一种低电流短距离数字锁控装置及控制方法与流程

1.本技术涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种低电流短距离数字锁控装置及控制方法。


背景技术：

2.随着智能控制技术的发展，尤其是进来物联网技术的发展，人们的生活方式出现了巨大的变化。以往人们出行购买都是在实体店和商店人员进行面对面的沟通与交易。随着无人销售的出现，商店内不再配制工作人员进行销售服务，而是消费者自己在店内进行选购，并完成交易。这种方式新颖且方便，可以做到24小时全天候的销售运营，一方面进一步为消费者提供了购物的便利性，另一方面也提高了商店运营的时长和效率，有利于增加商店的销售额，同时省去了聘用人员带来的人工成本增加以及其他相关的事项。
3.对于商店进行无人零售，消费者进出商店都会由数字锁进行开闭控制，一方面保证对店内消费人员人数和身份的识别与确定，另一方面也有利于商店进行精细化的流程管理。可见，数字锁已成为无人商店进行服务的开启和结束的重要环节。
4.目前大多数无人商店对锁控器的需求各不相同，但是对于具有较低成本，且能够精确进行操控的锁控器是大家都十分青睐的。如果锁控器能够做到实时的控制，并准确及时的被感知其所处的功能状态，是目前锁控器生产商谋求的目标。在锁开启以后的服务过程中，如果能全程感知锁的状态，也能提升服务水平、提前感知问题。
5.此前的对于锁控器的设计，大多解决方案是利用rs485串口的通讯模块外加继电器模块进行控制。此模式的优点是通讯距离长，驱动电流大，可以达到几十毫安的电流，但控制方式不灵活，体现在开门的时长控制不灵活，在开门以后一段时间内无法感知数字锁的开闭状态。这样导致不能及时对锁控器进行确定性的操作，以保证锁控器处于合适的状态，确保消费者和商家的利益。
6.其实，在无人零售柜子场景下，锁控和控制主机的通讯距离一般较小，原先rs485串口通讯锁控长距离的特性不再重要，反而成了无关紧要的功能。另外，对于rs485串口进行锁控器的控制需要较大的驱动电流，也一定程度的提高了电能的消耗，在频发使用rs485串口进行操作的锁控器来看，是相当耗费成本的。所以，对于锁控器的设计更加突出的重点是能够对其进行实时的状态监控，以保证锁控器处于正确的功能状态下，同时也能实现低电流的驱动操作。
7.因此，设计一种低电流短距离数字锁控装置或者是能够进行低电流短距离控制锁控器的方法，即能够实现对锁控器的实时状态监控，也能低电流的进行驱动，降低对电能的损耗，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种低电流短距离数字锁控装置，通过控制主机利用不同的电平信号实现对锁控器的控制，进而实现锁机构的开闭。利用电
平信号进行控制，同时能够实时监控锁控器的状态，一方面可以低成本的进行线路设计，另一方面也能做到低电流短距离实时的锁控状态控制和监控。
9.本发明还提供一种低电流短距离数字锁控控制方法，通过控制器向锁控器直接发送控制指令来实现对锁控器的实时控制，并同时接收锁控器的状态信息，保证对锁控器的实时状态进行监控。实现低电流短距离锁控的具体步骤，简单高效，且能够实时更新锁控状态，做到精准控制。
10.本发明提供的第一种技术方案：
11.一种低电流短距离数字锁控装置，包括：控制主机，以及与控制主机连接的锁控器；其中，控制主机，用于向锁控器发送第一电平信号或第二电平信号，第一电平信号用于触发锁控器开启锁机构，第二电平信号用于触发锁控器关闭锁机构；以及，还用于接收来自锁控器的状态信号。上述实现过程中，通过控制主机利用不同的电平信号实现对锁控器的控制，进而实现锁机构的开闭。利用电平信号进行控制，同时能够事实监控锁控器的状态，一方面可以低成本的进行线路设计，另一方面也能做到低电流短距离实时的锁控状态控制和监控。
12.优选地，控制主机与锁控器之间的距离不大于第一控制距离。上述实现过程中，控制主机对锁控器进行低电流的驱动控制主要是在一定的短距离范围内实现，如果超过距离限制，则低电流的电平信号无法触发锁控器驱动，进而不能实现对锁控器的控制。
13.优选地，第一控制距离为2米。上述实现过程中，超过第一控制距离的限制，可能会产生距离过长低电平信号无法驱动锁控器的情况。
