CN106192808A - 一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置及方法。有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置中的超声波传感器连接至控制器的PA1、PA3、PA10端口，地磁传感器连接至控制器的PB5、PB6端口，通信模块连接至控制器的PB10、PB11、PB12、PB13、PB14、PB15端口，移动终端通过通信模块进行连接，车位锁组件连接至控制器的PA5、PA11、PA8端口，电源的输出端连接着电源管理电路的输入端，电源管理电路的输出端连接着控制器、地磁传感器、超声波传感器的输入端。采用地磁传感器与超声波传感器相结合，既可实现车辆在库状态的可靠检测，又能满足车位锁的低功耗需求。进而可保证使用超声波传感器的车位锁具有较低的待机功耗。

Description

一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置及 方法

技术领域

本发明主要涉及一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置及方法。

背景技术

目前市面上的非机械式车位锁都是简单实现车位锁臂的升起与降下，且这两种操作都需要手动控制手机APP或者遥控器来实现，缺乏智能型。有很多客户和场景，在使用完车位锁以后，往往只把车开走而忘记将车位锁臂升起来，导致后续车位被别人占用。此种现象在充电桩应用上尤为明显，顾客在充完电后将车开走，但车位往往因车主的疏忽而没有上锁。进而导致车位被占用后，严重影响充电桩的正常使用。为了实现车辆在库状态的智能检测，大部分厂家在车位锁上引入了超声波传感器。借以超声波测距的高度可靠性，实现车辆在库状态的识别。但超声波传感器的大工作电流，限制了超声波检测在自带电池车位锁上的应用。车位锁内部的电池容量，不能保证超声波模块长时间可靠的工作，进而导致车位锁的待机时间不能满足用户以及市场需求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置及方法，采用地磁传感器与超声波传感器相结合，既可实现车辆在库状态的可靠检测，又能满足车位锁的低功耗需求。进而可保证使用超声波传感器的车位锁具有较低的待机功耗。

为解决上述技术问题，本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置包括控制器、超声波传感器、地磁传感器、车位锁组件、通信模块、移动终端、电源、电源管理模块，车位锁组件包括驱动电路、马达和执行机构采用地磁传感器与超声波传感器相结合，既可实现车辆在库状态的可靠检测，又能满足车位锁的低功耗需求。进而可保证使用超声波传感器的车位锁具有较低的待机功耗。

其中，所述超声波传感器连接至控制器的PA1、PA3、PA10端口；所述地磁传感器连接至控制器的PB5、PB6端口；所述通信模块连接至控制器的PB10、PB11、PB12、PB13、PB14、PB15端口；所述移动终端通过通信模块进行连接；所述车位锁组件连接至控制器的PA5、PA11、PA8端口；所述电源的输出端连接着电源管理电路的输入端；所述电源管理电路的输出端连接着控制器的输入端；所述电源管理电路的输出端连接着地磁传感器的输入端；所述电源管理电路的输出端连接着超声波传感器的输入端。

作为本发明的进一步优化，本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置所述车位锁组件包括驱动电路、马达和执行机构，所述控制器的PA5和PA11连接至驱动机构的输入端；所述驱动电路的输出端连接着马达的输入端；所述马达的输出端连接着执行机构的输入端。

作为本发明的进一步优化，本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置所述控制器采用STM32L系列单片机。

作为本发明的进一步优化，本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置所述通信模块采用基于2.4GHz的蓝牙通讯模块或者基于2.4GHz的无线通讯模块或者基于Sub-1G的433MHz无线通讯模块或者基于2.4GHz的ZigBee无线通讯模块。

一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的方法，包括以下步骤：

步骤一：将地磁传感器跟超声波传感器都有线连接到车位锁的控制器；

步骤二：通过地磁传感器检测车辆驶入或者驶离时的磁场变化，并将检测到磁场变化信号传送给控制器的PB5、PB6端口，从而唤醒控制器；

步骤三：控制器通过PB5、PB6端口接收到地磁传感器的磁场变化信号后，通过PA3和PA1端口向超声波传感器传送高电平信号，启动超声波传感器进行检测，超声波传感器用于检测车位锁与车底盘的距离信息，并将所检测的车位锁与车底盘的距离信息传送给控制器的PA10端口；

步骤四：控制器根据端口PA10接收的超声波传感器检测的距离信号，判断车辆是否在库，并将车辆是否在库的信息通过端口PB10和PB14传送给通信模块，由通信模块传送给移动终端；

步骤五：用户通过通信模块接收到车辆是否在库的信息，并通过移动终端向控制器发送控制指令，控制器的PB11、PB12、PB13和PB15端口接收控制指令，根据接收的控制指令驱动车位锁组件动作，实现对车位锁的开启和关闭控制。

