CN105069879A - 基于可见光和无线通信的车库门控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统及其控制方法，车载端控制电路包括：第一单片机、无线接收电路和车灯驱动电路；车库门端控制电路包括：可见光接收电路、放大电路、无线发射电路和电机驱动电路；放大电路的输出连接到第二单片机的AD端口，可见光接收电路的输出连接到放大电路的输入，第二单片机通过I/O端口和电机驱动电路相连；第一单片机采用PWM脉冲宽度调制方式控制车灯驱动电路，实现对车灯亮度的控制；第一单片机在发送数据时是采用的十进制编码方式。控制方法包括：对车载端控制电路的控制方法以及对车库门端控制电路的控制方法。本发明通过汽车的车灯和无线模块实现对车库门的控制，简单，方便，快捷。

Description

基于可见光和无线通信的车库门控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车库门控制技术领域，尤其涉及一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统及其控制方法。

背景技术

随着汽车的广泛普及，车库门也随着汽车的不断增多而得到人们的广泛重视。目前的车库门主要分为滑板式、卷帘式和翻板式三种。车库门的控制方式主要有遥控、感应和手动几种。其中遥控、感应和电动统称为自动车库门。

手动控制车库门相对较麻烦，人要上下汽车才能去开关门；遥控方式，少部分高级车库门采用的是蓝牙控制的开关门方式，但蓝牙技术控制距离较近，安全性和适用性不高，还是给人们的使用带来不便；感应的控制方式有的是利用无线遥控电路和霍尔传感器组成，开关车库门时由红外线发射信号源，感应器接受信号，工作部分电机带动齿轮将卷帘门卷起，放下时电机反转，但是当驾驶者开车进出车库时需要额外的摇控器来控制车库，从而引起驾驶者的不便；此外还有利用PLC实现对车库门的自动控制，但是这种方式的电路复杂，成本较高。

发明内容

本发明提供了一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统及其控制方法，本发明降低了生产制造成本，设计方便、快捷，详见下文描述：

一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统，所述车库门控制系统包括：车载端控制电路和车库门端控制电路，其特征在于，

所述车载端控制电路包括：第一单片机、无线接收电路和车灯驱动电路；

所述车库门端控制电路包括：可见光接收电路、放大电路、无线发射电路和电机驱动电路；所述放大电路的输出连接到所述第二单片机的AD端口，所述可见光接收电路的输出连接到所述放大电路的输入，所述第二单片机通过I/O端口和所述电机驱动电路相连；

所述第一单片机采用PWM脉冲宽度调制方式控制所述车灯驱动电路，实现对车灯亮度的控制；所述第一单片机在发送数据时是采用的十进制编码方式。

进一步地，所述第一单片机、所述第二单片机采用STC89C52。所述可见光接收电路采用的传感器为BPX65光电二极管。

其中，所述放大电路中的运算放大器采用LM358。所述无线发射电路和所述无线接收电路采用NRF24L01无线模块。

一种基于可见光和无线通信的车库门控制方法，该控制方法包括：对车载端控制电路的控制方法，所述对车载端控制电路的控制方法包括以下步骤：

上电后，完成第一单片机、显示屏、无线接收电路的初始化；

第一单片机等待用户按下键盘，当检测到有键盘按下后，第一单片机调用按键处理程序，将键盘对应的数字和相应的调制信号波形对应起来；

第一单片机输出控制信号至车灯驱动电路，使控制信号通过可见光传递到车库门端；

传输完光信号之后，第一单片机检测无线接收电路是否接收到无线信号；

如果是，用户输入的信息有误，同时将信息显示到显示屏上，提示用户重新输入车库门开启和关闭指令；如果否，流程结束。

一种基于可见光和无线通信的车库门控制方法，该控制方法包括：对车库门端控制电路的控制方法，所述对车库门端控制电路的控制方法包括以下步骤：

上电后，完成第二单片机、无线发射电路的初始化；

第二单片机检测可见光接收电路是否接收到光信号，若接收到光信号，则调用信号解调程序将信息解调出来；

若解调后的信息和预先设定的车库门启闭指令相同，则第二单片机调用电机驱动程序，输出控制信号至电机驱动电路使车库门开启，同时LED指示电路使车库内的LED灯亮起；

若不同，第二单片机调用无线发射程序，通过无线发射电路给车载端控制电路发送信号，重新输入车库门启闭指令；

无线信号发送完毕后继续检测可见光接收电路是否接收到光信号。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明提供的车库控制系统，通过汽车的车灯和无线模块实现对车库门的控制，不需要额外的控制器，操作简单、方便，不影响正常的驾驶。本发明采用的控制器为单片机，其设计方便、快捷，实施较为容易同时成本较低。本发明利用可见光实现车载端和车库门端的信息传输，其控制距离远，方便驾驶员控制车库门。本发明采用的控制方式中，采用了身份验证，用于需要输入正确的车库门开启密码才能开启车库门，安全性较高。

