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    無軌智能導航伸縮門控制器的設計

    文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2019/2/21     瀏覽次數:    
        無軌智能導航伸縮門控制器的設計
        摘要:交流智能導航控制器是智能數碼導航系列的一種。本文介紹一款基于磁場導航的智能數碼導航系統。以AT89S52單片機為核心,實現數據采集、分析和控制;軟件設計上采用功能任務化,利用任務調度內核進行整體設計。并給出程序流程圖。
        1。引言
        自動伸縮門產品從最初簡易的矩形不銹鋼管門投放市場起,經過十幾年的一路競爭和技術進步中,已初步走進市場旺盛期。研制無軌智能伸縮門及其導航裝置、智能防爬防盜系統等產品,影響了整個伸縮門行業的發展。預計自動伸縮門的更新換代高峰將在2010年前后。

        伸縮門整體上可分為機頭和門排兩個部分:機頭主要由控制器和電機組成,它是整個伸縮門的核心,控制器指揮電機、報警器和顯示屏工作,電機帶動整個門排運行??刂破鞯脑O計必須充分考慮與機械部分的協調工作,以及它們的可靠性、安全性、使用壽命和維修的方便??刂破魇巧炜s門的關鍵部分,它的可靠性和性價比直接關系到系統的應用與推廣。

        2。無軌智能導航控制器的基本功能
        對于無軌導航伸縮門的電子控制部件應具有以下基本的功能和特點:①數據采集功能:在行駛過程中,干簧管檢測磁鐵分布狀況,控制開門、開門限位,關門、關門限位,行使狀態中自動檢測速度并導航;②信息接收功能:由遙控接收模塊接收遙控把手發送的開、停、關三種命令,控制電機運轉;③防碰功能:電路設計紅外線發射、接收電路,外設紅外探頭。當門在關門狀態時檢測到防撞信號,門立即向后退4秒鐘,然后停止。
        從而保證在運行時的安全性;④防推功能:為了防止在門停止時人為推開門,電機內置的光電檢測電路一旦檢測到有人推門,便發出信號,電機立即抱閘,使門不易被推開。當門關到位時,有人推動門排機頭則立即報警,直到按下開門鍵或門復位10s;⑤防爬功能:在前后門柱的適當位置裝配一個紅外裝置,當伸縮門處于停止狀態時,檢測到有物體從門牌翻越后便發出報警聲。

        當門關到位時,CPU檢測到防爬信號則立即報警,當按開門鍵或8s后報警解除;⑥顯示功能:可配套裝有顯示屏輸出接口,外接顯示屏增加廣告效益;⑦緩沖的特點:運用先進的電控技術,使門排啟動后經過三級緩沖,速度緩步提升,無啟動搖晃現象,平穩進入運行⑧內部時間計數器:用于計算開關門的時間,防止檢測不到限位標志時電機仍然運行(時限為60s)。