14.优选地，还包括供电电源，供电电源分别与控制主机、锁控器连接。上述实现过程中，供电电源直接为控制主机提供电能，由控制主机发送低电流控制信号给锁控器以驱动锁控器动作。供电电源向锁控器供电，可以保证对锁机构初始状态的控制，确保锁机构处于正确的初始状态。
15.优选地，控制主机为arm架构的工控主机。上述实现过程中，arm架构的工控主机有冗余的gpio接口可以用于对锁控器进行低电流短距离的控制，这样，一方面极大的方便了对现有的锁控器和控制主机进行改造的条件，缩短了改造施工的时长，一定程度上降低了改装成本，另一方面，由于可以直接借用原有工控主机上的接口，不需要在添加新的控制设备，进一步节约了成本。
16.优选地，第二电平信号为高电平信号；高电平信号用于控制锁控器关闭锁机构。上述实现过程中，电平信号分为高低平信号，因此来区分不同的控制信号，实现对锁控器的精准控制。
17.优选地，锁机构的初始状态为关闭状态。上述实现过程中，锁机构在初始状态下是关闭状态，可以不用考虑控制主机一开始就命令锁控器进行控制操作，节省了控制流程，一定程度上提升了控制的效率，也简化了控制的方法。
18.优选地，第一电平信号为低电平信号；低电平信号用于控制锁控器开启锁机构。上述实现过程中，电平信号分为高低平信号，因此来区分不同的控制信号，实现对锁控器的精准控制。
19.优选地，锁机构的初始状态为关闭状态。上述实现过程中，锁机构在初始状态下是关闭状态，可以不用考虑控制主机一开始就命令锁控器进行控制操作，节省了控制流程，一
定程度上提升了控制的效率，也简化了控制的方法。
20.本发明提供的第二种技术方案：
21.一种低电流短距离数字锁控控制方法，采用上述第一种技术方案中的低电流短距离数字锁控装置，包括：控制主机接收锁控操作的控制命令，以根据控制命令生成第一控制指令；控制主机向锁控器发送第一控制指令，驱动锁控器执行；同时，控制主机接收来自锁控器发送的状态信息，以根据状态信息更新锁控器的状态。上述实现过程中，通过控制器向锁控器直接发送控制指令来实现对锁控器的实时控制，并同时接收锁控器的状态信息，保证对锁控器的实时状态进行监控。实现低电流短距离锁控的具体步骤，简单高效，且能够实时更新锁控状态，做到精准控制。
22.本发明提供的一种低电流短距离数字锁控装置及控制方法的有益效果有：
23.低电流短距离数字锁控装置通过控制主机利用不同的电平信号实现对锁控器的控制，进而实现锁机构的开闭。利用电平信号进行控制，同时对锁的状态信号反馈迅速，能够实时监控锁控器的状态，一方面，该控制装置利用了现有的控制器上冗余的gpio口来实现，其施工和改造的成本较低，可以低成本的进行线路设计，另一方面利用gpio接口进行低电流的控制其反应快控制灵活，能做到低电流短距离实时的锁控状态控制和监控。
24.低电流短距离数字锁控控制方法，通过控制器向锁控器直接发送控制指令来实现对锁控器的实时控制，并同时接收锁控器的状态信息，保证对锁控器的实时状态进行监控。实现低电流短距离锁控的具体步骤，简单高效，且能够实时更新锁控状态，做到精准控制。
附图说明
25.图1为本发明实施例提供的一种低电流短距离数字锁控装置的功能模块图；
26.图2为本发明实施例提供的一种低电流短距离数字锁控控制方法的流程图；
27.图3为本发明实施例提供的一种低电流短距离数字锁控装置的连线图。
28.图标：
29.01、控制主机；02、锁控器；03、锁机构；04、供电电源。
具体实施方式
30.下面对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
31.本技术将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是，各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等，并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外，还可以使用这些方案的组合。
32.另外，在本技术实施例中，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。此外，在本技术实施例中，“和/或”所表达的含义可以是两者都有，或者可以是两者任选其一。
33.随着智能控制技术的发展，尤其是进来物联网技术的发展，人们的生活方式出现了巨大的变化。以往人们出行购买都是在实体店和商店人员进行面对面的沟通与交易。随着无人销售的出现，商店内不再配制工作人员进行销售服务，而是消费者自己在店内进行选购，并完成交易。这种方式新颖且方便，可以做到24小时全天候的销售运营，一方面进一
