具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请首先提出一种闸机设备，如图1所示，图1是本申请闸机设备一实施例的结构示意图。本实施例的闸机设备(图未标)包括：主控模块10、收发总线20、至少两个分压电阻R1及至少两个红外收发模组30；其中，主控模块10设有第一I/O端口a，用于输出控制信号；收发总线20的一端与第一I/O端口a连接，并在控制信号的控制下输入电压信号；至少两个分压电阻R1串联设置在收发总线20上，其第一个分压电阻R1的一端通过收发总线20与第一I/O端口a连接；外收发模组30与分压电阻R1对应设置，且与对应的分压电阻R1的另一端连接，红外收发模组30在控制信号的控制下根据对应的分压电阻R1的另一端的电压自动生成地址信息。

本实施例的主控模块10可以为简单电路、简单芯片、集成电路或集成芯片形式存在。

区别于现有技术，本实施例在收发总线20上串接分压电阻R1，并将红外收发模组30与分压电阻R1连接，且利用分压电阻R1的另一端的电压自动生成红外收发模组30的地址信息；因此，本实施例能够通过总线分压机制实现收发总线20上红外收发模组30的地址分配及识别，相较于现有技术中使用拨码开关或扩展I/O端口的方式进行地址分配及识别的方案，本实施例能够简化闸机设备的硬件结构，且能够简化安装维护操作及提高其可扩展能力。

本实施例通过总线协议设计，可以完成对不同型号和不同厂商红外收发模组30的适配，只需要红外收发模组30兼容地址学习电路和协议逻辑即可实现不同型号或不同厂商红外收发模组30的兼容，便于后期维护和设备硬件升级；且本实施例可以将红外收发模组30挂载在收发总线20上，能够减少红外转接板的设计，节省闸机设备的内部空间。

可选地，本实施例的红外收发模组30设有第二I/O端口b、下拉电阻R2及第一检测电路31，下拉电阻R2的一端与第二I/O端口b连接，下拉电阻R2的另一端与第一检测电路31连接，分压电阻R1的另一端与下拉电阻R2的另一端连接；第一检测电路31在第二I/O端口b下拉接地时，获取下拉电阻R2对电压信号的分压值，并根据该分压值生成红外收发模组30的地址信息。

本实施例的至少两个分压电阻R1串联设置在收发总线20上，第一个分压电阻R1的一端通过收发总线30与主控模块10的第一I/O端口a连接，每个红外收发模组30中下拉电阻R2的另一端与对应的分压电阻R1远离主控模块10的第一I/O端口a的一端连接，以使分压电阻R1及下拉电阻R2形成导电路径。

在将红外收发模组30的第二I/O端口b下拉接地时，下拉电阻R2与分压电阻R1串联设置，形成导电路径，可以通过第一检测电路31获取下拉电阻R2对电压信号的分压值。可以依次将每个红外收发模组30的第二I/O端口b下拉接地，并通过对应的第一检测电路31获取对应的下拉电阻R2对收发总线30上的电压信号的分压值，以分别获取每个红外收发模组30的地址信息。

可选地，采用冲突避让策略依次将每个红外收发模组30的第二I/O端口b下拉接地。

具体地，红外收发模组30通过真随机数发生器产生一个1-100的随机数，各红外收发模组30通过真随机数确定地址信息上报时隙，上报前红外收发模组30通过(第二检测电路11)监测收发总线20的电压状态确定收发总线20是否空闲(将在下文详细介绍)，当收发总线20非空闲时即有其它红外收发模组30操作收发总线20时，红外收发模组30在随机数基础上继续等待下一上报时隙直到收发总线20为空闲时进行地址信息上报。

其中，第一检测电路31可以包括模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)。ADC用于将采集的模拟形式的分压值转换成数字形式的分压值。

第一检测电路31还进一步利用如图2所述的关系曲线S1将ADC输出的分压值转换成对应的地址信息(图2的横轴坐标值)。

可选地，本实施例的红外收发模组30进一步包括编码电路32，分别与第一检测电路31及第一I/O端口a连接，编码电路32用于将第一检测电路31获取的地址信息进行编码，以实现红外收发模组30的红外编码收发。

由上述分析可知，红外收发模组30能够自动分配唯一的地址信息，因此可以利用地址信息对红外信号进行编码，并利用该地址信息对红外信号的进行解码，若解码成功，则认为红外收发模组30的红外发射与红外接收匹配，若解码失败，则认为不匹配；通过这种方式，能够过滤掉其它红外收发模组30对该红外收发模组30的信号干扰。

可选地，本实施例闸机设备进一步包括：上拉电阻R，上拉电阻R的一端接入供电电压VCC，上拉电阻R的另一端与主控模块10的第一I/O端口a连接，用于在主控模块10的控制信号的控制下产生电压信号。

