CN109917278A - 一种强电逻辑检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种强电逻辑检测系统及方法，所述强电逻辑检测系统包括：强电电源(1)，用于提供强电电压；光耦电路(2)，与所述强电电源(1)连接，用于输出低电平信号和高电平信号；单片机(3)，与所述光耦电路(2)连接，用于检测所述光耦电路(2)输出的低电平信号和高电平信号，根据检测结果判断被测对象处于第一状态或者第二状态。本发明能够简化硬件电路，由此可以降低控制器成本。

Description

一种强电逻辑检测系统及方法

技术领域

本发明涉及逻辑检测技术领域，具体而言，涉及一种强电逻辑检测系统及方法。

背景技术

现有的逻辑检测方式一般采用弱电检测，比如，对于房卡的逻辑检测，通常采用弱电检测的方式实现，如图1所示，采用弱电检测的方式需要经过整流电路、滤波电路、降压电路等，成本相对较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有的逻辑检测方式成本高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种强电逻辑检测系统，包括：

强电电源，用于提供强电电压；

光耦电路，与强电电源连接，用于输出低电平信号和高电平信号；

单片机，与光耦电路连接，用于检测光耦电路输出的低电平信号和高电平信号，根据检测结果判断被测对象处于第一状态或者第二状态。

通过上述结构，本发明无需将强电电源转换为弱电，大大简化了硬件电路，由此可以降低控制器成本。

在本发明的某些实施例中，

光耦电路包括光电耦合器、分压电阻和上拉电阻；其中，光电耦合器的第一输入端串联分压电阻，并与火线相连，第二输入端通过被测对象的开关与零线相连；光电耦合器的第一输出端与地线相连，第二输出端与上拉电阻连接；

单片机置于上拉电阻处。

在本发明的某些实施例中，

光耦电路还包括限流电阻，限流电阻与上拉电阻串联，用于限流。

在本发明的某些实施例中，

光耦电路包括光电耦合器、分压电阻和下拉电阻；其中，光电耦合器的第一输入端串联分压电阻，并与火线相连，第二输入端通过被测对象的开关与零线相连；光电耦合器的第一输出端通过下拉电阻与地线相连；

单片机置于下拉电阻处。

在本发明的某些实施例中，

光耦电路还包括电容，电容的一端与单片机的检测端口相连，另一端与地线相连，用于滤除信号中的交流杂波。

在本发明的某些实施例中，

被测对象为房卡，第一状态为闭合状态，第二状态为断开状态。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种上述强电逻辑检测系统的检测方法，包括：

单片机检测光耦电路的输出信号，当检测到开始存在低电平信号时，单片机开启定时器开始计时，检测到高电平信号时停止计时，定时器在第一周期内累计大于等于设定时长时，则判断被测对象处于第一状态。

在本发明的某些实施例中，还包括：

当单片机检测到存在高电平信号时，单片机开启计数器，每间隔一段时间检测一次，检测到高电平信号时，则计数器加一，在第二周期结束时读取计数器的值，当计数器的值大于等于设定数值时，则判断被测对象处于第二状态。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种上述强电逻辑检测系统的检测方法，包括：

单片机检测光耦电路的输出信号，当检测到开始存在高电平信号时，单片机开启定时器开始计时，检测到低电平信号时停止计时，定时器在第一周期内累计大于等于设定时长时，则判断被测对象处于第一状态。

在本发明的某些实施例中，

当单片机检测到存在低电平信号时，单片机开启计数器，每间隔一段时间检测一次，检测到低电平信号时，则计数器加一，在第二周期结束时读取计数器的值，当计数器的值大于等于设定数值时，则判断被测对象处于第二状态。

附图说明

图1为现有技术中房卡的弱电逻辑检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例房卡的强电逻辑检测系统的结构示意图；

图3为图2的光耦电路的结构示意图；

图4为图2的光耦电路的另一结构示意图；

图5为本发明实施例房卡的强电逻辑检测方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-强电电源；

2-光耦电路；

21-光电耦合器；

A、K-输入端；

C、E-输出端；

R1-分压电阻；

R2-上拉电阻；

R3-下拉电阻；

C1-电容；

3-单片机。

具体实施方式

对于房卡的逻辑检测，现有技术中通常是采用弱电检测的方式实现，如图1所示，强电电源依次经过降压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路后，转换为弱电电源，再经过房卡检测电路和单片机。由上可以看出，采用弱电检测的方式时，硬件电路比较繁琐，成本相对较高。为了降低房卡的逻辑检测成本，本发明设计一种通过强电检测的方式实现房卡的逻辑控制。

需要说明的是，在本发明中，所提到的强电电源是指220V(交流)市电，弱电电源是指5V(直流)电源。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明实施例中，提供了一种强电逻辑检测系统，如图2所示，本发明强电逻辑检测系统包括强电电源1、光耦电路2和单片机3。强电电源1用于提供强电电压；光耦电路2与强电电源1连接，用于输出低电平信号和高电平信号；单片机3与光耦电路2连接，用于检测光耦电路2的输出信号。