        3。無軌智能導航控制器的系統設計
        無軌導航方式的選擇選擇磁導航。主要考慮到以下兩個方面的原因:①激光導航和紅外線導航在實時處理中影響的因素很多。
        如,若采用激光導航,由于激光的聚光性,需要路面的絕對平整,稍有不平就有可能導致接收不到信號;對于紅外線導航,由于它的發散性,又會導致信號變得微弱,檢測時將會產生誤操作。而磁導航則不存在上述的缺點,且綜合了兩者的優點;②磁性材料來料較容易價格上比較經濟實惠,在安裝的操作上簡單易行的。且磁鐵使用壽命長,不易被破壞,性能穩定,抗干擾能力很強。
        地下磁鐵安裝示意圖如圖1所示。磁鐵形狀為圓柱型,使用12mm鉆頭打孔;橫向設定限位,縱向設定行駛路線感應。
        整體設計方案控制器整體設計方案如圖2所示。通過若干個干簧管檢測埋在路面下的磁鐵,顯不同的閉合狀態。CPU采集干簧管閉合情況發出相應的指令,指揮電機、報警器和顯示屏工作。在開、關門及紅外線限位處,由干簧管檢測埋入地下的限位磁鐵,得到各自不同的限位信號。
        導航檢測電路導航檢測電路如圖3所示。CPU通過檢測八個干簧管不同的吸合狀態來判斷門體所處的情況,發出相應的指令。開門限位檢測和關門限位檢測:干簧管檢測埋入地下的限位磁鐵,得到各自不同的限位信號,使電機停止運轉。
        紅外線限位及防碰檢測:開門鍵按下7s后自動打開紅外線檢測。
        自動糾偏檢測:1.5s內連續檢測到兩次磁鐵信號認為是有效糾偏(大于1.5s無糾偏現象)。
        限時保護檢測:如果在80秒內CPU沒有檢測到開門限位,電機自動停止,保護電機。
        紅外防碰電路在伸縮門中防碰是一個很重要的功能,在一定程度上決定整個伸縮門的性能。我們選用了穩定可靠、經濟實惠的5021/5032。5021編碼后由紅外線發射探頭發射出去,然后被反射回來的信號經探頭接受經放大后輸入。若在接收部分設計了一個開關電路,使兩個接收探頭的信號分時(大約為100ms)輸入5032中,可用一組發射/接收芯片,支持兩個探頭同時工作。
        輸入電路輸入電路實際上就是一個遙控接收和譯碼電路,內置一個遙控接收模塊和譯碼器2272。事先將碼編好,通過遙控把手內的編碼器2262發出指令。

        輸出電路輸出電路較為復雜,包括了信號放大、控制輸出、啟動緩沖等。從CPU發出的信號通過放大后驅動繼電器工作,控制電機(正轉、反轉、抱閘)、報警器、警燈和顯示屏的輸出狀態。門排啟動后經過三級緩沖,使速度緩步提升,解決門體啟動時的晃動現象,每級緩沖時間的長短需綜合運行中的實際情況來設置。


        4。導航控制器的軟件設計
        主要由主程序和中斷處理程序兩部分構成。主程序主要實現系統的初始化,任務的增加及調用。系統的初始化包括寄存器的初始化(控制寄存器、堆棧、中斷寄存器等),輸出端口的初始化,采集、累計數據及標志位的初始化。中斷處理程序有兩個,分別是:定時器中斷、外部中斷O。定時器T2中斷主要實現任務的啟動。流程圖如圖5所示。外部中斷O的中斷服務程序的功能是防推輸入檢測。在軟件設計方法上采用功能任務化、利用任務調度內核進行整體設計。
        各種功能內聚后主要分為以下幾個任務:①按鍵及開特殊狀態檢測任務(執行周期:10ms);②狀態檢測任務(執行周期:5ms);③導航磁鐵檢測任務(執行周期④計數單元任務(執行周期:5ms);⑤工作指示燈任務(執行周期:500ms);⑥自動速度檢測任務執行周期:10ms)。

        此外,為了提高系統的可靠性和安全性,采用的軟件抗干擾措施有:數據抗干擾(數據冗余保護、數字濾波等和程序運行異常處理(指令冗余、程序陷阱技術)。


        5。結束語
        該產品經過了兩年多的生產、銷售、運行,狀況良好。隨著社會的進步,技術的發展,軌智能導航控制器將在現代大門設備中得到更廣泛的應用。

        本文作者創新點:本著設計、實現價格合理、功能完善、可靠性高的控制器,具有實用價值。本系統具有設計簡單、可靠性高、成本低、開發周期短等特點。

    參考文獻:

    [1] 高家宏.現代大門的自動變速控制[J].機電工程技術, 2006, 2.

    [2] 樓然苗, 李光飛.51 系列單片機設計實例[M]. 北京: 北京航空航天大學出版社, 2001.

    [3] 馬鴻雁.門禁控制器的研制[J].北京建筑工程學院學報, 2002,2.


    本文由 合肥電動伸縮門 整理編輯。

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