CN108020872B - 一种闸机通行传感器检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种闸机通行传感器检测装置和方法，属于轨道交通售检票设备、门禁、出入控制、闸机、自动检票设备、物联网技术应用领域。该方法包括：(1)在闸机通道的传感器接收端与GCU的通讯链路中，并联一个数据采集模块，对GCU发送给门单元的指令以及传感器发送给GCU的传感器状态数据进行采集；(2)将数据采集模块采集到的GCU发送给门单元的指令以及传感器状态数据发送给远程监控端；(3)远程监控端根据接收到的GCU发送给门单元的指令判断GCU的工作状态，并对接收到的传感器状态数据进行分析和图形化展示。

Description

一种闸机通行传感器检测装置和方法
技术领域
本发明属于轨道交通售检票设备、门禁、出入控制、闸机、自动检票设备、物联网技术应用领域，具体涉及一种闸机通行传感器检测装置和方法。
背景技术
目前，应用于轨道交通售检票设备、门禁、出入控制、闸机、自动检票设备等领域的闸机都具有判定通过者行为的闸机通行逻辑控制装置，包括分别安装在两片闸机内的对射式红外光电传感器的发射端和接收端组合以及门单元控制装置(GCU)，发射端发射不可见波段的红外光，由接收端接收，简称传感器光路，行人进入通道后，其身体、随身物和携带行李会分阶段的阻挡不同组合的传感器光路，并以此形成不同的区状态参数。传感器接收端将这些状态参数传送给闸机门单元控制装置(GCU)，门单元控制装置(GCU)通过对状态参数的分析来判定通过者在闸机通道内的行为，当非法行为产生时需要通知门单元是否执行阻拦动作。
门单元控制装置(GCU)通过对状态参数的分析来判定通过者在闸机通道内的行为，当非法行为产生时需要通知门单元是否执行阻拦动作。但是当传感器组合中的发射端或接收端产生故障时，也会形成传感器光路不通的现象，产生错误的状态参数进而影响门单元控制装置的判断，或者当检测到非法的通过行为时，轨道交通运营方并不能确认是传感器故障导致的，还是通行逻辑算法中的缺陷造成的。
近年，随着行业标准与规范的建立，售检票设备在各城市都设有相应的入围监测实验室，且行业产业链分化后，设备提供商不一定在项目完成后还是设备维护商，设备的运维基本以外包形式运作，第三方运维厂家未必熟悉设备状态的检测维护，目前也没有相应的检测闸机通行传感器的设备及方法，因此运维厂家无法实现传感器的实时检测。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种闸机通行传感器检测装置和方法，基于物联网技术实时检测通行逻辑装置的工作状态并将其上传至设备管理服务器或第三方监控服务器，在非法通行行为发生时能主动判断通行逻辑装置中的传感器组合以及GCU的工作状态,从而定位非法通过行为产生的原因，并可轻松实现异地远程的云技术服务，而且能够进一步降低闸机及闸机通行逻辑装置的维护成本、进一步提高可靠性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种闸机通行传感器检测方法，包括：
(1)在闸机通道的传感器接收端与GCU的通讯链路中，并联一个数据采集模块，对GCU发送给门单元的指令以及传感器发送给GCU的传感器状态数据进行采集；
(2)将数据采集模块采集到的GCU发送给门单元的指令以及传感器状态数据发送给远程监控端；
(3)远程监控端根据接收到的GCU发送给门单元的指令判断GCU的工作状态，并对接收到的传感器状态数据进行分析和图形化展示。
所述步骤(1)中数据采集模块采集闸机通道内的全部对射传感器、漫反射传感器的状态数据。
所述步骤(2)是这样实现的：
将数据采集模块采集到的GCU发送给门单元的指令以及传感器状态数据以报文的形式通过串口发送给4G串口模块，由4G串口模块将报文输出至互联网，远程监控端从互联网接收报文。
所述步骤(3)中对接收到的传感器状态数据进行分析和图形化展示是这样实现的：
远程监控端利用与GCU中相同的传感器状态数据分析程序对传感器状态数据进行监控与判断，并将传感器状态转化为图形界面；
所述传感器状态包括：光路畅通、光路被遮挡。
一种实现上述方法的闸机通行传感器检测装置，包括数据采集模块、通讯模块和远程监控端；