需要进行逻辑检测的被测对象具有开关，通过判断开关的关闭或打开能够判断被测对象处于第一种状态还是第二种状态，被测对象的开关接入光耦电路2中，单片机3根据光耦电路2的输出信号判断开关是否打开或者关闭。具体地，开关打开时，光耦电路2未接通，光耦电路2会持续输出高电平信号或低电平信号；开关关闭时，由于强电电源1为交流电源，光耦电路2持续地交替输出低电平信号和高电平信号。因此，本发明通过单片机3分别对低电平信号和高电平信号进行检测，根据检测结果判断被测对象处于第一状态或者第二状态，例如，被测对象为房卡时，可以根据检测结果判断房卡处于闭合状态还是处于断开状态。

通过上述结构，可以大大简化逻辑检测的硬件电路，降低了控制器成本。

如图3所示，光耦电路2包括光电耦合器21、分压电阻R1和上拉电阻R2。

在本发明实施例中，强电电源1采用220V市电，光电耦合器21采用型号为TLP185B的光电耦合器，分压电阻R1采用220k欧玻璃釉分压电阻，光耦电路2的具体连接方式如下：在光电耦合器21的输入端A串联220k欧玻璃釉分压电阻R1，并与火线相连，光电耦合器21的输入端K通过被测对象的开关与零线相连；光电耦合器21的输出端E与地线相连，光电耦合器21的输出端C连接上拉电阻R2，单片机MCU3置于上拉电阻R2处，即单片机3的检测端口连接于上拉电阻R2与光电耦合器21的输出端C之间。

在光耦电路2中，当被测对象的开关关闭时，由于市电为正弦波交流电，市电电压在正弦波上半部分时，导通光电耦合器21，单片机3检测端口通过光电耦合器21的输出端C、E与地相连，故检测到低电平信号，市电电压在正弦波下半部分时，光电耦合器21截止，单片机3检测端口此时通过上拉电阻R2与5V电源相连，故检测到高电平信号。因此，上拉电阻R2的定义为与电源直接相连的电阻，故名上拉电阻，起到分压的作用。当被测对象的开关打开时，无法导通光电耦合器21，单片机3检测端口此时通过上拉电阻R2与5V电源相连，故检测到高电平信号。

光耦电路2还可以包括限流电阻(图中未示出)，限流电阻与上拉电阻R2串联，起到限流作用。

光耦电路2还包括电容C1，电容C1的一端与单片机3的检测端口相连，另一端与地线相连，用于滤除信号中的交流杂波，提高单片机3检测的可靠性。

在本发明实施例中，光电耦合器21的输出端连接的上拉电阻R2可以改为下拉电阻R3，单片机MCU3置于下拉电阻R3处，具体的连接方式如图4所示，与图3所示的连接方式的区别在于：

下拉电阻R3的一端与光电耦合器21的输出端E相连，另一端与地线相连，单片机3的检测端口同步改为连接于下拉电阻R3与光电耦合器21的输出端E之间，其检测逻辑与图3所示的置于上拉电阻R2处类似，当被测对象的开关关闭时，市电电压在上半部分时，单片机3检测到高电平信号，市电电压在下半部分时，单片机3检测到低电平信号。当被测对象的开关打开时，无法导通光电耦合器21，单片机3检测端口此时通过下拉电阻R3与地线相连，故检测到低电平信号。

需要说明的是，在图3、4中，被测对象的开关被接在零线上，当然，被测对象的开关也可以被接在火线上，单片机3的检测结果是相同的。

在本发明实施例中，还提供了一种强电逻辑检测方法，包括以下步骤：

单片机3检测光耦电路2的输出信号，当检测到开始存在低电平信号时，单片机3开启定时器开始计时，计时过程中，检测到高电平信号时停止计时，即光耦电路2输出高电平信号的时间段不计入定时器中，定时器在第一周期内累计计满设定时长S时，则判断被测对象处于第一状态，将被测对象标志位置1，同步清除定时器。例如，被测对象为房卡，第一状态为房卡闭合状态。

当单片机3检测到存在高电平信号时，单片机3开启计数器，每间隔一段时间检测一次，检测到高电平信号时，则计数器加一，在第二周期结束时读取计数器的值，当计数器的值大于等于设定数值a时，则判断被测对象处于第二状态，将被测对象标志位置清除，同步清除计数器。例如，被测对象为房卡，第二状态为房卡断开状态。

上述强电逻辑检测步骤是针对如图3所示的单片机3检测位置置于上拉电阻R2处的情形，对于如图4所示的单片机3检测位置置于下拉电阻R3处，则将上述的检测逻辑改为被测对象处于第一状态时检测高电平信号，被测对象处于第二状态时检测低电平信号，具体包括：

单片机3检测光耦电路2的输出信号，当检测到开始存在高电平信号时，单片机3开启定时器开始计时，计时过程中，检测到低电平信号时停止计时，即光耦电路2输出低电平信号的时间段不计入定时器中，定时器在第一周期内累计计满设定时长S时，则判断被测对象处于第一状态，将被测对象标志位置1，同步清除定时器。例如，被测对象为房卡，第一状态为房卡闭合状态。