步为消费者提供了购物的便利性，另一方面也提高了商店运营的时长和效率，有利于增加商店的销售额，同时省去了聘用人员带来的人工成本增加以及其他相关的事项。
34.对于商店进行无人零售，消费者进出商店都会由数字锁进行开闭控制，一方面保证对店内消费人员人数和身份的识别与确定，另一方面也有利于商店进行精细化的流程管理。可见，数字锁已成为无人商店进行服务的开启和结束的重要环节。
35.数字锁主要是锁控器和锁机构组成，锁控器可以接受控制信号，并控制锁机构进行动作。锁机构通过锁控器能够实现远距离或者无接触式的操控，一方面方便了对锁机构的使用，真正做到无人操作，另一方面锁机构的动作不需要人员进行，避免了接触，尤其在疫情严重的当下，更是有利于实现无接触型的生活方式，提升疫情防控的效果。
36.目前大多数无人商店对锁控器的需求各不相同，但是对于具有较低成本，且能够精确进行操控的锁控器是大家都十分青睐的。如果锁控器能够做到实时的控制，并准确及时的被感知其所处的功能状态，是目前锁控器生产商谋求的目标。在锁开启以后的服务过程中，如果能全程感知锁的状态，也能提升服务水平、提前感知问题。
37.此前的对于锁控器的设计，大多解决方案是利用rs485串口的通讯模块外加继电器模块进行控制。此模式的优点是通讯距离长，驱动电流大，可以达到几十毫安的电流，但控制方式不灵活，体现在开门的时长控制不灵活，在开门以后一段时间内无法感知数字锁的开闭状态。这样导致不能及时对锁控器进行确定性的操作，以保证锁控器处于合适的状态，确保消费者和商家的利益。
38.其实，在无人零售柜子场景下，锁控和控制主机的通讯距离一般较小，原先rs485串口通讯锁控长距离的特性不再重要，反而成了无关紧要的功能。另外，对于rs485串口进行锁控器的控制需要较大的驱动电流，也一定程度的提高了电能的消耗，在频发使用rs485串口进行操作的锁控器来看，是相当耗费成本的。所以，对于锁控器的设计更加突出的重点是能够对其进行实时的状态监控，以保证锁控器处于正确的功能状态下，同时也能实现低电流的驱动操作。
39.请参考图1、图2所示，本发明实施例提供一种低电流短距离数字锁控装置，该低电流短距离数字锁控装置通过控制主机01利用不同的电平信号实现对锁控器02的控制，进而实现锁机构03的开闭。利用电平信号进行控制，同时能够事实监控锁控器02的状态，一方面可以低成本的进行线路设计，另一方面也能做到低电流短距离实时的锁控状态控制和监控。
40.本发明实施例提供的一种低电流短距离数字锁控装置包括：控制主机01，以及与控制主机01连接的锁控器02；其中，控制主机01，用于向锁控器02发送第一电平信号或第二电平信号，第一电平信号用于触发锁控器02开启锁机构03，第二电平信号用于触发锁控器02关闭锁机构03；以及，还用于接收来自锁控器02的状态信号。
41.由于控制主机01对锁控器02的控制是采用低电流的电平信号进行驱动，因此，控制主机01与锁控器02之间的距离不应过大。本实施例中控制主机01与锁控器02之间的距离不大于第一控制距离。该第一控制距离的限制根据实际的工程情况来确定，通常来说采用低电流的电平信号进行驱动控制时，两者的距离在1米左右比较合适，该距离下控制精准，不产生任何控制阻滞的情况。本实施例中，第一控制距离为2米。2米的限制距离一方面能够保证控制主机01和锁控器02处于较好的距离限制内，另一方面也提供了控制主机01和锁控
器02安装的位置范围选择，有利于控制主机01和锁控器02的安装。
42.控制主机01要完成对锁控器02的控制和状态实时监控，还需要电源供应，因此，低电流短距离数字锁控装置还包括供电电源04，供电电源04分别与控制主机01、锁控器02连接。供电电源04直接为控制主机01提供电能，由控制主机01发送低电流控制信号给锁控器02以驱动锁控器02动作。供电电源04向锁控器02供电，可以保证对锁机构03初始状态的控制，确保锁机构03处于正确的初始状态
43.对于控制主机01，由于随着数字锁的工艺改善，约1到3毫安的电流就可驱动锁控器02进行动作。而经过实测，单片机的gpio接口的电流可以良好驱动锁控器02。因此，可以利用单片机上的gpio接口来实现控制器对锁控器02的短距离低电流控制。gpio，通用型之输入输出的简称，功能类似8051的p0—p3，其接脚可以供使用者由程控自由使用，pin脚依现实考量可作为通用输入(gpi)或通用输出(gpo)或通用输入与输出(gpio)。