所述数据采集模块包括GCU信号采集电路、传感器信号采集电路；
所述GCU信号采集电路与GCU连接，接收GCU向门单元发送的指令，并将其发送给通讯模块；
所述传感器信号采集电路与闸机通道内的各个传感器的接收端分别连接，采集各个传感器的状态数据，并将其发送给通讯模块；
所述通讯模块通过互联网将GCU向门单元发送的指令、各个传感器的状态数据发送给远程监控端。
所述传感器信号采集电路包括光耦隔离电路、模数转换电路；
每个传感器的接收端与一个光耦隔离电路的输入端连接，光耦隔离电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，模数转换电路的输出端与通讯模块连接。
所述通讯模块包括4G串口模块和4G发射天线；所述4G串口模块分别通过转接板与GCU信号采集模块、传感器信号采集模块连接，并将其接收到的GCU向门单元发送的指令、传感器的状态数据通过4G发射天线发送给互联网。
所述4G串口模块与所述转接板之间通过RS232接口连接。
所述远程监控端通过4G接收天线从互联网接收GCU向门单元发送的指令、传感器的状态数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.改变了原有技术方案无法直观监测检验传感器状态的现状，提高了设备故障诊断与故障定位的效率，简化了维护的复杂程度，节省了维护成本。
2.通过4G模块的集成将光机电一体化闸机变为物联网闸机，实现远程异地监控，进一步提高了设备的应用范围和适应广度。
3.实时有效地获得直观的通行数据，通过数据积累和分析，有利于进一步将闸机通行逻辑进行扩展和优化。
附图说明
图1现有技术中的通行逻辑控制装置
图2本发明闸机通行传感器检测装置的结构示意图
图3远程传感器数据接收端示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
本发明闸机通行传感器检测方法包括：
1.并联数据采集模块在原有的GCU与传感器通讯链路中。
2.将数据采集模块采集到传感器状态数据通过4G串口模块发送至互联网。
3.远程监控端从互联网接收到4G模块发出的传感器状态数据。
4.远程监控端利用C++图形界面和与GCU相似的嵌入式程序，将接收到的传感器状态数据进行分析和图形化展示。这样即可清晰直观地获得传感器的实时状态以及通行逻辑是否正常的监控结果。
本发明在原有传感器接收端与GCU的通讯链路(如图1所示)中，并联加入一个基于串口通讯的数据采集模块，GCU与传感器之间的数据收发交互均被此模块采集，如图2所示，J7是GCU物理电路板上的接口，一个闸机通道增加一个数据采集模块，该模块可采集此通道内的全部对射、漫反射传感器的状态。
所述数据采集模块包括GCU信号采集电路、传感器信号采集电路；所述GCU信号采集电路与GCU连接，接收GCU向门单元发送的指令，并将其发送给通讯模块；所述传感器信号采集电路与闸机通道内的各个传感器的接收端分别连接，采集各个传感器的状态数据，并将其发送给通讯模块；所述通讯模块通过互联网将GCU向门单元发送的指令、各个传感器的状态数据发送给远程监控端。
所述传感器信号采集电路包括光耦隔离电路、模数转换电路；每个传感器的接收端与一个光耦隔离电路的输入端连接，光耦隔离电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，模数转换电路的输出端与通讯模块连接。传感器状态的通、断变化，通过光耦隔离电路被转化为高、低电平。再通过数据采集模块的芯片处理，将高低电平转化为0、1(采用常规的模拟信号转换为数字信号的装置即可)，通过数据采集模块将0、1的状态以报文的形式通过串口发送给4G模块，由4G模块将报文输出至互联网。同时，数据采集模块采集GCU的工作状态，比如GCU向门单元发送了什么指令，这些指令都以报文的形式发送给远程监控端，远程监控端相当于在线监听GCU发出的指令。在远程监控端将报文接收，再逆向工程转换为传感器的通断变化。。
该数据采集模块可将GCU与传感器组之间的通讯情况完全实时采集并进行存储(储存在电路中的ROM里，物理介质可以是CF卡、DOM盘、FLASH盘等多种类型。)，再把数据采集模块与4G串口模块进行连接(采用物理连接，串口通讯。)，由4G串口模块将采集到的通行行为的数据通过4G发射天线发送至互联网，如图2、图3所示。
