引脚3与电阻r2连接，引脚4与二极管d1的输出端、继电器k1的引脚1、2以及电源模块连接；所述三极管q1的基极与电阻r2以及电阻r3连接，集电极与二极管d1的输入端以及继电器k1的引脚4连接，发射极与电阻r3连接并接地；所述电阻r1与电源模块连接；所述保险丝f1的一端与继电器k1的引脚3连接，另一端与继电器k2的引脚2以及接口j1的引脚1连接；
10.所述光耦u2的引脚1与电阻r4连接，引脚2与mcu连接，引脚3与电阻r5连接，引脚4与二极管d2的输出端、继电器k2的引脚1以及电源模块连接；所述三极管q2的基极与电阻r5以及电阻r6连接，集电极与二极管d2的输入端以及继电器k2的引脚4连接，发射极与电阻r6连接并接地；所述继电器k2的引脚3与接口j1的引脚2连接。
11.进一步地，所述输入隔离模块包括一光耦u3、一光耦u4、一光耦u5、一电阻r7、一电
阻r8、一电阻r9、一电阻r10、一电阻r11以及一电阻r12；
12.所述光耦u3的引脚1与电阻r8连接，引脚2与接口j1的引脚4连接，引脚3接地，引脚4与电阻r7以及mcu连接；所述光耦u4的引脚1与电阻r10连接，引脚2与接口j1的引脚5连接，引脚3接地，引脚4与电阻r9以及mcu连接；所述光耦u5的引脚1与电阻r12连接，引脚2与接口j1的引脚6连接，引脚3接地，引脚4与电阻r11以及mcu连接；
13.所述电阻电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11以及电阻r12均与电源模块连接。
14.进一步地，所述配置模块包括一拨码开关s1、一电阻r13、一电阻r14、一电阻r15、一电阻r16以及一电阻r17；
15.所述拨码开关s1的引脚1、2、3、4、5分别与电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16以及电阻r17的一端连接，引脚6、7、8、9、10均接地；所述电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16以及电阻r17的另一端均与mcu以及电源模块连接。
16.进一步地，所述接口j1的引脚1、2与输出隔离驱动模块连接，引脚3接地，引脚4、5、6与输入隔离模块连接。
17.第二方面，本发明提供了一种电磁锁控制电路的控制方法，包括如下步骤：
18.步骤s10、mcu通过配置模块接收包括锁种类、接点种类、工作模式以及延时时长的配置数据；
19.步骤s20、mcu接收开门信号，基于所述配置数据以及开门信号，依次通过输出隔离驱动模块以及接口j1向电磁锁输出对应的电平信号，以对电磁锁进行控制。
20.进一步地，所述步骤s10中，所述锁种类为磁吸式或者磁动式，通过拨码开关s1的引脚1对应的开关进行配置；
21.所述接点种类为干接点或者湿节点，通过拨码开关s1的引脚2对应的开关进行配置；
22.所述工作模式为自动模式或者手动模式，通过拨码开关s1的引脚3对应的开关进行配置；
23.所述延时时长通过拨码开关s1的引脚4和引脚5对应的开关进行配置，预设4档时长。
24.进一步地，所述步骤s20具体为：
25.所述配置数据中，所述锁种类为磁吸式时，mcu基于接收的开门信号，向光耦u2输出高电平进而断开继电器k2，通过接口j1的引脚2给电磁锁下电，进而执行电磁锁的开锁动作；mcu基于接收的开门信号向光耦u2输出低电平，进而执行电磁锁的开锁动作；
26.所述锁种类为磁动式时，mcu基于接收的开门信号，向光耦u2输出低电平进而导通继电器k2，通过接口j1的引脚2给电磁锁上电，进而执行电磁锁的开锁动作；mcu基于接收的开门信号向光耦u2输出高电平，进而执行电磁锁的关锁动作；
27.所述接点种类为干接点时，mcu向光耦u1输出高电平，使光耦u1处于截止状态；mcu基于接收的开门信号，向光耦u2输出电平信号，让接口j1的引脚1和引脚2仅有导通和截止两个动作，以控制电磁锁通断电；
28.所述接点种类为湿接点时，mcu向光耦u1输出低电平导通继电器k1，保险丝f1向继电器k2的引脚2输出高电平；mcu基于接收的开门信号，向光耦u2输出电平信号，让接口j1的
引脚1和引脚2有通电和不通电两个状态，以控制电磁锁通断电；