控制效果：本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置及方法，本专利中的车位锁包含地磁传感器和超声波传感器，可以双重检测车辆是否在库。地磁传感器具有超低的待机功耗，可以感知车辆驶入或驶离对地磁场产生的微弱变化。超声波传感器使用高强度的超声波，可高度可靠地探测车位锁与车底盘之间的距离。地磁传感器与超声波传感器的结合，既可实现车辆在库状态的可靠检测，又能满足车位锁的低功耗需求。当车辆离开车位时，地磁传感器检测到磁场变化，并进一步通过超声波检测的方式来确认车辆是否已离开。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置的硬件结构图。

图2为本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置的单片机电路原理图。

图3为本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置的超声波传感器电路原理图。

图4为本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置的超声波传感器的电源电路原理图。

图5为本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置的地磁传感器电路原理图。

图6为本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置的超声波接口电路原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，本实施方式所述一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置包括控制器、超声波传感器、地磁传感器、车位锁组件、通信模块、移动终端、电源、电源管理模块，采用地磁传感器与超声波传感器相结合，既可实现车辆在库状态的可靠检测，又能满足车位锁的低功耗需求。进而可保证使用超声波传感器的车位锁具有较低的待机功耗。

其中，所述超声波传感器连接至控制器的PA1、PA3、PA10端口，超声波传感器有线连接到车位锁的控制器，用于检测车位锁与车底盘之间的距离，并将检测到的距离信号传送给控制器。

所述地磁传感器连接至控制器的PB5、PB6端口，地磁传感器有线连接到车位锁的控制器，用于感知车辆驶入或驶离对地磁场产生的微弱变化，并将感知到的磁场变化信号传送给控制器。

所述通信模块连接至控制器的PB10、PB11、PB12、PB13、PB14、PB15端口，通信模块用于接收控制指令和发送检测数据信息。

所述移动终端通过通信模块进行连接，移动终端通过通信模块用于向车位锁发送控制指令。

所述车位锁组件连接至控制器的PA5、PA11、PA8端口，控制器用于向车位锁组件发送控制指令，车位锁接收驱动指令进行动作。

所述电源的输出端连接着电源管理电路的输入端，电源用于给***提供电能，保证***的正常工作。

所述电源管理电路的输出端连接着控制器的输入端，电源管理电路用于管理***各个器件的电源供给，保证***各个器件的正常工作。

所述电源管理电路的输出端连接着地磁传感器的输入端，电源管理电路用于给地磁传感器提供相应的电压，保证地磁传感器的正常工作。

所述电源管理电路的输出端连接着超声波传感器的输入端，电源管理电路用于给超声波传感器提供相应的电压，保证超声波传感器的正常工作。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，所述车位锁组件包括驱动电路、马达和执行机构，所述控制器的PA5和PA11连接至驱动机构的输入端；所述驱动电路的输出端连接着马达的输入端；所述马达的输出端连接着执行机构的输入端。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，所述控制器采用STM32L系列单片机。所述STM32L系列新增低功耗运行和低功耗睡眠两个低功耗模式，通过利用超低功耗的稳压器和振荡器，微控制器可大幅度降低在低频下的工作功耗。稳压器不依赖电源电压即可满足电流要求。STM32L还提供动态电压升降功能，这是一项成功应用多年的节能技术，可进一步降低芯片在中低频下运行时的内部工作电压。在正常运行模式下，闪存的电流消耗最低230μA/MHz，STM32L的功耗/性能比最低185μA/DMIPS。STM32L电路的设计目的是以低电压实现高性能，有效延长电池供电设备的充电间隔。片上模拟功能的最低工作电源电压为1.8V。数字功能的最低工作电源电压为1.65V，在电池电压降低时，可以延长电池供电设备的工作时间。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，所述通信模块采用基于2.4GHz的蓝牙通讯模块或者基于2.4GHz的无线通讯模块或者基于Sub-1G的433MHz无线通讯模块或者基于2.4GHz的ZigBee无线通讯模块。移动终端可以通过通信模块实现对车位锁的控制。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的方法，包括以下步骤：

步骤一：将地磁传感器跟超声波传感器都有线连接到车位锁的控制器，其有线连接中的信号为数字信号或者模拟信号；

所述地磁传感器采用飞思卡尔的MAG3110FCR1；所述地磁传感器是一类利用被测物体在地磁场中的运动状态不同，通过感应地磁场的分布变化而指示被测物体的姿态和运动角度等信息的测量装置，具有超低的待机功耗，可以感知车辆驶入或驶离对地磁场产生的微弱变化；

所述超声波传感器采用JSN-SR04T；所述超声波传感器使用高强度的超声波，可高度可靠地探测车位锁与车底盘之间的距离，抗干扰性强；

步骤二：通过地磁传感器检测车辆驶入或者驶离时的磁场变化，并将检测到磁场变化信号传送给控制器的PB5、PB6端口，控制器PB5、PB6端口接收到高电平信号，唤醒控制器；