44.对于具有gpio接口的控制器种类繁多，不同的控制器gpio的功能定义也不尽相同，在选择gpio接口的控制器时，需要根据实际的需要进行确定。但需要说明的是，如果为了实现低电流短距离的锁控器02控制，添加新的控制器来利用其gpio接口实现，这可能会提高成本，同时会在增加改装的成本，不利于成本的控制。当下的无人商店有些采用rs485串口，利用rs485串口的通讯模块外加继电器模块进行控制。此模式的优点是通讯距离长，驱动电流大，可以达到几十毫安的电流，但控制方式不灵活，体现在开门的时长控制不灵活，在开门以后一段时间内无法感知数字锁的开闭状态。这样导致不能及时对锁控器进行确定性的操作，以保证锁控器处于合适的状态，确保消费者和商家的利益。并且，在无人零售柜子场景下，锁控和控制主机的通讯距离一般较小，原先rs485串口通讯锁控长距离的特性不再重要，反而成了无关紧要的功能。另外，对于rs485串口进行锁控器的控制需要较大的驱动电流，也一定程度的提高了电能的消耗，在频发使用rs485串口进行操作的锁控器来看，是相当耗费成本的。
45.目前所使用的arm架构工控主机有冗余的gpio接口，因此本实施例中，控制主机01为arm架构的工控主机。arm架构的工控主机有冗余的gpio接口可以用于对锁控器02进行低电流短距离的控制，这样，一方面极大的方便了对现有的锁控器02和控制主机01进行改造的条件，缩短了改造施工的时长，一定程度上降低了改装成本，另一方面，由于可以直接借用原有工控主机上的接口，不需要在添加新的控制设备，进一步节约了成本。
46.控制主机01利用gpio接口发送不同的电平信号，即第一电平信号和第二电平信号，来实现对锁控器02的控制。不同的电平信号对应不同的控制指令。本实施例中，第二电平信号为高电平信号；高电平信号用于控制锁控器02关闭锁机构03。电平信号分为高低平信号，因此来区分不同的控制信号，实现对锁控器02的精准控制。同样地，第一电平信号为低电平信号；低电平信号用于控制锁控器02开启锁机构03。
47.电平信号直接的作用是控制锁控器02实现对锁机构03的动作。而为了保证锁控器02在动作之后锁机构03的状态仍然满足无人商店对锁机构03的要求，本实施例中，当发送第一电平信号后，所控制驱动锁机构03开启，但锁机构03的初始状态为关闭状态。这样，锁机构03在初始状态下是关闭状态，可以不用考虑控制主机01一开始就命令锁控器02进行控制操作，节省了控制流程，一定程度上提升了控制的效率，也简化了控制的方法。
48.同样地，当发送第二电平信号后，所控制驱动锁机构03关闭，但锁机构03的初始状
态为关闭状态。这样，锁机构03在初始状态下是关闭状态，可以不用考虑控制主机01一开始就命令锁控器02进行控制操作，节省了控制流程，一定程度上提升了控制的效率，也简化了控制的方法。
49.本发明实施例还提供一种低电流短距离数字锁控控制方法，该低电流短距离数字锁控控制方法采用本实施所提供的低电流短距离数字锁控装置，包括：控制主机01接收锁控操作的控制命令，以根据控制命令生成第一控制指令；控制主机01向锁控器02发送第一控制指令，驱动锁控器02执行；同时，控制主机01接收来自锁控器02发送的状态信息，以根据状态信息更新锁控器02的状态。
50.具体地，当有用户需要进入无人商店进行购物时，用户通过注册的app移动端进行确认操作，这样，移动设备会向控制主机01发送控制命令，该控制命令为开门作动命令。控制主机01在接收到该开门动作命令后，会生成第一控制指令，即开门控制指令。控制主机01会将第一控制指令发送给锁控器02，锁控器02在接收到第一控制指令后，会根据第一控制指令的信息，操控锁机构03，使初始状态处于关闭状态的锁机构03开启。这样，用户便可以顺利进入到无人商店进行购物。在用户进入无人商店之后，通过无人商店中的监测装置进行确认，并将确认的信号发送给控住主机01，控制主机01接收到该控制信号后，会生成新的控制指令，并将控制指令发送给锁控器02，锁控器接收到新的控制指令后，操控锁机构03动作关闭，即完成对无人商店的进入控制流程。
