光纖智能地毯的製作方法

2023-07-20 22:09:11 2

專利名稱：光纖智能地毯的製作方法
技術領域：
一種光纖智能地毯是將普通地毯智能化，使之具有迎賓問候和防盜報警等功能。
眾所周知，現有的地毯儘管是採用不同的材質、花色製成，但只能作為一種裝飾物來美化室內外環境或防滑、隔涼保暖，其用途單一。
本實用新型的目的是提供一種新型地毯，使傳統地毯與現代高新技術有機結合起來，拓寬了其應用範圍，它可對客人(顧客)到訪、竊賊入侵做出智能化反應，發出迎賓、送客用語或報警信息。
本實用新型的構成包括普通地毯[1]、襯底層[2]、光纖微彎器[3]、光纖[4]、光電轉換盒[5]、屏蔽電纜[6]、控制箱[7]。其中光纖微彎器[3]是由底盤[14]、環形臺[15]、中心柱形臺[16]、光纖嵌入槽[17]組成。光纖嵌入槽[17]是在環形臺[15]和中心柱形臺[16]上加工出的通道，用以布置光纖[4]。其設計原則是確保嵌入其中的光纖[4]與之有多點接觸，在外界壓力(如人腳踏壓力)的作用下產生預期的微小彎曲，致使導模轉變為洩漏模，即光纖中傳輸的光能發生變化。光纖微彎器[3]和光纖[4]在襯底層[2]上的布設方法有多種，但其基本原則是以無論人腳落至何處至少能踏上一個光纖微彎器[3]為原則且串聯使用。光電轉換盒[5]內裝有光電轉換模塊，它將被外界壓力調製的光信號轉換為電量的中斷觸發信號，並進行信號調理，以滿足後續處理電路對信號的要求(TTL電平)。控制箱[7]的面板上裝有揚聲器[8]、電源開關[9]、按鍵[10]、液晶顯示屏[11]、擴展功能信號輸出接口[12]、雙音頻電話線接口[13]；內部裝有單片機控制與驅動模塊和語音電話自動撥打模塊。在地毯主人通過控制箱[7]面板上的按鍵[10]完成設定工作模式(為老弱病殘者開燈、迎賓或報警)、設定和調整靈敏度(即所感受的外界最小壓力)、預置電話號碼等操作後，單片機將對前向中斷觸發信號做優先級判斷並產生驅動多種開關、聲頻、視頻設備和自動撥打語音電話的電平經擴展功能的信號輸出接口[12]和雙音頻電話線接口[13]輸出給後向設備如有源音響、警鈴、警燈、錄象設備以及電話、手機、傳呼的臺站等，從而實現迎賓、報警和記錄現場等多種功能。液晶顯示屏[11]用於實時的顯示系統的工作狀態，監視鍵盤輸入，也可查詢系統響應的中斷源的通道號。


