Устройство контроля доступа и учета времени пользования лифтом

Описание полезной модели.
Устройство контроля доступа и учета времени нользования лифтом.
Область техники, к которой относится полезная модель.
Устройство контроля достуна и учета времени пользования лифтом относится к счетчикам времени и может быть использовано для организации системы сбора платежей за пользование лифтом, а также для организации контролируемого допуска пассажиров к лифту.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства, является телефонный аппарат общего пользования (таксофон), в котором используется карточная платежная система на основе электронной карты предоплаты. Существенным признаком сходства с предлагаемым устройством является конструкция ридера (считывателя электронной карты предоплаты). В задачу ридера входит распознавание нужной карты и уменьщение числа, записанного в микросхему, в соответствии с заданньш алгоритмом. Число, записанное в микросхему электронной карты, означает разрещенное время пользование таксофоном. Тем самым, ридер ведет учет времени разговора по таксофону и осуществляет контролируемый доступ к таксофону.
Существенным отличием аналога от предлагаемого устройства является отсутствие конструктивных элементов предназначенных для коммутации и управления лифтом, согласования уровней входящих и исходящих сигналов между ридером и схемой управления лифтом.
Задачей заявленного устройства является:
1.Осуществление допуска к лифту только лиц имеющих соответствующую электронную карту.
2.Контролировать время пользования лифтом, этими лицами.
Сущность полезной модели и существенные признаки, достаточные для получения заявленных технических результатов раскрываются в блок - схеме. Рисунок 1.
Ридер, (считьшатель данных с микросхемы интелектуальной карты), считывает кодовые данные с микросхемы интелектуальной карты и сравнивает их с кодовыми данными хранящимися в соответствующим регистре микроконтроллера ридера (далее МК ридера). Если кодовые данные совпали, ридер считывает число, записанное в микросхему интелектуальной карты, которое означает разрещенное время использования лифта. Если это число не равно нулю, то МК ридера передает сигнал в блок коммутации , который будучи подключен соответствующим образом к цепям управления лифтом, подает напряжение на кнопки приказа, находящиеся в кабине лифта (Вариант: замыкает цепь вызова соответствующего этажа, если устройство установленно на этажной площадке в качестве вызывного аппарата.). Таким образом пассажир, не имеющий соответствующей
Название полезной модели.
Уровень техники.
Сущность нолезной модели.
интелектуальной карты,не имеет возможности вызвать лифт, а попав в кабипу лифта не сможет привести ее в движение. Задача по контролируемому доступу к лифту решена. Задача контроля времени пользования лифтом решается следующим образом. Лифт, после получения приказа с кнопок расположенных в кабине лифта (Вариант: вызова с этажной площадке), приходит в движепие. Блок управления устройства, подключенный к цепям управления лифтом соответствующим образом, получает сигнал о начале движения кабины и передает этот сигнал в МК ридера. МК ридера начинает уменьшение числа, записанного в память микросхемы интелектуальной карты в соответствии с заданным алгаритмом. После остановки кабины блок управления устройства получает сигнал о прекращении движения и передает его МК ридера, который получив сигнал прекращает отсчет (уменьщение числа записанного в микросхему интелектуальной карты.)
Существенными признаками , характеризующими полезную модель и обеспечивающих получение заявленных технических результатов, является наличие конструктивных элементов предназначенных для коммутации и управления лифтом, которые совместно с ридером составляют законченное устройство имеющее определенные внутренние и внешние связи для обмена информационньми и управляющими сигналами как между собой так и с системами управления лифтом.
Рисунок №1. Блок - схема полезной модели.
Рисунок №2. Назначение контактных площадок выводов микросхемы интелектуальной
карты.
Рисунок №3 Ридер.(считыватель интелектуальной карты)
Рисунок №4 Блок управления.
Рисунок  Блок коммутации.
Рисунок N°6 Блок коммутации (Вариант).
Рисунок №7 Электрическая схема внутренних связей модели.
Рисунок №8 Алгоритм программы управления микроконтроллера ридера.
Рисунок №9 Электрическая схема управления типовым лифтом грузоподъемностью 320
кг., и скоростью движения кабины 0,71 .
Перечень чертежей и рисунков.