步骤三：控制器通过PB5、PB6端口接收到地磁传感器的磁场变化信号后，通过PA3和PA1端口向超声波传感器传送高电平信号，启动超声波传感器进行检测，控制器产生相应频率的超声波脉冲信号由PA3和PA1端口送出，加到超声波传感器上发射超声波，超声波经车底盘反射后回到超声波传感器中，经滤波放大处理后送至控制器的PA10端口，经控制器分析处理后得到车位锁与车底盘的距离信息；

步骤四：控制器根据端口PA10接收的超声波传感器检测的距离信号，判断车辆是否在库，并将车辆是否在库的信息通过端口PB10和PB14传送给通信模块，由通信模块接入2.4GHz频段或者433MHz的无线网络，通过此网络将检测信号传送给移动终端；

步骤五：用户通过2.4GHz频段或者433MHz的无线网络接收到车辆是否在库的信息，并通过移动终端向控制器发送控制指令，控制器的PB11、PB12、PB13和PB15端口接收控制指令，根据接收的控制指令驱动车位锁组件动作，其中，所述车位锁组件包括驱动电路、马达和执行机构，所述控制器的PA5和PA11连接至驱动机构的输入端；所述驱动电路的输出端连接马达的输入端；所述马达的输出端连接着执行机构的输入端。控制器通过PA5和PA11端口向驱动电路发送驱动信号，驱动马达转动，控制其正转和发转，从而带动执行机构的升降，实现对车位锁的开启和关闭控制。

本方法中，以地磁检测为主，超声波检测为辅，可最大程度上减少对超声波检测的使用频率，极大的降低了配置超声波探测的车位锁***的待机功耗，延长了电池的使用寿命。

本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置及方法的工作原理为：本发明一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置中包含地磁传感器和超声波传感器，可以双重检测车辆是否在库。地磁传感器具有超低的待机功耗，可以感知车辆驶入或驶离对地磁场产生的微弱变化。超声波传感器使用高强度的超声波，可高度可靠地探测车位锁与车底盘之间的距离。采用地磁传感器与超声波传感器相结合，既可实现车辆在库状态的可靠检测，又能满足车位锁的低功耗需求。当车辆离开车位时，地磁传感器检测到磁场变化，并进一步通过超声波检测的方式来确认车辆是否已离开。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置及方法，其特征在于，所述有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置包括控制器、超声波传感器、地磁传感器、车位锁组件、通信模块、移动终端、电源、电源管理模块，所述超声波传感器连接至控制器的PA1、PA3、PA10端口；所述地磁传感器连接至控制器的PB5、PB6端口；所述通信模块连接至控制器的PB10、PB11、PB12、PB13、PB14、PB15端口；所述移动终端通过通信模块进行连接；所述车位锁组件连接至控制器的PA5、PA11、PA8端口；所述电源的输出端连接着电源管理电路的输入端；所述电源管理电路的输出端连接着控制器的输入端；所述电源管理电路的输出端连接着地磁传感器的输入端；所述电源管理电路的输出端连接着超声波传感器的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置，其特征在于：所述车位锁组件包括驱动电路、马达和执行机构，所述控制器的PA5和PA11连接至驱动机构的输入端；所述驱动电路的输出端连接着马达的输入端；所述马达的输出端连接着执行机构的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置，其特征在于：所述控制器采用STM32L系列单片机。

4.根据权利要求1所述的一种有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的装置，其特征在于：所述通信模块采用基于2.4GHz的蓝牙通讯模块或者基于2.4GHz的无线通讯模块或者基于Sub-1G的433MHz无线通讯模块或者基于2.4GHz的ZigBee无线通讯模块。

5.根据权利要求1-4任一所述的有效降低配置超声波探测的车位锁待机功耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将地磁传感器跟超声波传感器都有线连接到车位锁的控制器；

步骤二：通过地磁传感器检测车辆驶入或者驶离时的磁场变化，并将检测到磁场变化信号传送给控制器的PB5、PB6端口，从而唤醒控制器；

步骤三：控制器通过PB5、PB6端口接收到地磁传感器的磁场变化信号后，通过PA3和PA1端口向超声波传感器传送高电平信号，启动超声波传感器进行检测，超声波传感器用于检测车位锁与车底盘的距离信息，并将所检测的车位锁与车底盘的距离信息传送给控制器的PA10端口；

步骤四：控制器根据端口PA10接收的超声波传感器检测的距离信号，判断车辆是否在库，并将车辆是否在库的信息通过端口PB10和PB14传送给通信模块，由通信模块传送给移动终端；

步骤五：用户通过通信模块接收到车辆是否在库的信息，并通过移动终端向控制器发送控制指令，控制器的PB11、PB12、PB13和PB15端口接收控制指令，根据接收的控制指令驱动车位锁组件动作，实现对车位锁的开启和关闭控制。