一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置的制造方法
【專利摘要】一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，它包括控制芯片，與控制芯片輸出口連接的柵欄道閘開關模塊，與控制芯片的輸入口連接的超聲測距傳感器模塊、車牌識別系統(tǒng)以及無線通信模塊，其中，無線通信模塊包括ZigBee無線發(fā)射模塊和ZigBee無線接收模塊，ZigBee無線接收模塊與控制芯片連接；柵欄道閘開關模塊通過驅(qū)動模塊與控制芯片連接。本實用新型能解決車輛在經(jīng)過電子柵欄道閘時，需要停車經(jīng)過保安人員驗證后才能通過，浪費人力、物力的問題。
【專利說明】
一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于電子系統(tǒng)領域，尤其涉及一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置。
【背景技術】
[0002]隨著生活水平的提高，人們對生活要求也越來越高。進入21世紀以來，智能化技術取得了迅猛的發(fā)展并且日益滲透到各個領域。隨著網(wǎng)絡向普通家庭生活的不斷發(fā)展，消費電子、計算機、通訊一體化趨勢日趨明顯，智能化產(chǎn)品已經(jīng)開始步入社會家庭。
[0003]汽車給人們帶來交通的便捷性，在如今講究效率和時間就是金錢的時代，交通的便捷給人類帶來的益處是巨大的，減少了不必要的趕路時間；帶來了出現(xiàn)的舒適性，不怕風吹雨打，以往的自行車、電動車、摩托車在天氣惡劣的環(huán)境下，就不怎么好用，汽車的到來無疑解決了這些問題。在汽車給人們帶來便利的同時，它也給人們帶來了一些不便利?，F(xiàn)如今，對一些上班族來說，下班之后最好的選擇大多數(shù)都是希望能第一時間回到家，舒舒服服的卸去一天的工作疲勞，但是現(xiàn)實情況大多數(shù)不是這樣的，上班族開著車來到自己的小區(qū)，在一些小區(qū)進門口，都有那種電子柵欄道閘，每次進出小區(qū)都需要停車驗證才能進出，特別是下班時候，車流量多，而且有的時候要是面對一些不是很負責的保安，在上班時間做與工作無關的事情，或是有人需要進出的時候卻找不到人，車主就需要等待，很浪費時間。而且，每次進出，保安還得檢查車主的身份，這讓本來就耽誤進門的時間變得越來越長，這樣就顯得很被動，大多數(shù)車主就感覺在進出小區(qū)的時候有一種厭煩感。因為大家都覺得找個保安的目的是能讓大家在這個小區(qū)里面愉快的生活，但是現(xiàn)實情況卻是相反。如果能設計一種柵欄道閘自動控制系統(tǒng)，車主回家時，柵欄道閘由自己控制開閉，既可以節(jié)約很多時間，又可以省去付給保安的費用，這對整個小區(qū)的車主來說無疑是一種喜訊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，而提供的一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，它能解決車輛在經(jīng)過電子柵欄道閘時，需要停車經(jīng)過保安人員驗證后才能通過，浪費人力、物力的問題。
[0005]實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，它包括控制芯片，與控制芯片輸出口連接的柵欄道閘開關模塊，與控制芯片的輸入口連接的超聲測距傳感器模塊、車牌識別系統(tǒng)以及無線通信模塊，其中，無線通信模塊包括包括ZigBee無線發(fā)射模塊和ZigBee無線接收模塊，ZigBee無線接收模塊與控制芯片連接;柵欄道閘開關模塊通過驅(qū)動模塊與控制芯片連接。
[0007]所述控制芯片為單片機系統(tǒng)或嵌入式系統(tǒng)或DSP系統(tǒng)。
[0008]所述單片機的型號為CC2530。
[0009]所述車牌識別系統(tǒng)包括處理芯片，處理芯片包括車牌定位模塊、與車牌定位模塊連接的濾波去噪模塊、與濾波去噪模塊連接的字符分割模塊以及與字符分割模塊連接的字符識別t吳塊。