51.同样地，当用户完成购物需要离开无人商店时，用户操作注册的app移动端，并通过移动端确认后，移动端向控制主机01发送控制命令，该控制命令为开门作动命令。控制主机01在接收到该开门动作命令后，会生成第一控制指令，即开门控制指令。控制主机01会将第一控制指令发送给锁控器02，锁控器02在接收到第一控制指令后，会根据第一控制指令的信息，操控锁机构03，使初始状态处于关闭状态的锁机构03开启。这样，用户便可以顺利离开无人商店。在用户离开无人商店之后，通过无人商店中的监测装置进行确认，并将确认的信号发送给控住主机01，控制主机01接收到该控制信号后，会生成新的控制指令，并将控制指令发送给锁控器02，锁控器接收到新的控制指令后，操控锁机构03动作关闭，即完成对无人商店的离开流程控制。
52.低电流短距离数字锁控控制方法通过控制器向锁控器02直接发送控制指令来实现对锁控器02的实时控制，并同时接收锁控器02的状态信息，保证对锁控器02的实时状态进行监控。实现低电流短距离锁控的具体步骤，简单高效，且能够实时更新锁控状态，做到精准控制。
53.参考图3，下面提供一个具体的实施方式，以具体展现低电流短距离数字锁控控制方法：
54.向锁控器02提供12v的工作电压，并将锁机构03的闭合、打开的控制端接到控制主机01的gpio的输出端子，通过输出高低电平控制锁机构03的打开和关闭。其中，低电平信号为打开控制信号，高电平信号为关闭控制信号。将锁机构03的状态反馈端子接到控制主机01的gpio的输入端子，通过输入知道锁机构03的状态。
55.软件部分初始化控制主机系统的gpio参数，确保锁机构03初始处于关闭状态。
56.软件建立独立的线程，通过查询gpio的输入端子的状态，实时知道锁机构03的开、闭状态。
57.软件通过外部通讯，接收到开门指令以后，通过gpio的输出端子输出低电平，从而实现锁机构03的开启。
58.综上所述，本发明实施例具有以下有益效果：
59.通过控制主机01利用不同的电平信号实现对锁控器02的控制，进而实现锁机构03的开闭。利用电平信号进行控制，同时能够事实监控锁控器02的状态，一方面可以低成本的进行线路设计，另一方面也能做到低电流短距离实时的锁控状态控制和监控。
60.arm架构的工控主机有冗余的gpio接口可以用于对锁控器02进行低电流短距离的控制，这样，一方面极大的方便了对现有的锁控器02和控制主机01进行改造的条件，缩短了改造施工的时长，一定程度上降低了改装成本，另一方面，由于可以直接借用原有工控主机上的接口，不需要在添加新的控制设备，进一步节约了成本。
61.锁机构03在初始状态下是关闭状态，可以不用考虑控制主机01一开始就命令锁控器02进行控制操作，节省了控制流程，一定程度上提升了控制的效率，也简化了控制的方法。
62.低电流短距离数字锁控控制方法通过控制器向锁控器02直接发送控制指令来实现对锁控器02的实时控制，并同时接收锁控器02的状态信息，保证对锁控器02的实时状态进行监控。实现低电流短距离锁控的具体步骤，简单高效，且能够实时更新锁控状态，做到精准控制。
63.本技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
64.应理解，在本技术的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
65.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
66.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
67.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
68.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
69.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
70.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
71.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
72.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。