Сведения,подтверяедающие возможность осуществления полезной
Ридер (считыватель интелектуальной карты с встроенной специализированной микросхемой памяти с парольной защитой) может быть изготовлен на базе специализированного микроконтроллера. Например: микроконтроллер интелектуальной карты К5 СОВЕ IX, или на базе микроконтроллера широкого применения, например ICP1878BE1 или аналогичные. Микросхемы для интелектуальной карты могут применятся типа КВ5004РР1Х - счетчик на ЭСННЗУ для карт с предоплатой или К5004РРЗХ ЭСННЗУ - с парольной защитой для карт с перезаписью или аналогичные.Расположение контактных площадок выводов микросхемы интелектуальной карты показан на рисунке 2 Производитель указанных микросхем - завод «Ангстрем Москва Зеленоград.
модели.
Один из возможных вариантов схемного решения ридера с использованием микроконтроллера широкого применения PIC16C57 или PIC16F83, PIC16CR83, PIC16F84, Р1С16СК84,ноказан на рисунке 3.
Микроконтроллер использует внутреннюю схему автоматического сброса и типовой PC генератор. Это стандартная схема, рекомендованная изготовителем для недорогих приборов. Для отображения информации к микроконтроллеру подключены светодиодные цифровые индикаторы, с использованием контроллера индикации МС14499 фирмы Motorola. Решение использовать микросхему специализированного контроллера индикации, позволяет не только декодировать двоично-десятичный код в семи сегментный, но и реализовать циклограммы необходимые при динамической индикации переключений. Микросхема реализует принцип динамического управления индикаторами, что предполагает матричный доступ к каждому сегменту. Это сокращает общее число необходимых линий и соответственно вьшодов микросхемы, используемых для управления индикатором. Упрощается и программное обеспечение микроконтроллера. Его задача, в части поддержки индикации, сводится к посылке на микросхему последовательности цифр, которые надо вывести на индикатор. Для работы с микросхемой электронной карты используются порты ввода - вывода микроконтроллера ридера РВ4-РВ6. РВ4 для чтения и записи данных I/O порт по ISO 7816-3, РВ5 для осуществления сброса PST, РВ6 для тактовых импульсов CLC. Для подачи питания на микросхему Vcc. Земля GND. Выключатель КНК контролирует наличие карты в картоприемнике ридера.
Блок управления, рисунок №4, предназначен для передачи информационных сигналов от схемы управления лифтом, ридеру, а так же согласования уровней сигнала. В качестве согласуюш;их элементов применены оптроны (оптопары), позволяющие осушествить оптическую развязку между цепями с различными уровнями сигналов. Технические характеристики применяемых оптронов зависят от типа лифтовой установки, и разброс уровня сигнала может быть 5 в. - 24 в. в лифтах типа УПЛ, УЛЖ, УЛ. и т.д. 110 в. и выше в лифтах устаревших конструкций с управлением на электромагнитных реле. Блок коммутации предназначен для передачи управляющих сигналов от ридера системам управления лифтом. В качестве коммутирующих элементов возможно применение электромагнитных реле рисунок №5, возможно применение фотосимистора рисунок №6, или других аналогичных по назначению приборов. Электрическая схема внутренних связей модели показана на рисунке №7.
Подключение полезной модели к цепям управления лифтом осуществляется следующим образом. Нормально разомкнутый контакт реле 1 подключается в разрыв линии подающей питание на кнопки приказа расположенные в кабине лифта. Точки подключения на типовой электрической схеме лифта обозначены А и А1, провод Jsroll.(Ha рисунке .№ 9 показано, что напряжение на провод 11 подается по двум цепям: провод 39 - нормально замкнутый контакт РКД - провод 11 и провод 117 нормально разомкнутый контакт РКД - провод 11. В станции управления лифтом, два одноименных провода объединяются и к кабине лифта подходит только один провод с № 11 .Поэтому для управления подачей питания на кнопки приказа в кабине лифта достаточно только одного нормально разомкнутого контакта реле.
Нормально замкнутый контакт реле 2 подключается в разрьш линии контактов безопасности, последовательно с кнопкой «Стоп, расположенной в кабине лифта. Точки В и В1 на типовой электрической схеме лифта.