[0010]所述超聲測距傳感器模塊包括型號為SN8P2501B的芯片、與SN8P2501B的芯片連接的MAX232芯片、以及與MAX232芯片連接的超聲波換能器。
[0011 ]本實用新型能帶來以下技術效果:
[0012]1、本裝置結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，利用超聲測距傳感器模塊和車牌識別系統(tǒng)同時進行，既可以防止車輛無序進出，又可以防止因開門太早造成外來車擁擠進入小區(qū)，同時最主要的是能夠讓小區(qū)內(nèi)的車主節(jié)約時間，給人們生活帶來了極大的方便；
[0013]2、本裝置通過ZigBee無線通信模塊解決了傳統(tǒng)有線老化、易破壞的問題，并實現(xiàn)了終端的遠程控制。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為本實用新型中控制芯片及其外圍電路圖；
[0017]圖3為本實用新型中超聲波測距發(fā)射模塊電路；
[0018]圖4為本實用新型中超聲波測距接收模塊電路；
[0019]圖5為本實用新型中繼電器驅(qū)動電路圖；
[0020]圖6為本實用新型中電器開關電路圖；
[0021 ]圖7為本實用新型中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，它包括控制芯片I，與控制芯片I輸出口連接的柵欄道閘開關模塊2，與控制芯片I的輸入口連接的超聲測距傳感器模塊3、車牌識別系統(tǒng)4以及無線通信模塊，其中，無線通信模塊包括包括ZigBee無線發(fā)射模塊5和ZigBee無線接收模塊6，ZigBee無線接收模塊與控制芯片I連接;柵欄道閘開關模塊2通過驅(qū)動模塊7與控制芯片I連接。
[0023]所述控制芯片I為單片機系統(tǒng)或嵌入式系統(tǒng)或DSP系統(tǒng)。
[0024]所述單片機的型號為CC2530。
[0025]所述車牌識別系統(tǒng)4包括處理芯片，處理芯片包括車牌定位模塊、與車牌定位模塊連接的濾波去噪模塊、與濾波去噪模塊連接的字符分割模塊以及與字符分割模塊連接的字符識別t吳塊。
[0026]所述超聲測距傳感器模塊3包括型號為SN8P2501B的芯片、與SN8P2501B的芯片連接的MAX232芯片、以及與MAX232芯片連接的超聲波換能器。
[0027]如圖2所示，超聲測距傳感器模塊和車牌識別系統(tǒng)的輸出經(jīng)過放大調(diào)理得到的數(shù)字信號SOUT與CC2530的端口 P0.6以及P0.7相連，端口 Pl_l和P1_0分別連接LED指示燈Dl、D2，用于指示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。CC2530的下載調(diào)試接口由四線構(gòu)成，包括DD、DC、RESET_r^PGND信號，分別與芯片的端口P2_2、P2_1、RESET_N和GND相連。P1為天線接口，連接鞭狀天線。CC2530的端口 RF_r#PRF_P提供差分的射頻信號，在該信號輸送到天線之前，需要在天線和芯片間增加一個用來實現(xiàn)平衡信號到非平衡信號的轉(zhuǎn)換變換網(wǎng)絡(平衡一非平衡變壓器)，該網(wǎng)絡把無線電RF的差分信號的阻抗轉(zhuǎn)換為單端50歐姆。
[0028]如圖3所示，由單片機CC2530發(fā)送1us的高電平至SN8P2501B的P2.2，從P2.3輸出低電平，三極管Ql飽和導通，MAX3232接通電源，SN8P2501B內(nèi)部的定時器產(chǎn)生8個40KHz的脈沖信號，由P2.4和P2.5推免輸出，經(jīng)MAX3232升壓后對東超聲波換能器發(fā)送超聲波信號。然后P2.3輸出高電平，三極管Ql截止，關斷MAX3232的電源，停止發(fā)射超聲波信號。
[0029]如圖4所示，從超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波信號遇到障礙物后返回，被接收探頭接收并轉(zhuǎn)換成微弱的電信號，經(jīng)集成運算放大器TL074放大、濾波、比較后，產(chǎn)生下降沿，觸發(fā)SN8P2501B的P2.2引腳產(chǎn)生中斷，在中斷程序中將P2.1置高電平。高電平持續(xù)的時間即為超聲波從發(fā)射探頭發(fā)射遇到障礙物后返回，并被接收探頭所經(jīng)過的時間。