29.所述工作模式为自动模式时，mcu基于接收的开门信号，向光耦2输出低电平以导通继电器k2，通过接口j1的引脚2给电磁锁上电，进而执行电磁锁的开锁动作，并在开锁动作保持所述延时时长后，mcu向光耦u2输出高电平，进而执行电磁锁的关锁动作；
30.所述工作模式为手动模式时，mcu基于接收的开门信号，向光耦2输出低电平以导通继电器k2，通过接口j1的引脚2给电磁锁上电，进而执行电磁锁的开锁动作，并在检测不到开门信号时，向光耦u2输出高电平，进而执行电磁锁的关锁动作。
31.本发明的优点在于：
32.通过设置接口j1，可按需选择对应的引脚接入电磁锁，以适配不同型号的电磁锁，降低系统连线的复杂度；通过设置包括5个开关的拨码开关s1，通过拨码开关s1即可向mcu设置锁种类、接点种类、工作模式以及延时时长的配置数据，简单方便；由于支持磁吸式、磁动式、干接点、湿节点、自动模式、手动模式，即可以驱动市面上的磁吸锁和磁动锁，兼容性强，可以根据不同的使用需求设置为手动模式或者自动模式，灵活方便，电磁锁的驱动可以配置为干接点和湿接点，用户可以只购买锁体配合使用，也可以在原有的门禁系统上进行改造，最大程度的降低使用和改造成本，最终极大的提升了电磁锁控制电路的兼容性以及使用便捷性。
附图说明
33.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
34.图1是本发明一种电磁锁控制电路的电路原理框图。
35.图2是本发明输出隔离驱动模块的电路图。
36.图3是本发明输入隔离模块的电路图。
37.图4是本发明配置模块的电路图。
38.图5是本发明接口j1的电路图。
39.图6是本发明一种电磁锁控制电路的控制方法的流程图。
40.标记说明：
41.100-一种电磁锁控制电路，1-mcu，2-输出隔离驱动模块，3-输入隔离模块，4-配置模块，5-电源模块。
具体实施方式
42.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：设置接口j1按需选择对应的引脚接入电磁锁以适配不同型号的电磁锁，降低系统连线的复杂度；设置包括5个开关的拨码开关s1进行锁种类、接点种类、工作模式以及延时时长的配置，降低配置复杂度；通过支持磁吸锁和磁动锁、手动模式和自动模式、干接点和湿接点，适配不同的电磁锁和应用场景，最终实现提升电磁锁控制电路的兼容性以及使用便捷性。
43.请参照图1至图6所示，本发明一种电磁锁控制电路100的较佳实施例，包括一mcu1、一输出隔离驱动模块2、一输入隔离模块3、一配置模块4、一接口j1以及一电源模块5；
44.所述mcu1用于接收配置模块4配置的配置数据，读取开门信号，并根据配置数据采用不同的控制逻辑输出开锁控制信号，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功
能的mcu即可，并不限于何种型号，例如st公司的stm32f103系列的mcu，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述输出隔离驱动模块2用于接收mcu1输出的开锁控制信号，并通过所述接口j1进行输出；所述输入隔离模块3用于隔离接口j1和mcu1，以提升电路稳定性；所述配置模块4用于配置开锁控制逻辑(锁种类、接点种类、工作模式以及延时时长)；所述接口j1设有门锁控制引脚(引脚1、2)、信号地引脚(引脚3)、门内开锁信号引脚(引脚4)、门外开锁信号引脚(引脚5)以及状态信号引脚(引脚6)，部分自带门锁开关状态输出功能的电磁锁，将其引脚接入状态信号引脚，具体实施时，所述接口j1还可包含韦根协议接口信号引脚；所述电源模块5用于给电磁锁控制电路100供电，图中vcc用于给所述mcu1供电，vdd用于给其余电路模块供电；
45.所述mcu1的输入端与输入隔离模块3以及配置模块4连接，输出端与所述输出隔离驱动模块2连接；所述接口j1分别与输出隔离驱动模块2以及输入隔离模块3连接；所述电源模块5分别与mcu1、输出隔离驱动模块2、输入隔离模块3以及配置模块4连接。
46.所述输出隔离驱动模块2包括一光耦u1、一光耦u2、一三极管q1、一三极管q2、一二极管d1、一二极管d2、一继电器k1、一继电器k2、一电阻r1、一电阻r2、一电阻r3、一电阻r4、一电阻r5、一电阻r6以及一保险丝f1；所述二极管d1用于作为续流二极管为继电器k1的线圈中存储的能量提供释放路径，快速将感应电压减小，以保护所述三极管q1，因为所述三极管q1由导通变为截止时，所述继电器k1输入线圈将产生感应电动势，该电动势可能会导致所述三极管q1的击穿损坏；所述光耦u1以及光耦u2用于对mcu1进行电气隔离保护；
