防寵物觸摸踩踏式報警器的製作方法

2023-04-27 07:37:56

專利名稱：防寵物觸摸踩踏式報警器的製作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及安防電子技術領域，特別是涉及一種踩踏式的防盜報警裝置。
背景技術：
最近提交國家知識產權局專利局審查的發明專利「防寵物踩踏式報警器及其區分 人與小動物踩踏的方法」解決了踩踏式報警器受到小動物踩踏時引發的誤報警問題，在受 到人的踩踏的時候會發出聲的警報，經濟實用。但是，該發明專利尚未考慮通過人手的拿放 而被移出警戒區域的情形。

實用新型內容本實用新型專利的目的是提供一種防寵物觸摸踩踏式報警器，它能區分人與小動 物的踩踏，在受到人的踩踏或被人體觸摸的時候發出報警聲，可以被放置在通道上實施防 盜報警。本實用新型實現其目的所採用的技術方案是，它由一個長方形框架、電池組、最小 單片機系統、串入並出電路、併入串進電路、音樂電路以及觸摸觸發電路組成；其中，長方形 框架的上部和底部各有一組電極，分別稱之為列電極組和行電極組，每一組電極由72根裸 露的金屬導線組成，這些導線彼此獨立，間距均勻，列電極組和行電極組的導線排列的方向 相互垂直，分別依序連接到所述併入串進電路的並行輸入端和所述串入並出電路的並行輸 出端，最小單片機系統的輸出口線P3. 7連接到音樂電路的輸入端，其埠線/INT1\P3. 3連 接到觸摸觸發電路的輸出端，電池組為本實用新型提供工作電源。所述長方形框架的上部和底部的兩組電極由框架的兩側絕緣隔離並支撐著，長方 形框架的四側的外表面及其底部都包裹著一層導電材料，該導電材料連接到觸摸觸發電路 的輸入端，它們與兩組電極中的導線之間有一層絕緣材料，長方形框架上部的外面包裹著 一層絕緣材料。所述串入並出電路由9塊74HC164級聯組成，其中，第一塊74HC164的信號串行輸 入端A連接到最小單片機系統的輸出埠 Pl. 2，其最高位輸出端QH連接到第二塊的信號串 行輸入端A，第二塊的最高位輸出端QH連接到第三塊的信號串行輸入端A，依次類推，共產 生8 (位/塊)X 9塊=72位的信號並行輸出端；9塊74HC164的清零端與信號串行輸入端B 都連接到電源的正極，它們的時鐘信號輸入端都連接到最小單片機系統的輸出埠 Pl. 3。所述併入串進電路由9塊74HC165級聯組成，其中，最後一塊74HC165的併入串 出信號端QH連接到前一塊的信號串行輸入端DS，依次類推，共產生8 (位/塊)X9塊= 72位的信號並行輸入端，其中的每一位信號並行輸入端分別連接一個下拉電阻到電源的負 端，第一塊74HC165的併入串出信號端QH連接到最小單片機系統的輸出埠 Pl. 5，這9塊 74HC165的併入數據裝載控制端/PL都連接到最小單片機系統的輸出埠 Pl. 6，它們的時 鍾信號輸入端都連接到最小單片機系統的輸出埠 Pl. 7，它們的另一個信號串行輸入端/
3CE都連接到電源的正極。所述音樂電路包括一塊音樂集成電路、音樂集成電路的觸發電路和一個揚聲器； 其中，音樂集成電路的觸發電路是由一個NPN三極體及其基極電阻、集電極電阻組成的單 級放大電路，所述基極電阻的一端接三極體的基極，它的另一端構成音樂電路的輸入端，該 三極體的集電極分別連接到集電極電阻和音樂集成電路的觸發輸入端，其發射極接到電池 組的負極，集電極電阻的另一端接電池組的正極，揚聲器的兩端分別接到音樂集成電路的 輸出端與電池組的正極。所述觸摸觸發電路包括一個結型場效應管、一個三極體、一個開關二極體、一個電 位器和一個電阻；其中，結型場效應管的柵極和三極體的集電極分別構成觸摸觸發電路的 輸入端和輸出端，場效應管的漏極分別連接到電位器和開關二極體的陽極，開關二極體的 負極接到三極體的基極，三極體的集電極連接電阻，所述電阻和電位器的另一端都接到電 池組的正極，場效應管的源極和三極體的發射極都接到電池組的負極。本實用新型專利的優點是，能夠區分人與小動物的踩踏，只有在受到人的踩踏時 才發出悅耳的報警音樂，並能警報人體的觸摸或拿放。
下面對照附圖進一步具體說明本實用新型專利。圖1是本實用新型專利的幾何結構示意圖。圖2是最小單片機系統的原理圖。圖3是串入並出電路的原理圖。圖4是併入串進電路的原理圖。圖5是音樂電路的原理圖。圖6是觸摸觸發電路的原理圖。圖中，1.長方形框架，11.長方形框架1的側面(寬)，12.長方形框架1的側面 (長)，13.長方形框架1底板上的(行)電極組，14.位於長方形框架的上部的(列)電極 組，20.單片機，21.-29. 74HC164，31.-39. 74HC165，71.音樂集成電路。
具體實施方式