需要注意的是，为了简化计算，每次仅将多个红外收发模组30中的一个的第二I/O端口b下拉接地，因每个红外收发模组30形成的上述导电路径中串联设置的下拉电阻R2的数量不同，因此每个红外收发模组30中下拉电阻R2对电压信号的分压信号不同，因此可以保证每个红外收发模组30具有唯一的地址信息。

其中，当第二I/O端口b下拉接地后，供电电压VCC经上拉电阻R、分压电阻R1、下拉电阻R2之后接地，因此红外收发模组30内的第一检测电路31可以获取下拉电阻R2靠近分压电阻R1一端的电压Vn，根据分压规则可知，当同一时刻仅有一个红外收发模块30的第二I/O端口b下拉接地时，就可以按照不同的分压信号(分压值)识别出红外收发模块30在收发总线20上的地址。其地址计算公式如下所示：

其中，Vn为下拉电阻R2的分压值。

本实施例的闸机设备首次上电时，主控模块10通过向红外收发模组30发送地址学习指令，以开启红外收发模组30的地址学习功能(即自动生成地址信息)；当地址学习完成后，闸机设备开机只需通过地址查询指令即可启动对应的红外收发模组30。

可选地，本实施例的主控模块10包括第二检测电路11，与收发总线20与第一I/O端口a连接的一端连接，用于检测收发总线20上的电压。

其中，第二检测电路11可以包括模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)。ADC用于将采集的模拟形式的收发总线20上的电压转换成数字形式的电压。

第二检测电路11还进一步利用如图2所述的关系曲线S2将收发总线20上的电压转换成对应的地址信息(图2的横轴坐标值)。

可选地，本实施例的主控模块10进一步包括主控电路12，分别与第二检测电路11及第一I/O端口a连接，不仅用于向第一I/O端口a提供控制信号，且用于对第二检测电路11获取的收发总线20上的电压进行处理及闸机设备的其它控制。

主控电路12判断第二检测电路11检测的收发总线20上的电压是否为高电平信号，若是，则主控电路10判定收发总线20处于空闲状态，主控电路12向第一I/O端口a输出控制指令；其中，控制指令为预设时长的低电平信号，不同的控制指令对应的预设时长不同。控制指令包括地址学习指令、地址查询指令、红外扫描指令等。

主控电路12可以根据上述获得的地址信息向对应的红外收发模组30发送地址信号查询指令。

由上述分析可知，当同一时刻只有1个红外收发模组30的第二I/O端口b下拉接地时，该红外收发模组30可以通过第一检测电路31确定自身地址信息；此时主控模块10也可以通过第二检测电路11获得该红外收发模组30的地址信息。根据以上设计可以实现红外收发模组30的地址学习以及红外收发模组30与主控模块10的总线通信。

其中，本实施例的红外收发模组30数量为4，即n为4，供电电压VCC可以为5V，上拉电阻R的阻值大小可以为4.2KΩ，分压电阻R1的阻值大小可以为1KΩ，下拉电阻R2的阻值大小可以为4.2KΩ，可以算得4个红外收发模组30对应的分压值如图2中曲线S1所示，可以算的第二检测电路11获取的对应的4个收发总线的电压如图2中曲线S2所示。

在其它实施例中，还可以根据需要调整红外收发模组的数量及各电阻的阻值大小等。

在一应用场景中，本实施例可以监控收发总线20的电压是否为5V以确定收发总线20是否空闲。在收发总线20空闲，即主控模块10的第一I/O端口a与红外收发模组30的第二I/O端口b均无下拉时，收发总线20的电压为5V；当主控模块10的第一I/O端口a下拉收发总线20(可以向收发总线20输出低电平电压)时，收发总线20的电压为0即为低电平，收发总线20上的红外收发模组30可以通过第一检测电路31测量收发总线20上低电平的持续时间来获取主控模块10下发的指令；当有一个红外收发模组30的第二I/O端口b下拉时，主控模块10会通过第二检测电路11监测到收发总线20上电压的变化；在非指令发送状态，主控模块10监测收发总线20的电平状态确定红外收发模组30应答，当处于地址学习状态时，主控模块10通过第二检测电路11监测收发总线20电压以确定各红外收发模组30地址存在状态，并在地址上报阶段实现红外收发模组30自检确定发生故障的红外收发模组30位置。当处于红外扫描阶段时，主控模块10通过第二检测电路11通过监测收发总线20的电压确定红外收发模组30的红外遮挡状态。

本申请进一步提出另一实施例的闸机设备，如图3所示，图3是本申请闸机设备一实施例的结构示意图。本实施例闸机设备(图未标)的主控模块10设有两个第一I/O端口a，红外收发模组30包括红外发射模块33及红外接收模块34，收发总线20包括发射总线21及接收总线22，红外发射模块33设有一第二I/O端口b、一下拉电阻R2及一检测电路31，红外接收模块33设有另一第二I/O端口b、另一下拉电阻R2及另一检测电路31，发射总线21上串接有至少两个分压电阻R1，接收总线22上串接有另外至少两个分压电阻R1，两个第一I/O端口a中的一个通过发射总线21与红外发射模块33对应的分压电阻R1的一端连接，两个第一I/O端口a中的另一个通过接收总线22与红外接收模块34对应的分压电阻R1的一端连接；本实施例闸机设备包括两个上拉电阻R，主控模块10包括两个所述第二检测电路11，每个上拉电阻R的一端接入供电电压VCC，两个上拉电阻R中的另一端与两个第二检测电路11一一对应连接。