[0030]如圖5所示，電路由繼電器驅(qū)動器ULN2803組成，ULN2803是八路NPN達林頓連接晶體管陣，適用于低邏輯點平數(shù)字電路和較高的電流、電壓要求之間的接口。這里用其驅(qū)動5V繼電器，ULN2803輸出端直接接繼電器線圈一端，繼電器線圈的另一端接+5V電源，ULN2803的輸入端直接和無線控制I/O 口相連，無線控制口輸出高電平就驅(qū)動繼電器動作。
[0031]如圖6所示，電路由繼電器組成。繼電器的I端為銜接外接功能按鈕的輸入端，2、3端為繼電器兩觸頭，3端與電源輸入連接，4、5端為電磁線圈，線圈4端接+5V電源，5端接繼電器驅(qū)動器。當5端輸入高電平，線圈中無電流流通，則1、2閉合，所以繼電器關閉；當5端輸入低電平，線圈中有電流流通，由于電磁感應，將使1、3閉合，繼電器開通。
[0032]如圖7所示，ADC0808是一種較為常用的8路模擬量輸入，8位數(shù)字量輸出的逐次比較式ADC芯片。該電路主要功能是讀取超聲測距傳感器接收電路的值。當超聲測距傳感器檢測到高于系統(tǒng)中設置的離柵欄道閘距離參數(shù)閾值時，就會及時采集數(shù)據(jù)并通過ADC0808N將傳感器采集并發(fā)出的模擬信號轉(zhuǎn)換成8位的數(shù)字信號。然后將數(shù)字信號傳輸給ZigBee無線模塊，通過ZigBee模塊最終傳給控制芯片單片機。
[0033]采用上述結(jié)構(gòu)，使用時，當車輛的車頭駛?cè)胪ǖ赖娜肟诰€的時候，超聲測距傳感器模塊自動檢測此時離柵欄道閘的距離；同時，由車牌自動識別系統(tǒng)識別車輛車牌，只有當車輛離柵欄道閘的距離達到系統(tǒng)預先設定的距離范圍以及車牌識別成功兩者同時滿足條件的情況下，系統(tǒng)才會自動觸發(fā)道閘開關，打開柵欄道閘，允許車輛進入小區(qū)；當車輛駛?cè)胫?，柵欄道閘自動關閉，對下一輛車輛就行智能檢測識別。
【主權(quán)項】
1.一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，其特征在于:它包括控制芯片(I)，與控制芯片(I)輸出口連接的柵欄道閘開關模塊(2)，與控制芯片(I)的輸入口連接的超聲測距傳感器模塊(3)、車牌識別系統(tǒng)(4)以及無線通信模塊，其中，無線通信模塊包括包括ZigBee無線發(fā)射模塊(5)和ZigBee無線接收模塊(6) ,ZigBee無線接收模塊與控制芯片(I)連接;柵欄道閘開關模塊(2)通過驅(qū)動模塊(7)與控制芯片(I)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，其特征在于:所述控制芯片(I)為單片機系統(tǒng)或嵌入式系統(tǒng)或DSP系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，其特征在于:所述單片機的型號為CC2530。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，其特征在于:所述車牌識別系統(tǒng)(4)包括處理芯片，處理芯片包括車牌定位模塊、與車牌定位模塊連接的濾波去噪模塊、與濾波去噪模塊連接的字符分割模塊以及與字符分割模塊連接的字符識別t吳塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲測距的柵欄道閘自動控制系統(tǒng)裝置，其特征在于:所述超聲測距傳感器模塊(3)包括型號為SN8P2501B的芯片、與SN8P2501B的芯片連接的MAX232芯片、以及與MAX232芯片連接的超聲波換能器。
【文檔編號】G05B19/042GK205485432SQ201620004291
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月1日
【發(fā)明人】袁曉峰, 席青
【申請人】三峽大學