附图说明

图1为一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统的结构示意图；

图2为车载端控制电路的控制方法的流程图；

图3为车库门端控制电路的控制方法的流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1：第一电源电路；2：显示屏；

3：键盘；4：车灯驱动电路；

5：无线接收电路；6：时钟电路；

7：复位电路；8：单片机；

9：可见光接收电路；10：放大电路；

11：电机驱动电路；12：LED指示电路；

13：单片机；14：时钟电路；

15：复位电路；16：电源电路；

17：无线发射电路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

基于可见光的车库门控制系统可以利用汽车的车灯实现车库门的启闭控制。其原理和采用无线遥控的控制方式在原理上很相似。同时具有操作简单、方便、节能的优点。在光通信技术迅速发展的背景下，利用汽车的车灯采用光通信技术实现车库门的控制具有重要意义。

实施例1

一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统，参见图1，该车库门控制系统包括：车载端控制电路和车库门端控制电路。

车载端控制电路包括：第一单片机8、电源电路1、复位电路7和时钟电路6，第一单片机8通过I/O口连接到键盘3、显示屏2、无线接收电路5和车灯驱动电路4，时钟电路6连接到第一单片机8的时钟端口，为第一单片机8提供实时时钟，复位电路7连接到第一单片机8的复位接口实现单片机8的复位。第一电源电路1连接到第一单片机8的电源端口为第一单片机8提供电源。

车库门端控制电路和车载端控制电路相同，其第二单片机13的外围电路包括可见光接收电路9、放大电路10、LED指示电路12、无线发射电路17和电机驱动电路11。放大电路10的输出连接到第二单片机13的AD端口，可见光接收电路9的输出连接到放大电路10的输入，第二单片机13通过I/O端口和LED指示电路12以及电机驱动电路11相连。

实施例2

下面结合具体的器件型号，对实施例1中的车库门控制系统进行详细描述：

车载端控制电路包括：第一单片机8、用于驱动车灯的车灯驱动电路4、用于接收车库门端控制电路发送信号的无线接收电路5以及为本各模块电路进行供电的第一电源电路1。

第一单片机8的输入端有用于为第一单片机提供时间基准的时钟电路6、用于实现复位功能的复位电路7、用于用户输入信息的键盘3，第一单片机8的输出端有用于显示接收到来自车库门端控制电路信息的显示屏2，其中，第一单片机8采用STC89C52。

车库门端控制电路包括：第二单片机13、用于车库门启闭的电机驱动电路11、用于照明的LED指示电路12、用于接收可见光的可见光接收电路9、用于发射无线信号的无线发射电路17以及为各模块电路进行供电的第二电源电路16，第二单片机13的输入端有用于为第二单片机提供时间基准的时钟电路14、用于实现复位功能的复位电路15，以及放大电路10。第二单片机13采用STC89C52。

本实施例中，显示屏2采用SGX-12864-2H液晶屏；第一电源电路1、第二电源电路16采用电源芯片LM7805；可见光接收电路9采用的传感器为BPX65光电二极管；放大电路10中的运算放大器采用LM358；无线发射电路17和无线接收电路5采用NRF24L01无线模块。LED指示电路12采用发光二极管。

车载端控制电路采用PWM脉冲宽度调制方式控制车灯驱动电路4实现对车灯亮度的控制。在车载端控制电路发送数据时车灯会变亮，相应的可见光接收电路9会产生一个高脉冲，利用相邻的两个高脉冲之间的时间间隔传输0～9十个数字。数字越大，脉冲之间的时间间隔越大。

