门互锁控制器的连接方案设计及检测

翟红

（苏州工业职业技术学院电子工程系，江苏苏州 215104）

门互锁控制器的连接方案设计及检测

翟红

（苏州工业职业技术学院电子工程系，江苏苏州 215104）

在单片机门互锁控制器的设计中，通过对门互锁系统模块的连接方案设计，实现了多门互锁的控制功能，其中包括门参数的设置.详细介绍了门互锁模块线路的连接设计方法及检测过程.

AVR单片机；互锁控制；检测

红外线门互锁控制器是对一些安全要求较高的无尘净化车间、医院无菌医护室等地设置的门禁系统，这些场所除了特定工作人员之外，一般人不准进入.所以建设一套安全性极高的门禁系统显得尤为重要.当人员通行时，经过第一道门之后必须等待第一道门关好后，才能开启下一道门，这样有效地隔离通道内外人员的走动，防止非法人员的进入.该门互锁控制系统还可配合电子锁设备实现门加密，只有知道密码的人员才可进入，并起到安防作用.

1 设计任务要求

本设计是基于AVR单片机技术的红外门互锁控制器.由红外感应，门禁锁具等模块构成了一个红外门互锁控制器，采用手牵手的方式将n（n不大于8）个门依次连接在一起，通过拨码控制位的选择设置主控板和附属板，根据各个门之间的互锁关系实现安全通道的门互锁控制需求[1].

在控制板上亮绿灯时主控板门禁输入（或按键板按下按键）有效，蜂鸣器叫，绿灯变红灯，门可开.在控制板上亮红灯时，主控板门禁输入（或按键板按下按键）蜂鸣器叫，无其他反应.

2 门互锁控制器的连接方案

常闭型（带红外）控制器：在开关没有动作时，感应部分没被遮挡是闭合的，在开关动作时，感应部分被遮挡是断开的.控制器分布见图1：四个房间依次相连，1-5共5个门，其中1，2A，2B，3A，3B，4，5共7个模块，M为红外线感应器.

互锁关系：1门开，2门关；2门开，1、3门关；3门开，2、4门关；4门开，3门关；5门开不影响其他门.

图1 房间控制器分布图

3 门参数设置修改

使用多门互锁控制系统初始化软件对门阵列参数进行修改，如图2所示，将1号门（即门地址选择为ON/ON/ON）控制器的J6的1、2接DC12 V电源，3、4通过RS232 转485接到电脑上，并将J3的两个接线端子短路[2].

用户可以根据自己的需求，选择需要的门数，实际连接的通讯口，选择波特率为9600.用户也可以根据自己的要求，填写开门延时和关门延时时间，以及选择门互锁关系.

设置完成后，点击发送选项，发送成功后，会弹出发送成功对话框.

3.1 门号选择

通过拨码开关选定门的号码（见表1），一共有8扇门（1号门，2号门，…，n号门）.

3.2 按键说明

按键开关在控制板上亮绿灯时按键有效，按下蜂鸣器鸣叫，绿灯变成红灯，门可开.

在控制板上亮红灯时按键无效，按下按键蜂鸣器鸣叫，无其他反应.

如果有门禁，则主控板的按键被屏蔽，按键板的按键有效.在控制板上亮绿灯时主控板门禁输入（或按键板按下按键）有效，蜂鸣器叫，绿灯变红灯，门可开.在控制板上亮红灯时，主控板门禁输入（或按键板按下按键）蜂鸣器叫，无其他反应.

图2 多门互锁控制系统初始化软件

表1 拨码开关设置

表2 J2、J6、门禁的接线

4 门互锁模块线路的连接设计

接线插座分布如图3所示.J2、J6、门禁的接线见表2.

5 系统功能检验

5.1 功能性检查

检验所需设备：DC12 V开关电源，4位半数字式万用表、干扰仪，DC12 V电子锁.

1.将所有控制器中J2的“门开关信号+”和“门开关信号-”两个管脚接复合锁常开触点，磁力锁电磁吸盘和受力块充分接触，J2的“门锁输出+”和“门锁输出-”接磁力锁电源正负端.

2.开机后所有接线都准确无误，则所有控制器亮绿灯，磁力锁绿灯亮，磁力锁吸合.

3.按下某一个控制器的按键，该门蜂鸣器叫一声，则该门以及与其有互锁关系的门的绿灯灭，红灯亮，磁力锁指示灯灭；开门延时时间过后，控制器供电输出，磁力锁指示灯红灯闪，磁力锁吸合.该门以及与其有互锁关系的门绿灯亮，红灯灭，即恢复到初始状态.

4.按下某一个控制器的按键，立即将电磁吸盘和受力块分开（模拟开门），超过关门延时时间后，该控制器红灯闪烁，蜂鸣器间歇叫（门未关好报警），磁力锁指示灯红灯亮（控制器供电输出），电磁吸盘和受力块充分接触（模拟关门），磁力锁指示灯绿灯亮，控制器红灯常亮，蜂鸣器不叫，关门延时后，恢复到初始状态.

5.去掉一个分控制器的两根通信线，则该控制器在13 s后，红灯绿灯交替闪烁，蜂鸣器间歇叫，即通信故障报警.主控在一定时间后（不超过2分钟），也出现同样的状态.通信故障的门控制器输出为“开门”，主控制器认为该门状态为“锁门”，即不影响其他控制器的工作.重新接上通信线，系统恢复到初始状态[3].

6.红外感应模块“+”接DC12 V，“-”接GND，与门锁共用一组电源.“OUT”接门禁输入端1脚.当感应模块感应到人后，2A、3B模块红灯亮，此时这两个模块按键应当失效（表示房间有人，外面不可打开门），2B，3A模块绿灯亮，按键可用；将感应模块的透镜用外物遮挡，在延时5 s～12 s时间后2A、3B模块绿灯亮，此时按键都有效.

5.2 电源适应能力检查

交流220 V±20%，控制器应能正常工作.

5.3 抗干扰检查

（1）在控制器接上模拟负载，多次按按键，模拟负载工作，不应出现死机现象.

（2）将控制器的电源线接在干扰仪的输出端上，打开干扰仪，施加二级干扰，机器应能正常运行，负载无跳动.

图3 接线插座分布图

6 结论

本文将“互锁控制系统”与“门禁锁具”有机结合，进而由“按钮开关”替代“钥匙”，配合电脑软件实现中心远程实时管理，实现门禁的高度智能化，有效地解决了传统门锁的多种不足，这种新型的“红外门互锁控制系统”以其全新的使用概念赢得人们的信赖，迅速得到广泛应用.

[1]张淑清，姜万录.单片微型计算机接口技术及应用[M].北京：国防工业出版社，2003：180.

[2]刘文涛.单片机应用开发实例[M].北京：清华大学出版社，2005：210.

[3]陈忠平，曹巧媛，曹琳琳，等.单片机原理及接口[M].北京：清华大学出版社，2007：165.

The Implementations and Testing Process of a Door's Interlock Controller

ZHAI Hong
(Department of Electronic Engineering,Suzhou Institute of Industrial Technology,Suzhou 215104,China)

Under the design of a door's interlock controller,many interlock control functions are fulfilled through connecting a door.The design includes parameter settings,detailed door interlock circuit connection design method and testing process.

AVR micro-controller;interlock control;test

TN29

A

1008-2794（2012）10-0112-03

2012-09-09

翟红（1969—），女，河南郑州人，副教授，工程师，研究方向：电子应用技术.