[发明专利]一种基于总线的电子存包柜及其控制拼装方法

权利要求书

1.一种基于总线的电子存包柜，其特征在于，所述的电子存包柜包括一个主柜，所述主柜包括两列箱格和一个中心控制器，每一个箱格内安装有一个节点控制单元，所述中心控制器包括4线总线连接接口，所述节点控制单元包括4线总线连接接口，所述节点控制单元通过4线总线连接接口连接在4线串行总线上，所述节点控制单元通过4线总线连接接口、4线串行总线与所述中心控制器的4线总线连接接口相连；

所述的中心控制器，负责包括电源管理、RFID读卡、液晶显示、箱格分配逻辑控制和记录存储数据；

所述的节点控制单元，负责包括箱格开锁驱动信号的发送、箱格关闭检测信号的接收和箱格空置检测信号的接收；

所述的4线串行总线包括地线GND、电源线VCC_5V、可调电压电源线VCC_VAR和数据线SIG，所述的电源线VCC_5V为箱格节点控制单元通用工作电源；所述的可调电压电源线VCC_VAR为箱格箱门电磁锁专用驱动电源；所述的数据线SIG为半双工异步串行单总线。

2.根据权利要求1所述的一种基于总线的电子存包柜，其特征在于，所述的电子存包柜还包括一个或多个附柜，每一个所述的附柜包括两列箱格，每一个箱格内安装有一个节点控制单元，所述节点控制单元包括4线总线连接接口，所述节点控制单元通过4线总线连接接口连接在4线串行总线上，附柜中的4线串行总线通过接线端子与主柜中的4线串行总线连接。

3.根据权利要求1～2任一所述的一种基于总线的电子存包柜，其特征在于，所述中心控制器和节点控制单元的微处理器均包括UART外设，所述UART外设为通用异步收发传输器，所述通用异步收发传输器包含UART发送信号TXD引脚、UART接收信号RXD引脚和通用异步收发传输器信号转换电路，通过通用异步收发传输器信号转换电路完成信号电平转换和增加信号驱动能力。

4.根据权利要求3所述的一种基于总线的电子存包柜，其特征在于，所述的通用异步收发传输器信号转换电路的连接关系如下：

UART发送信号TXD通过1kΩ的电阻与PNP晶体管基极串联，所述的PNP晶体管基级和发射极之间并联10kΩ的电阻，所述的PNP晶体管发射极与所述的电源线VCC_5V相连，所述的PNP晶体管的集电极通过10KΩ的电阻与所述的地级GND串联，所述的PNP晶体管的集电极通过1kΩ的电阻与NPN晶体管基极串联，所述的NPN晶体管的发射极与所述地级GND连接，所述NPN晶体管的集电极连接所述的数据线SIG和10kΩ的电阻与所述的电源线VCC_5V相连，所述的UART接收信号RXD与所述的数据线SIG直接相连。

5.根据权利要求1～2任一所述的一种基于总线的电子存包柜的控制方法，其特征在于，所述的基于总线的电子存包柜控制方法包括存包过程的信号控制和取包过程的信号控制，具体步骤如下：

所述的存包过程的信号控制的步骤如下：

(1)用户刷卡，中心控制器通过RFID读卡功能获取用户信息，通过箱格分配逻辑控制功能为用户分配一个空闲箱格，并通过液晶显示功能提示箱格编号信息，中心控制器通过4线串行总线发出开箱命令，命令中包含箱格编号信息，对应编号的箱格节点控制单元收到开箱命令后，负责完成开锁驱动信号的发送，箱格打开；

(2)用户存入物品后，关闭箱格，箱格节点控制单元负责完成关闭检测信号的接收和空置检测信号的接收，通过4线串行总线发送箱格状态命令，中心控制器收到箱格状态命令后，更新记录存储数据，存包过程结束；

所述的取包过程的信号控制的步骤如下：

(1)用户刷卡，中心控制器通过RFID读卡功能获取用户信息，通过查询记录存储数据，获得用户存包的箱格信息，并通过液晶显示功能提示箱格编号信息，中心控制器通过4线串行总线发出开箱命令，命令中包含箱格编号信息，对应编号的箱格节点控制单元收到开箱命令后，负责完成开锁驱动信号的发送，箱格打开；

(2)用户取出物品后，关闭箱格，箱格节点控制单元负责完成关闭检测信号的接收和空置检测信号的接收，通过4线串行总线发送箱格状态命令，中心控制器收到箱格状态命令后，更新记录存储数据，取包过程结束。