Вывод оптрона ДК подключается после выключателя ДК, контролирующего закрытие дверей кабины. Точка С на типовой электрической схеме лифта рисунок .№ 9. Вывод оптрона РД подключается в цепь питания катушки реле РД, контролирующего движение кабины. Точка Д на типовой электрической схеме лифта рисунок № 9. Алгоритм программы управляющей работой МК ридера показан на рисунке № 8. v Модель, (Рисунок № 7) совместно со схемой управления лифтом (Рисунок №9) работает следующим образом. Кабина лифта стоит на этаже, в зоне точной остановки. При открытии дверей кабины, выключатель ДК разрывает цепь, контролирующую состояние дверей лифта (открыты, закрыты). Рисунок № 9. На 243 проводе напряжение пропадает, соответственно на выводе оптрона ДК, рисунок № 7, изменяется уровень сигнала, изменяется сигнал и на порте РАО МК ридера. По изменению сигнала на порте ввода-вьшода микроконтроллера, РА О (внешнее прерывание), микроконтроллер ридера включается. Включение происходит и при вводе карты в картоприемник ридера, (появление логического О на порте РВ 4). Дал ее, МК ридера считывает из соответствующего регистра данные о скорости, с которой будет уменьшаться число, записанное, в микросхему электронной карты и вьщает эти данные на индикатор. Например: единица в секунду. Кроме того выставляет логические нули на выводы портов РА 2 и РА 3. Реле и реле2 отключены. Пассажир вводит электронную карту в картоприемник ридера. Ридер считывает кодовые данные с микросхемы карты пассажира и сравнивает их с данными, хранящимися в соответствующим регистре микроконтроллера. Если данные не совпали, то МК ридера вьщает на индикатор информацию с просьбой заменить карту. Если данные совпали, МК ридера считывает число, записанное в память микросхемы, соответствующее разрешенному времени пользования лифтом и выдает эти данные на индикатор. МК ридера проверяет, равно ли это число нулю, если равно, то предлагает заменить карту, если больше нуля, то МК ридера выставляет логическую единицу на порте РА2, включая реле1, которое включаясь, своим нормально разомкнутым контактом, подает напряжение на кнопки приказов расположенные в кабине лифта.(Провод 11, точки А и А1 рисунок № 9.)Пассажир нажимает кнопку нужного ему этажа. Включается в работу штатная схема управления лифтом и кабина приходит в движение. Одновременно с началом движения включается реле РД, в штатной схеме управления лифтом. Соответственно появляется сигнал на выводе оптрона РД и соответственно на порте РА1 МК ридера. Дождавшись сигнала на порт РА1 (начало движения лифта, вывод оптрона РД подключенного к проводу 179 точка Д рисунок № 9) МК ридера начнет вычитать ежесекундно единицу от числа записанного в микросхему карты. Пассажир этот процесс может наблюдать визуально, на индикаторе ридера. Вычитание будет происходить до тех пор, пока не исчезнет сигнал на порте РА 1 (прекращение движения лифта). Если во время движения пассажир вынул карту из картоприемника то МК ридера выставит логическую единицу на порт РАЗ , включив реле2, которое включившись, своим нормально замкнутым контактом (провод 101 точки В и В1 рисунок № 9) разорвет цепь безопасности лифта (аналогично кнопке «СТОП), кабина лифта остановится и не придет в движение пока пассажир не вернет карту в картоприемник ридера и повторно не нажмет кнопку нужного ему этажа. После того как кабина лифта отработает приказ, остановится на нужном этаже, откроет двери, пассажир, просмотрев остаток времени на карте, вынимает карту и покидает кабину. После закрытия дверей кабины, изменяется сигнал на порте РАО, МК ридера отключается (переходит в SLEEP режим), до тех пор пока двери лифта вновь не откроются или в картоприемнике ридера не появится карта. Алгоритм предусматривает ситуацию, когда во время движения на карте пассажира разрешенное время стало равно нулю. В этом случае, лифт либо доедет до ближайшего этажа, остановится и откроет двери, либо доставит пассажира по назначению, в зависимости от типа лифта (электрическая или магнитная регистрация приказов.)
1.Кристиан Тавернье. PIC -микроконтроллеры. Практика применения. Справочник. Москва 2002 год.
2.Микроконтроллеры. Однокристальные микроконтроллеры PIC12С5х, PIC12С6х, Р1С16х8х, Р1С14000,. Справочник. Москва 2001 год.
3.Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов. Москва 1992 год.
4.http://www.angstrem.ru
Библиографические даниые.