一种锁枪机构控制系统 |
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| 申请号 | CN201510180410.3 | 申请日 | 2015-04-16 | 公开(公告)号 | CN104898499A | 公开(公告)日 | 2015-09-09 |
| 申请人 | 凯迈(洛阳)电子有限公司; | 发明人 | 沈伟; 赵超辉; 陈晓东; 张延杰; 张会; 卫龙龙; 王兵; | ||||
| 摘要 | 本 发明 有关于一种 锁 枪机构控制系统，包括：采集控 制模 块 电路 ，包括：调试下载单元、终端地址设置单元、485总线通信单元、电源转换单元、机械开启检测单元、采集控制单元及 单片机 ，调试下载单元、终端地址设置单元、485总线通信单元、电源转换单元、机械开启检测单元以及采集控制单元均与单片机连接，485总线通信单元与枪柜主控系统连接；以及锁枪机构,包括：滑杆、电磁 铁 、 转轴 、叉型档杆及行程 开关 ，滑杆位于电 磁铁 的 弹簧 中心，滑杆的上端部卡设于转轴下端的卡槽，叉型档杆的一端设于转轴的中 心轴 ，叉型档杆的外档杆按压在行程开关上方，所述行程开关和所述电磁铁均与采集控制单元连接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种锁枪机构控制系统，其特征在于其包括： |
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| 说明书全文 | 一种锁枪机构控制系统技术领域[0001] 本发明涉及一种锁枪机构控制系统，特别是涉及一种主要用于智能枪柜中各个枪支的管控、特别适用于枪弹柜的锁枪机构控制系统。 背景技术[0002] 传统的枪柜没有枪支在位检测装置，无法自动记录枪支的领取和归还时间，枪支管理的信息化建设滞后，枪支集中保管而彼此没有锁枪机构及其控制系统，若管理疏漏易出现枪支误取误拿的情况。2013年公安部颁布的公共安全行业标准对智能枪柜提出了具体要求，在出现非正常领取枪支和枪支未按时归还的情况要及时报警，对于枪支弹药存取信息要有记录并且不能人工修改或删除。然而，传统枪柜人工管理方式落后，枪支配发、存放、使用等相关信息不能及时生成，更不能够实现信息远程及时共享，信息化管理水平低。 [0003] 传统枪柜柜体坚固耐用，如果只因需要自动管控枪支和存取记录功能，就废弃原有枪柜不仅会带来巨大的经济损失，还会在换柜过程中造成用户信息变更、开启方式变化等一系列的不便。 [0004] 由此可见，上述现有的枪柜在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。 发明内容[0006] 本发明是采用以下的技术方案来实现的。本发明提供一种锁枪机构控制系统，其包括：采集控制模块电路，其包括：调试下载单元、终端地址设置单元、485总线通信单元、电源转换单元、机械开启检测单元、采集控制单元以及单片机，其中，所述调试下载单元、终端地址设置单元、485总线通信单元、电源转换单元、机械开启检测单元以及采集控制单元均与所述单片机连接，所述调试下载单元和485总线通信单元复用单片机的串口UART，所述485总线通信单元与枪柜主控系统连接；以及锁枪机构,其包括：滑杆、电磁铁、转轴、叉型档杆以及行程开关，所述滑杆位于电磁铁的弹簧中心，且所述滑杆的上端部卡设于转轴下端的卡槽，所述叉型档杆的一端设于转轴的中心轴，所述叉型档杆的外档杆按压在行程开关上方，所述行程开关和所述电磁铁均与采集控制单元连接。 [0007] 本发明还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 [0008] 较佳的，前述的锁枪机构控制系统，其中所述的单片机为STC89C54RD单片机。 [0009] 较佳的，前述的锁枪机构控制系统，其中所述的调试下载单元包括STC89C54RD单片机的串口UART,通过外部RS-232芯片转换后连接到电脑的串口。 [0010] 较佳的，前述的锁枪机构控制系统，其中所述的终端地址设置单元包括4位拨码开关。 [0011] 较佳的，前述的锁枪机构控制系统，其中所述的485总线通信单元包括RS-485芯片。 [0013] 较佳的，前述的锁枪机构控制系统，其中所述的采集控制单元包括达林顿芯片ULN2003AD。 [0015] 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种锁枪机构控制系统至少具有下列优点及有益效果：锁枪机构内部电路简单、可靠，采集控制模块电路其微控芯片成本低，采用模块化设计，可重构、可扩充。