圖1光纖智能地毯結構示意圖圖2光纖微彎器結構示意圖圖3光纖和光纖微彎器布設陣列示意圖圖4光纖智能地毯的系統原理框圖圖5光電轉換模塊電原理圖圖6單片機控制與驅動模塊電原理圖圖7語音電話自動撥打模塊電原理圖下面是本實用新型的最佳實施例。
本實用新型的構成包括普通地毯[1]、襯底層[2]、光纖微彎器[3]、光纖[4]、光電轉換盒[5]、屏蔽電纜[6]、控制箱[7]，如
圖1所示。地毯[1]的尺寸和形狀不限，襯底層[2]略小於地毯[1]。光電轉換盒[5]內裝有光電轉換模塊，如圖5所示。控制箱[7]的面板上裝有揚聲器[8]、電源開關[9]、按鍵[10]、液晶顯示屏[11]、擴展功能信號輸出接口[12]、雙音頻電話線接口[13]，如
圖1所示；控制箱[7]內部裝有單片機控制與驅動模塊(如圖6所示)和語音電話自動撥打模塊(如圖7所示)。光纖微彎器[3](如圖2所示)由底盤[14]、環形臺[15]、中心柱形臺[16]、光纖嵌入槽[17]組成，其中前三者起支撐作用，後者用於埋設光纖[4]。圖3中的(a)、(b)、(c)示出了襯底層[2]上光纖微彎器[3]的三種可能布置方法和光纖[4]的走向。圖4示出了光纖智能地毯系統工作的原理框圖。來自地毯傳感器[18](光纖微彎器[3]和光纖[4]總稱)的光信號經光電轉換、放大線路[19]和觸發信號的識別與處理線路[20]進入單片機[21]，單片機[21]可由鍵盤[23]人為設定其工作模式、觸發閾值(即靈敏度)、預置電話號碼，並可通過液晶顯示線路[22]顯示，單片機[21]發出的控制信號可傳輸給存儲器[24]或通過接口線路[25]、[26]、[27]傳輸給外圍設備如開關、聲頻、視頻設備和有線、無線電話、傳呼臺等。圖5所示的光電轉換模塊電原理圖中的放大器[28]、跟隨器[29]可採用單運放OP07、ICL7650、雙運放LF353及其可替代產品；比較器[30]採用集成單比較器LM311、雙比較器LM393及其同類可替代產品；穩壓二極體的穩壓範圍為3.5～5V。圖6所示的單片機控制與驅動模塊電原理圖中的單片機控制器[31]採用AT89C51，亦可採用MCS-51系列中的可替換晶片；E2PROM[32]可採用AT24C04；串行撥號晶片[33]可採用PCD3312；LCD液晶顯示模塊[34]採用HD44780；中斷觸發信號的前向接口晶片[35]採用74LS148，可一次處理4個觸發中斷源；驅動音頻、視頻設備的後向接口晶片[36]可採用74LS138。圖7所示的語音電話自動撥打模塊的電原理圖中的語音存儲晶片[37]採用HY420；雙音頻接口晶片[38]採用TEA1062，用光耦作為信號隔離，實現雙音頻電話的回音檢測。控制箱[7]的面板上布置有4×4=16個按鍵，其中數字鍵10個，工作模式選擇鍵、中斷源查詢鍵、確認鍵、錄音開始鍵、錄音播放鍵、擴展功能鍵各1個，分別用來設定工作模式、設定靈敏度、輸入或更改電話號碼、事後中斷源查詢、控制語音晶片的錄入和播放。地毯主人打開控制箱[7]上的電源開關[9]，按動工作模式選擇鍵即可選擇工作模式和設定靈敏度，其中數字鍵1為迎賓工作模式，數字鍵2為自動電話撥打模式，數字鍵3為電話號碼預置模式，數字鍵0為靈敏度設定。
本實用新型採用光纖[4]和光纖微彎器[3]作為傳感器，不僅造價低廉，更重要的是使用安全方便，本質上阻燃防爆，克服了電類傳感器在線使用過程中容易產生火花導致火災的潛在危險，可廣泛用於服務行業、工礦企業、銀行保險、國家機關或家庭。
權利要求1．一種光纖智能地毯，其特徵在於它包括普通地毯[1]、襯底層[2]、光纖微彎器[3]、光纖[4]、光電轉換盒[5]、屏蔽電纜[6]、控制箱[7]；襯底層[2]上布有光纖微彎器[3]組成的陣列，並用光纖[4]將其串聯起來，光纖[4]兩端與光電轉換盒[5]相連，光電轉換盒[5]通過屏蔽電纜[6]與控制箱[7]相連。
2．如權利要求1所述的光纖智能地毯，其特徵在於光纖微彎器[3]和光纖[4]作為壓覺傳感器；光纖微彎器[3]是由底盤[14]、環形臺[15]、中心柱形臺[16]和光纖嵌入槽[17]組成，可採用多種方式在襯底層[2]上均勻排列，其原則是人腳所落之處至少踏上一個光纖微彎器[3]；光纖[4]嵌入光纖嵌入槽[17]內將若干個光纖微彎器[3]串聯起來。
3．如權利要求1所述的光纖智能地毯，其特徵在於光電轉換盒[5]內裝有光電轉換模塊，它採用單運放OP07、ICL7650、雙運放LF353或其同類可替代產品作為放大器[28]和跟隨器[29]；單比較器LM311、雙比較器LM393或其同類可替代產品作為比較器[30]。
4．如權利要求1所述的光纖智能地毯，其特徵在於控制箱[7]的面板上裝有揚聲器[8]、電源開關[9]、按鍵[10](4×4=16個)、液晶顯示屏[11]、擴展功能的信號輸出接口[12]和雙音頻電話線接口[13]；控制箱[7]內裝有單片機控制與驅動模塊和語音電話自動撥打模塊，其中單片機控制器[31]採用AT89C51或MCS-51系列中的可替代晶片，E2PROM[32]採用AT24C04，串行撥號晶片[33]採用PCD3312,LCD液晶顯示模塊[34]採用HD44780，中斷觸發信號的前向接口晶片[35]採用74LS148，驅動音頻、視頻設備的後向接口晶片[36]採用74LS138，語言存貯晶片[37]採用HY420，雙音頻接口晶片[38]採用TEA1062。
專利摘要光纖智能地毯是一種具有迎賓服務和防盜報警功能的智能化地毯。它是在普通地毯下方鋪設一塊布有若干光纖微彎器和光纖的襯底,用以感受外界壓力,經光電轉換和信號處理後可開啟電燈、驅動音頻、視頻設備或通過電話線自動撥打110、行動電話或BP機報警。可廣泛用於各種服務行業、國家機關、企事業單位或家庭。
文檔編號A47G27/00GK2460004SQ0025453
公開日2001年11月21日 申請日期2000年9月19日 優先權日2000年9月19日
發明者苑立波, 梁藝軍, 楊軍, 劉志海, 王宏波, 陳元 申請人:哈爾濱工程大學