47.所述光耦u1的引脚1与电阻r1连接，引脚2与mcu1连接，引脚3与电阻r2连接，引脚4与二极管d1的输出端、继电器k1的引脚1、2以及电源模块5连接；所述三极管q1的基极与电阻r2以及电阻r3连接，集电极与二极管d1的输入端以及继电器k1的引脚4连接，发射极与电阻r3连接并接地；所述电阻r1与电源模块5连接；所述保险丝f1的一端与继电器k1的引脚3连接，另一端与继电器k2的引脚2以及接口j1的引脚1连接；
48.所述光耦u2的引脚1与电阻r4连接，引脚2与mcu1连接，引脚3与电阻r5连接，引脚4与二极管d2的输出端、继电器k2的引脚1以及电源模块5连接；所述三极管q2的基极与电阻r5以及电阻r6连接，集电极与二极管d2的输入端以及继电器k2的引脚4连接，发射极与电阻r6连接并接地；所述继电器k2的引脚3与接口j1的引脚2连接。
49.以所述光耦u1、三极管q1、二极管d1、一继电器k1、电阻r1、电阻r2以及电阻r3举例说明下输出隔离驱动模块2的工作原理：
50.所述mcu1向光耦u1输出高电平时，所述光耦u1内部的发光二极管不亮，光耦pn结截止，所述三极管q1的基极通过电阻r3接地稳定在低电平，所述三极管q1截止，所述继电器k1不动作，所述继电器k1的输出端断开。所述mcu1向光耦u1输出低电平时，所述光耦u1内部的发光二极管点亮，光耦pn结导通，所述三极管q1的基极电压为电阻r2和电阻r3将vdd分压后达到导通条件的电压，所述三极管q1导通，所述继电器k1导通，所述继电器k1输出端闭合。
51.所述输入隔离模块3包括一光耦u3、一光耦u4、一光耦u5、一电阻r7、一电阻r8、一电阻r9、一电阻r10、一电阻r11以及一电阻r12；
52.所述光耦u3的引脚1与电阻r8连接，引脚2与接口j1的引脚4连接，引脚3接地，引脚4与电阻r7以及mcu1连接；所述光耦u4的引脚1与电阻r10连接，引脚2与接口j1的引脚5连
接，引脚3接地，引脚4与电阻r9以及mcu1连接；所述光耦u5的引脚1与电阻r12连接，引脚2与接口j1的引脚6连接，引脚3接地，引脚4与电阻r11以及mcu1连接；
53.所述电阻电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11以及电阻r12均与电源模块5连接。
54.以所述光耦u3、电阻r7以及电阻r8举例说明下输入隔离模块3的工作原理：
55.所述光耦u3未接收到触发信号时，所述光耦u3内部的发光二极管不亮，pn结截止，所述光耦u3的引脚4由电阻r7上拉后输入到mcu1，所述mcu1接收到高电平信号。所述光耦u3的引脚3接地，所述光耦u3接收到触发信号时，所述光耦u3内部的发光二极管点亮，pn结导通，所述mcu1接收到低电平信号。
56.所述配置模块4包括一拨码开关s1、一电阻r13、一电阻r14、一电阻r15、一电阻r16以及一电阻r17；
57.所述拨码开关s1的引脚1、2、3、4、5分别与电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16以及电阻r17的一端连接，引脚6、7、8、9、10均接地；所述电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16以及电阻r17的另一端均与mcu1以及电源模块5连接。
58.不论是磁吸式还是磁动式的电磁锁，可以统一化分为1.上电开锁，掉电关锁；2.上电关锁，掉电开锁；再根据实际安装需要分为自带电磁锁电源和不带电磁锁电源两类；所述配置模块4用于根据电磁锁种类和安装需要来配置控制逻辑，所述拨码开关s1的引脚1对应的开关用于配置锁种类，引脚2对应的开关用于配置接点种类(干接点具有闭合和断开2个状态，两个接点间没有极性，可以互换；湿接点具有有电和无电2个状态，两个接点之间有极性)，引脚3对应的开关用于配置电磁锁的工作模式(自动模式：收到开锁信号后，电磁锁打开并延时一定时间后自动关闭；手动模式：收到开锁信号后，电磁锁保持打开，直到开锁信号消失电磁锁立刻关闭)，引脚4、5对应的开关用于配置自动模式下的延时时长，根据二进制数可以设置4档时长，这里举例设置为3s，6s，9s，12s，若需要更多的时间挡位可以增加拨码开关的位数，如果要修改每档延时时长，需要在所述mcu1的执行代码中修改。