锁枪机构控制系统采用485总线方式与外部通信，便于扩展、灵活、可靠性强。每增加N(N<11)把枪需要管控，只要增加一个锁枪机构控制系统并设置好地址，挂接到485总线上，即可实现枪支在位的监控和锁枪机构开启的有效控制。它实时检测和统计枪支的在位情况，还控制锁枪机构来有效管控枪支，该控制系统可以部署到原有枪柜中，从而弥补了传统枪柜系统的诸多不足。实现了锁枪机构的自动解锁和枪支在位检测及记录功能，从而解决了枪支在传统枪柜存放及人工管理方式中效率低、可控性差、信息不可追溯等缺点。由于控制系统相对独立，在位检测与可控物品的范围不拘泥于枪支，因而有更广阔的应用前景。 [0016] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。 附图说明[0017] 图1是本发明的锁枪机构控制系统总体架构示意图。 [0018] 图2是本发明的锁枪机构控制系统的锁枪机构内部结构示意图。 [0019] 图3是本发明的锁枪机构控制系统的采集控制模块电路开锁状态机图。 [0020] 图4是本发明的锁枪机构控制系统的扩展连接示意图。 [0021] 图5A、图5B是本发明的锁枪机构控制系统的控制流程图。 [0022] 【主要元件符号说明】 [0023] 1：采集控制模块电路 11：调试下载单元 [0024] 12：终端地址设置单元 13：485总线通信单元[0025] 14：电源转换单元 15：机械开启检测单元[0026] 16：单片机 17：采集控制单元 [0027] 2：锁枪机构 3：枪柜主控系统 [0028] 4：转轴 5：立柱 [0029] 6：滑杆 7：壳体 [0030] 8：电磁铁 9：叉型档杆 [0031] 91：外档杆 92：内档杆 [0032] 10：线缆 100：供电线缆 [0034] 131：485总线 具体实施方式[0035] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种锁枪机构控制系统的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。 [0036] 请参阅图1和图2，本发明的一种锁枪机构控制系统由单片机及其外围电路构成。在本实施例中，以单片机16采用微处理器STC89C54RD进行说明，微处理器STC89C54RD是一款加密性强，抗干扰强，宽温度范围的，16KB字节的程序空间、1280B字节的SRAM，具有39个I/O端口的单片机。 [0037] 请参阅图1，本发明的外围电路包括：调试下载单元11、终端地址设置单元12、485总线通信单元13、电源转换单元14、机械开启检测单元15、和N路(N<11)采集控制单元17。其中，调试下载单元11、终端地址设置单元12、485总线通信单元13、电源转换单元14、机械开启检测单元15以及采集控制单元17均与STC89C54RD单片机16连接，485总线通信单元 13与枪柜主控系统3连接。 [0038] 具体的，调试下载单元11包括STC89C54RD单片机的串口UART,通过外部RS-232芯片进行电平转换后连接到电脑的串口，用于烧写程序和在线调试输出。调试下载单元11和485总线通信单元13复用了STC89C54RD单片机的串口UART，当用于程序下载和调试时，UART通过RS-232芯片连接到电脑的串口，利用ISP下载软件写入程序，还可通过串口调试助手把调试数据信息显示到电脑。 [0040] 终端地址设置单元12用于设置该锁枪机构控制系统的RS-485总线地址，由4位4 拨码开关构成，它规定了该系统的RS-485总线地址，共可以设置2个即16个地址。 [0041] 电源转换单元14包括7805电压适配芯片，主要用于系统电源的转换，该7805电压适配芯片连接单片机16和485总线通信单元13，该系统需要外部+12V直流电源供电，+12V经过电源转换单元14的7805电压适配芯片转化为+5V给系统中的STC89C54RD芯片和485总线通信单元13的RS-485芯片供电。 [0042] 机械开启检测单元15用于系统检测机械的备用开启状态。 [0043] 采集控制单元17由ULN2003AD芯片组成，ULN2003AD芯片是高耐压大电流达林顿阵列，由7个硅NPN达林顿组成，它电流增益高、带负载能力强，用它来驱动锁枪机构2内部的电磁铁8。采集控制单元17与一路锁枪机构2的接口为4芯的电气接口，每路锁枪机构2需要2个I/O资源，1个输出I/O用于控制锁枪机构2内电磁铁8的吸合与释放，1个输入I/O用于采集行程开关102的短路和断路信号。 [0044] 再请参阅图2，为本发明的锁枪机构控制系统的锁枪机构2内部结构示意图，锁枪机构2主要包括：滑杆6、电磁铁8、转轴4、立柱5、叉型档杆9以及行程开关102，滑杆6位于电磁铁8的弹簧中心，且滑杆6的上端部卡设于转轴4下端的卡槽，叉型档杆9的一端设于转轴4中心轴的立柱5，叉型档杆9的外档杆91按压在行程开关102的上方，行程开关102连接采集控制单元17，电磁铁8通过线缆10连接采集控制单元17。在电磁铁8的两端还并联有发光二级管103。 [0045] 一个采集控制模块电路1可以设置N(N<11)个采集控制单元17，每个采集控制单元17连接一路锁枪机构2，即一个采集控制模块电路1可以连接N(N<11)个锁枪机构2，每个锁枪机构2可以管控1把枪支，所以每个采集控制模块电路1可以管控N(N<11)把枪。采集控制模块电路1可以检测到每路连接到它的锁枪机构2的状态，从而可以实时检测出N路枪支的在位状态。当需要领取某路枪位的枪支时，采集控制模块电路1控制某路锁枪机构2开启，枪支就可以被取出。具体工作原理如下：在控制当中，通过采集控制电路17来检测行程开关102的锁开到位信号就可确定锁枪机构是否处于开启状态，当锁枪机构2正常闭合时，外档杆91按压在行程开关102上方，枪支扳机护环位于叉型档杆9的外档杆91和内档杆92之间的位置，此时，电磁铁8未加电处于释放状态，电磁铁8上的滑杆6弹出，卡于转轴4下方的凹槽处，转轴4不能旋转，即起到锁定枪支作用；当开启锁枪机构2时，电磁铁8加电处于吸合状态，电磁铁8上的滑杆6缩回，此时，并联在电磁铁8两端的发光二级管193导通点亮，指示可以进行取枪操作，扳机护圈带动叉型档杆9外侧档杆91向外运动，同时带动转轴4旋转，当外档杆91移开行程开关102上方时，枪支可以取出。 [0046] 请参阅图3，是锁枪机构控制系统的采集控制模块电路开锁状态机图，根据锁枪机构的特性，开锁过程分为初始态、开启态这两个状态。初始态：锁枪机构闭合，其内部电磁铁8处于释放状态。开启态：电磁铁8加电处于吸合状态，若限定时间检测到锁开信号有效则进入初始态，否则结束开锁过程跳转到初始态。在每路锁枪机构2开启过程中，电磁铁8加电处于吸合状态，所耗的电流高达0.5A。因此，当需开启多路锁枪机构2时，考虑到硬件电路瞬时功耗较大，要控制各路间隔0.2秒依次开启而非同时开启。锁枪机构2开启时电磁铁8要一直处于加电吸合状态，一旦停止加电，电磁铁8释放，滑杆6弹出，将卡于转轴4的卡槽内，无法开锁。考虑到硬件电路累积功耗较大，要限定每路锁枪机构2的开启时间，取枪时检测外档杆91移开行程开关102就可掉电，超时仍未取枪也要断电，而且硬件PCB板走线时注意电源线径足够宽。 [0047] 请参阅图4，是本发明的锁枪机构控制系统的扩展连接示意图。图中显示了M(M<16)个锁枪机构控制系统的扩展连接关系，采集控制模块电路1对外部控制系统提供了RS-485总线接口进行通信，485总线131上的枪柜主控系统3作为主站，挂接的多个锁枪机构控制系统作为从站，每个从站有各自的协议地址。当枪柜主控系统3发送命令到485总线131上时，各个从站都可以接收到该命令，但是只有地址匹配的从站返回响应包。锁枪机构控制系统收到的命令分为两类，一类是获取各路枪支在位情况，另一类是控制某路或多路锁枪机构2开启。每个锁枪机构控制系统通过485总线131和枪柜主控系统3进行通信，枪柜主控系统3通过供电线缆100向锁枪机构控制系统供电。每个锁枪机构控制系统的采集控制模块电路1连接了N(N<11)个锁枪机构2。经过这样的扩展，可以管控M*N把枪。 [0048] 请参阅图5A和图5B，是本发明的锁枪机构控制系统的控制流程图。系统上电后首先初始化了STC89C54RD芯片定时器、UART串口、I/O、EEPROM等模块，然后进入主流程。在主流程超级循环中响应外部控制系统发送的命令并记录枪位变化事件到STC89C54RD的片内EEPROM中。在系统20ms定时器中断中实时检测当前各路枪位的状态，并比对每路枪位状态是否变化。锁枪机构控制系统一方面轮询各路锁枪机构枪位状态；另一方面响应收到的获取枪位状态和控制锁枪机构开启命令。当解析命令需开启某路枪锁时，控制某路对应的锁枪机构电磁铁吸合，在限定时间内允许领取枪支,领取完毕或枪支未取超时锁枪机构内的电磁铁都会释放，锁枪机构锁定。还枪时扳机护圈位于锁枪机构内档杆和外档杆之间，需要人工推动闭合锁枪机构。由于一个锁枪机构控制系统可以管控N(N<11)把枪支，而其4 RS-485总线地址可以设置2个(即16个)。所以锁枪机构控制系统挂接在485总线上扩展后最多可以管控160(16*10)把枪支。 [0049] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 |
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