该数据采集模块采集的是传感器的状态变化情况，现有技术中传感器的状态只反馈给GCU，现在既反馈给GCU又反馈给数据采集模块。数据采集模块采集到后通过4G发送给远程监控端，远程监控端具有和GCU一样的嵌入式程序能将采集的数据图形化、信息化表达，从而可排查传感器状态，监控通行逻辑运行的情况。
远程监控端为管理服务器或第三方监控服务器(可建立在PC端)上，通过4G接收天线将采集数据进行接收，接收后通过与GCU具有同样逻辑判断条件的嵌入式程序对传感器状态进行监控与判断，并通过软件(例如采用C++编写，将传感器状态反应为图形的简单图形界面。)将原始的传感器状态数据进行图形化展示，即把传感器的光路畅通、光路被遮挡用图形的方式进行表达，实现了远程监控。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (9)

1.一种闸机通行传感器检测方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)在闸机通道的传感器接收端与GCU的通讯链路中，并联一个数据采集模块，对GCU发送给门单元的指令以及传感器发送给GCU的传感器状态数据进行采集；
(2)将数据采集模块采集到的GCU发送给门单元的指令以及传感器状态数据发送给远程监控端；
(3)远程监控端根据接收到的GCU发送给门单元的指令判断GCU的工作状态，并对接收到的传感器状态数据进行分析和图形化展示；
所述步骤(3)中对接收到的传感器状态数据进行分析和图形化展示是这样实现的：
远程监控端利用与GCU中相同的传感器状态数据分析程序对传感器状态数据进行监控与判断，并将传感器状态转化为图形界面。
2.根据权利要求1所述的闸机通行传感器检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中数据采集模块采集闸机通道内的全部对射传感器、漫反射传感器的状态数据。
3.根据权利要求2所述的闸机通行传感器检测方法，其特征在于：所述步骤(2)是这样实现的：
将数据采集模块采集到的GCU发送给门单元的指令以及传感器状态数据以报文的形式通过串口发送给4G串口模块，由4G串口模块将报文输出至互联网，远程监控端从互联网接收报文。
4.根据权利要求3所述的闸机通行传感器检测方法，其特征在于：
所述传感器状态包括：光路畅通、光路被遮挡。
5.一种实现权利要求1至4任一所述的闸机通行传感器检测方法的闸机通行传感器检测装置，其特征在于：所述闸机通行传感器检测装置包括数据采集模块、通讯模块和远程监控端；
所述数据采集模块包括GCU信号采集电路、传感器信号采集电路；
所述GCU信号采集电路与GCU连接，接收GCU向门单元发送的指令，并将其发送给通讯模块；
所述传感器信号采集电路与闸机通道内的各个传感器的接收端分别连接，采集各个传感器的状态数据，并将其发送给通讯模块；
所述通讯模块通过互联网将GCU向门单元发送的指令、各个传感器的状态数据发送给远程监控端。
6.根据权利要求5所述的闸机通行传感器检测装置，其特征在于：所述传感器信号采集电路包括光耦隔离电路、模数转换电路；
每个传感器的接收端与一个光耦隔离电路的输入端连接，光耦隔离电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，模数转换电路的输出端与通讯模块连接。
7.根据权利要求6所述的闸机通行传感器检测装置，其特征在于：所述通讯模块包括4G串口模块和4G发射天线；所述4G串口模块分别通过转接板与GCU信号采集模块、传感器信号采集模块连接，并将其接收到的GCU向门单元发送的指令、传感器的状态数据通过4G发射天线发送给互联网。
8.根据权利要求7所述的闸机通行传感器检测装置，其特征在于：所述4G串口模块与所述转接板之间通过RS232接口连接。
9.根据权利要求8所述的闸机通行传感器检测装置，其特征在于：所述远程监控端通过4G接收天线从互联网接收GCU向门单元发送的指令、传感器的状态数据。
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