车载端控制电路在发送数据时是采用的十进制编码方式，根据用户通过键盘3输入的十进制数据产生与数字相对应的时间间隔的高脉冲信号。

实施例3

一种基于可见光和无线通信的车库门控制方法，该控制方法具体为：对车载端控制电路的控制方法，参见图2，该方法包括以下步骤：

101：上电后，完成第一单片机8、显示屏2、无线接收电路5的初始化；

102：第一单片机8等待用户按下键盘3，当检测到有键盘3按下后，第一单片机8调用按键处理程序，将键盘3对应的数字和相应的调制信号波形对应起来；

103：第一单片机输出控制信号至车灯驱动电路4，使控制信号通过可见光传递到车库门端；

104：传输完光信号之后，第一单片机8检测无线接收电路5是否接收到无线信号；

105：如果是，用户输入的信息有误，同时将信息显示到显示屏2上，提示用户重新输入车库门开启和关闭指令；如果否，流程结束。

综上所述，本发明实施例通过上述控制方法，实现了对车库门进行简单、方便和快捷的控制。

实施例4

一种基于可见光和无线通信的车库门控制方法，该控制方法具体为：对车库门端控制电路的控制方法，参见图3，该方法包括以下步骤：

201：上电后，完成第二单片机13、无线发射电路17的初始化；

202：第二单片机13检测可见光接收电路9是否接收到光信号，若接收到光信号，则调用信号解调程序将信息解调出来；

203：若解调后的信息和预先设定的车库门启闭指令相同，则第二单片机13调用电机驱动程序，输出控制信号至电机驱动电路11使车库门开启，同时LED指示电路12使车库内的LED灯亮起；

204：若不同，第二单片机13调用无线发射程序，通过无线发射电路17给车载端控制电路发送信号，告诉用户重新输入车库门启闭指令。无线信号发送完毕后继续检测可见光接收电路9是否接收到光信号。

综上所述，本发明实施例通过上述控制方法，实现了对车库门进行简单、方便和快捷的控制。

本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统，所述车库门控制系统包括：车载端控制电路和车库门端控制电路，其特征在于，

所述车载端控制电路包括：第一单片机、无线接收电路和车灯驱动电路；

所述车库门端控制电路包括：可见光接收电路、放大电路、无线发射电路和电机驱动电路；所述放大电路的输出连接到所述第二单片机的AD端口，所述可见光接收电路的输出连接到所述放大电路的输入，所述第二单片机通过I/O端口和所述电机驱动电路相连；

所述第一单片机采用PWM脉冲宽度调制方式控制所述车灯驱动电路，实现对车灯亮度的控制；所述第一单片机在发送数据时是采用的十进制编码方式。

2.根据权利要求1所述的一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统，其特征在于，所述第一单片机、所述第二单片机采用STC89C52。

3.根据权利要求1所述的一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统，其特征在于，所述可见光接收电路采用的传感器为BPX65光电二极管。

4.根据权利要求1所述的一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统，其特征在于，所述放大电路中的运算放大器采用LM358。

5.根据权利要求1所述的一种基于可见光和无线通信的车库门控制系统，其特征在于，所述无线发射电路和所述无线接收电路采用NRF24L01无线模块。

6.一种基于可见光和无线通信的车库门控制方法，该控制方法包括：对车载端控制电路的控制方法，其特征在于，所述对车载端控制电路的控制方法包括以下步骤：

上电后，完成第一单片机、显示屏、无线接收电路的初始化；

第一单片机等待用户按下键盘，当检测到有键盘按下后，第一单片机调用按键处理程序，将键盘对应的数字和相应的调制信号波形对应起来；

第一单片机输出控制信号至车灯驱动电路，使控制信号通过可见光传递到车库门端；

传输完光信号之后，第一单片机检测无线接收电路是否接收到无线信号；

如果是，用户输入的信息有误，同时将信息显示到显示屏上，提示用户重新输入车库门开启和关闭指令；如果否，流程结束。

7.一种基于可见光和无线通信的车库门控制方法，该控制方法包括：对车库门端控制电路的控制方法，其特征在于，所述对车库门端控制电路的控制方法包括以下步骤：

上电后，完成第二单片机、无线发射电路的初始化；

第二单片机检测可见光接收电路是否接收到光信号，若接收到光信号，则调用信号解调程序将信息解调出来；

若解调后的信息和预先设定的车库门启闭指令相同，则第二单片机调用电机驱动程序，输出控制信号至电机驱动电路使车库门开启，同时LED指示电路使车库内的LED灯亮起；

若不同，第二单片机调用无线发射程序，通过无线发射电路给车载端控制电路发送信号，重新输入车库门启闭指令；

无线信号发送完毕后继续检测可见光接收电路是否接收到光信号。