当单片机3检测到存在低电平信号时，单片机3开启计数器，每间隔一段时间检测一次，检测到低电平信号时，则计数器加一，在第二周期结束时读取计数器的值，当计数器的值大于等于设定数值a时，则判断被测对象处于第二状态，将被测对象标志位置清除，同步清除计数器。例如，被测对象为房卡，第二状态为房卡断开状态。

在本发明实施例中，还提供了一种房卡，房卡是利用上述的强电逻辑检测方法进行判断房卡的闭合状态和断开状态的。

通过上述的强电逻辑检测方式，可以简化硬件电路结构，由此降低了控制器成本。

为了使本发明的强电逻辑控制方式更加清楚，下面以房卡的逻辑控制为例，进行进一步的解释说明。

如图5所示，单片机检测位置置于上拉电阻R2处。

单片机3检测光耦电路2的输出信号，当检测到开始存在低电平信号时，单片机3开启定时器开始计时，计时过程中，检测到高电平信号时停止计时，即光耦电路2输出高电平信号的时间段不计入定时器中，定时器在500ms内累计计满200ms时，则判断房卡为闭合状态，将房卡标志位置1，同步清除定时器。

当单片机3检测到存在高电平信号时，单片机3开启计数器，每10ms检测一次，检测到高电平信号时，则计数器加一，在2s时读取计数器的值，当计数器的值大于等于150时，则判断房卡为断开状态，将房卡标志位置清除，同步清除计数器。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述，依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明一种强电逻辑检测系统及方法有了清楚的认识。

需要说明的是，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意含及代表该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种强电逻辑检测系统，其特征在于，包括：

强电电源(1)，用于提供强电电压；

光耦电路(2)，与所述强电电源(1)连接，用于输出低电平信号和高电平信号；

单片机(3)，与所述光耦电路(2)连接，用于检测所述光耦电路(2)输出的低电平信号和高电平信号，根据检测结果判断被测对象处于第一状态或者第二状态。

2.根据权利要求1所述的强电逻辑检测系统，其特征在于，

所述光耦电路(2)包括光电耦合器(21)、分压电阻(R1)和上拉电阻(R2)；其中，所述光电耦合器(21)的第一输入端(A)串联所述分压电阻(R1)，并与火线相连，第二输入端(K)通过被测对象的开关与零线相连；所述光电耦合器(21)的第一输出端(E)与地线相连，第二输出端(C)与所述上拉电阻(R2)连接；

所述单片机(3)置于所述上拉电阻(R2)处。

3.根据权利要求2所述的强电逻辑检测系统，其特征在于，

所述光耦电路(2)还包括限流电阻，所述限流电阻与所述上拉电阻(R2)串联，用于限流。

4.根据权利要求1所述的强电逻辑检测系统，其特征在于，

所述光耦电路(2)包括光电耦合器(21)、分压电阻(R1)和下拉电阻(R3)；其中，所述光电耦合器(21)的第一输入端(A)串联所述分压电阻(R1)，并与火线相连，第二输入端(K)通过被测对象的开关与零线相连；所述光电耦合器(21)的第一输出端(E)通过所述下拉电阻(R3)与地线相连；

所述单片机(3)置于所述下拉电阻(R3)处。

5.根据权利要求2或4所述的强电逻辑检测系统，其特征在于，

所述光耦电路(2)还包括电容(C1)，所述电容(C1)的一端与所述单片机(3)的检测端口相连，另一端与地线相连，用于滤除信号中的交流杂波。

6.根据权利要求1-4任一项所述的强电逻辑检测系统，其特征在于，

所述被测对象为房卡，所述第一状态为闭合状态，所述第二状态为断开状态。

7.一种权利要求1-3任一项所述的强电逻辑检测系统的检测方法，其特征在于，包括：

所述单片机(3)检测所述光耦电路(2)的输出信号，当检测到开始存在低电平信号时，所述单片机(3)开启定时器开始计时，检测到高电平信号时停止计时，所述定时器在第一周期内累计大于等于设定时长时，则判断被测对象处于第一状态。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，还包括：

当所述单片机(3)检测到存在高电平信号时，所述单片机(3)开启计数器，每间隔一段时间检测一次，检测到高电平信号时，则计数器加一，在第二周期结束时读取计数器的值，当计数器的值大于等于设定数值时，则判断被测对象处于第二状态。

9.一种权利要求4所述的强电逻辑检测系统的检测方法，其特征在于，包括：

所述单片机(3)检测所述光耦电路(2)的输出信号，当检测到开始存在高电平信号时，所述单片机(3)开启定时器开始计时，检测到低电平信号时停止计时，所述定时器在第一周期内累计大于等于设定时长时，则判断被测对象处于第一状态。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，

当所述单片机(3)检测到存在低电平信号时，所述单片机(3)开启计数器，每间隔一段时间检测一次，检测到低电平信号时，则计数器加一，在第二周期结束时读取计数器的值，当计数器的值大于等于设定数值时，则判断被测对象处于第二状态。