本实施例的主控模块10通过发射总线21连接至少两个红外发射模块33，通过接收总线22连接至少两个红外接收模块34，以形成红外发射支路及红外接收支路，其中红外发射支路与红外接收支路的电路结构及工作原理类似，均可以参阅上述实施例，这里不赘述。

红外发射模块33与对应的红外接收模块34可以通过地址信息进行匹配；红外发射模块33与对应的红外接收模块34可以通过红外编码信号进行通信。

具体地，红外发射模块33及红外接收模块34过地址学习确定自身地址信息；红外发射模块33将地址信息进行红外编码并发送，相同地址信息的红外接收模块34通过对红外信息解码并进行地址比对，若地址信息相同则表示本次通信成功，若地址信息不相同或接收超时则表示红外接收异常。当红外接收异常时，该红外接收模块34通过下拉对应的第二I/O端口b预设时长，以实现异常上报，主控模块10的第二检测电路11通过监测接收总线22上的电压变化及时长，以确定异常位置。

红外发射模块33及红外接收模块34能够在开机时通过对应的第一I/O端口a拉低对应的总线电压，以确定自身在该条总线中的唯一地址信息，并实现掉电保存以减小后续开机后的启动时间；红外接收模块34能够正常接收地址信息匹配的红外发送模块33产生的红外信号，并能够过滤非匹配的红外信号。闸机设备启动时能根据地址学习状态确定发生故障的红外收发模组30的位置，红外收发模组30确定发生故障的是红外发射模块33还是红外接收模块34，然后进行对应更换并上电即可；红外收发模组30的数量可以根据产品需求自由增减，只需挂载到对应的总线或从对应的总线中拔除，不要额外进行配置，便于维护与扩展。

本实施例使用红外编码机制及地址匹配机制，实现相同位置的红外发射模块33及红外接收模块34地址配对，有效提升闸机设备的红外抗干扰能力，解决了红外发射模块33及红外接收模块34的对齐问题，降低了闸机设备对安装精度的要求。

由上述分析可知，当首次上电地址学习完成后，后续闸机设备开机只需通过地址查询指令即可启动红外收发模组30；若红外收发模组30检测均正常则无需再次进行地址学习，该过程同时支持监测红外收发模组30在线状态并检出异常红外收发模组30，其初始化流程如图4所示。闸机设备完成上电初始化后，红外发射模块33及红外接收模块34完成地址匹配；匹配后的红外接收模块33能够区分红外信号是否来自配对红外发射模块32，以此完成红外干扰信号的过滤。

具体地，如图4所示，闸机上电后，主控模块10向红外收发模组30发送地址查询指令，若所有红外收发模组30全部应答，则判断检测的地址信息的顺序是否连续；若不是所有红外收发模组30全部应答或者检测的地址信息的顺序不连续，则判断地址学习次数是否大于预设次数，如3次；若地址学习次数小于或者等于预设次数，则进行地址学习，并在此向红外收发模组30发送地址查询指令，若地址学习次数大于预设次数，则判定自检失败，结束本次控制；若检测的地址信息的顺序连续，则控制红外收发模组30进行红外扫描，并判断红外是否无遮挡；若无遮挡，则判定自检通过，结束本次控制；若有遮挡，则报警提示“退出通道”，并持续预设时长，如10s判断是否无遮挡；若有遮挡，则判定自检失败，结束本次控制，若无遮挡，则继续红外扫描。

区别于现有技术，本申请在收发总线上串接分压电阻，并将红外收发模组与分压电阻连接，且利用分压电阻的另一端的电压自动生成红外收发模组的地址信息；因此，本申请能够通过总线分压机制实现收发总线上红外收发模组的地址分配及识别，相较于现有技术中使用拨码开关或扩展I/O端口的方式进行地址分配及识别的方案，本申请能够简化闸机设备的硬件结构，且能够简化安装维护操作及提高其可扩展能力。

进一步地，本申请使用地址学习模式，使得闸机设备能够适配符合相同协议的不同型号或不同厂商的红外收发模组(红外接收模块及红外发射模块)，并实现红外收发模组数量的自由增减，提升系统兼容性和通用性；通过红外收发模组地址匹配，实现红外收发模组通过地址信息对接收到的红外信号进行过滤，提升红外抗干扰能力，降低红外收发模组的对齐要求；通过闸机设备上电初始化过程的地址查询机制，判断问题红外收发模组的地址信息，实现闸机设备开机自检。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。