59.所述接口j1的引脚1、2与输出隔离驱动模块2连接，引脚3接地，引脚4、5、6与输入隔离模块3连接。
60.所述电磁锁控制电路100可以应用于具备网络集控功能的中控设备，所述mcu1预留硬件通信接口和软件通信接口，用户可以直接在网络中控的云平台将配置数据编辑好后发给所述mcu1，所述mcu1通过通信接口接收的配置数据的优先级要高于配置模块4的设置。具体实施时，可以加入韦根协议接口，用户在门外用门外开锁装置进行身份验证后，门外开锁装置通过韦根协议接口将身份验证信息发送给所述mcu1，所述mcu1再发送给云平台进行身份验证后进行开锁。
61.本发明一种电磁锁控制电路的控制方法的较佳实施例，包括如下步骤：
62.步骤s10、mcu通过配置模块接收包括锁种类、接点种类、工作模式以及延时时长的配置数据；
63.步骤s20、mcu接收开门信号，基于所述配置数据以及开门信号，依次通过输出隔离驱动模块以及接口j1向电磁锁输出对应的电平信号，以对电磁锁进行控制。
64.所述步骤s10中，所述锁种类为磁吸式或者磁动式，通过拨码开关s1的引脚1对应的开关进行配置；
65.所述接点种类为干接点或者湿节点，通过拨码开关s1的引脚2对应的开关进行配置；
66.所述工作模式为自动模式或者手动模式，通过拨码开关s1的引脚3对应的开关进行配置；
67.所述延时时长通过拨码开关s1的引脚4和引脚5对应的开关进行配置，预设4档时长。
68.所述步骤s20具体为：
69.所述配置数据中，所述锁种类为磁吸式时，mcu基于接收的开门信号，向光耦u2输出高电平进而断开继电器k2，通过接口j1的引脚2给电磁锁下电，进而执行电磁锁的开锁动作；mcu基于接收的开门信号向光耦u2输出低电平，进而执行电磁锁的开锁动作；
70.所述锁种类为磁动式时，mcu基于接收的开门信号，向光耦u2输出低电平进而导通继电器k2，通过接口j1的引脚2给电磁锁上电，进而执行电磁锁的开锁动作；mcu基于接收的开门信号向光耦u2输出高电平，进而执行电磁锁的关锁动作；
71.所述接点种类为干接点时，mcu向光耦u1输出高电平，使光耦u1处于截止状态；mcu基于接收的开门信号，向光耦u2输出电平信号，让接口j1的引脚1和引脚2仅有导通和截止两个动作，以控制电磁锁通断电；
72.所述接点种类为湿接点时，mcu向光耦u1输出低电平导通继电器k1，保险丝f1向继电器k2的引脚2输出高电平；mcu基于接收的开门信号，向光耦u2输出电平信号，让接口j1的引脚1和引脚2有通电和不通电两个状态，以控制电磁锁通断电；
73.所述工作模式为自动模式时，mcu基于接收的开门信号，向光耦2输出低电平以导通继电器k2，通过接口j1的引脚2给电磁锁上电，进而执行电磁锁的开锁动作，并在开锁动作保持所述延时时长后，mcu向光耦u2输出高电平，进而执行电磁锁的关锁动作；所述延时时长基于拨码开关s1的第4位和第5位进行选择，拨码开关s1的第4位和第5位进行两两组合存在4种情况，mcu为每种情况预先设定一延时时长的档位；
74.所述工作模式为手动模式时，mcu基于接收的开门信号，向光耦2输出低电平以导通继电器k2，通过接口j1的引脚2给电磁锁上电，进而执行电磁锁的开锁动作，并在检测不到开门信号时，向光耦u2输出高电平，进而执行电磁锁的关锁动作。
75.综上所述，本发明的优点在于：
76.通过设置接口j1，可按需选择对应的引脚接入电磁锁，以适配不同型号的电磁锁，降低系统连线的复杂度；通过设置包括5个开关的拨码开关s1，通过拨码开关s1即可向mcu设置锁种类、接点种类、工作模式以及延时时长的配置数据，简单方便；由于支持磁吸式、磁动式、干接点、湿节点、自动模式、手动模式，即可以驱动市面上的磁吸锁和磁动锁，兼容性强，可以根据不同的使用需求设置为手动模式或者自动模式，灵活方便，电磁锁的驱动可以配置为干接点和湿接点，用户可以只购买锁体配合使用，也可以在原有的门禁系统上进行改造，最大程度的降低使用和改造成本，最终极大的提升了电磁锁控制电路的兼容性以及使用便捷性。
77.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的
权利要求所保护的范围内。