本實用新型專利包括一個長方形框架(1)、電池組、最小單片機系統、串入並出 電路、併入串進電路、音樂電路以及觸摸觸發電路。長方形框架(1)如圖1所示，其上部和底部各有一組電極(14)和(13)，每一組電 極由72根裸露的金屬導線組成，這些導線彼此獨立、間距均勻，兩組電極(14)和(13)的導 線排列的方向相互垂直，由框架⑴的兩側(11)或(12)絕緣隔離並支撐著。框架⑴的 四側(11)、(12)的外表面及其底部都包裹著一層導電材料，該導電材料連接到觸摸觸發電 路的輸入端，它們與兩組電極中的導線之間有一層絕緣材料，長方形框架(1)上部的外面 也包裹著一層絕緣材料。最小單片機系統如圖2所示，包括上電復位電路和時鐘電路，其輸入/輸出埠線 /INT1\P3. 3連接到觸摸觸發電路的輸出端。所述串入並出電路如圖3所示，由九塊8位串入並出移位寄存器74HC164(21)-(29)級聯組成，其72個輸出端QA, QB, QC, QD, QE,......分別依次連接到長
方形框架(1)的底部的行電極組(13)中的每根金屬導線。所述併入串進電路如圖4所示，由九塊8位併入串出移位寄存器
74HC165(31)-(39)級聯組成，其72個輸出端A，B，C，D，E，......分別依次連接到長方形框
架(1)的上部的列電極組(14)中的每根金屬導線。這72個輸出端A，B，C，D，E，......的
每一個還分別連接一個 30ΚΩ的下拉電阻到電源的負端，因為簡潔緣故，圖4中並沒有全 部畫出這些下拉電阻。所述音樂電路如圖5所示。當最小單片機系統的埠線P3. 7發生從低到高的電 平跳變，三極體T7的集電極的電平便會從高變到低，觸發音樂集成電路(71)動作，進而驅 動揚聲器播放優美的音樂。音樂集成電路(71)可以根據喜愛的音樂選用，最好選取本身具 有三極體功率輸出級的，以便直接驅動揚聲器發聲，例如HL-878。如果音樂集成電路(71) 的觸發信號為上跳變有效，例如KD9300系列音樂片，需要把所述(共發射極)單級放大電 路改為共集電極放大電路把集電極電阻R72串聯在三極體T7的發射極與電源負極之間， T7的集電極直接接到電源正極，其發射極接到KD9300系列音樂片的觸發輸入端。也可以把 揚聲器取代集電極電阻R72，從而省去音樂集成電路(71)，這時，可以編制發聲程序驅動揚 聲器發出預定的報警聲音。所述觸摸觸發電路如圖6所示，其中，結型場效應管T21的柵極和三極體T22的 集電極分別構成觸摸觸發電路的輸入端和輸出端。平時，結型場效應管T21的柵極懸空， 其漏極與源極相導通，為低電平，開關二極體D2與三極體T22均處於截止狀態，三極體T22 的集電極與其發射極斷開，處於高電平狀態。一旦人體接觸長方形框架(1)的四側(13)和
(12)或其上部或底部的外表面的導電材料，感應電荷導致結型場效應管T21的漏極與源極 間的溝道被夾斷，T21的漏極的電位升高，使得開關二極體D2與三極體T22先後導通，三極 管T22的集電極的電平由高變到低，該信號通過輸入/輸出埠線/INT1\P3. 3引發單片機 (20)進入中斷響應子程序，藉助埠線P3. 7促使音樂電路動作，其中的揚聲器發聲。調節 電位器R21可以改變觸摸觸發電路的感應動作靈敏度。最小單片機系統採用了最近提交審查的發明專利申請「防寵物踩踏式報警器及其 區分人與小動物踩踏的方法」所述的「區分人與小動物踩踏程序」，裝載在單片機(20)片 內Flash程序存儲器中，其核心是分析長方形框架(1)被踩踏時其底部和上部的兩組電極
(13)和(14)相接觸的導線的數目，籍此分析被踩踏區域的面積的大小，因為人的踩踏包括 人踮著腳尖踩踏的面積明顯地大於狗、貓、雞或老鼠穿行時踩踏的面積。如果長方形框架
(1)被踩踏時其底部和上部的兩組電極(13)和(14)相接觸的導線的數目大於某一個預定 的數，例如3，據此判斷為人的踩踏。採用中斷響應方式監控觸摸觸發電路需要在單片機
(2)的初始化程序中初始化中斷允許控制寄存器IE、中斷優先級控制寄存器IP和定時器控 制寄存器TCON中的外部中斷請求信號觸發方式控制位ITl ；也可以採用查詢方式監控觸摸 觸發電路。需要合理設置同組電極中的導線的數目及其間距，例如設置有8(位/塊)X9塊 =72根導線，間距為1.0cm，據此確定長方形框架(1)的長或寬，該尺寸應當大於一個成人 的一個大的跨步。所述列或行電極組所包含的導線的數目及其相應的串入並出、併入串出 移位寄存器的數目可以根據「區分人與小動物踩踏」之檢測原理進行增加或減少。也可以並用兩塊或兩塊以上的本實用新型裝置以增大警戒區域。 本實用 新型專利所述最小單片機系統的輸出或輸入埠線可以根據實際情形加 以改換。
權利要求一種防寵物觸摸踩踏式報警器，其特徵在於，它由一個長方形框架、電池組、最小單片機系統、串入並出電路、併入串進電路、音樂電路以及觸摸觸發電路組成；其中，長方形框架的上部和底部各有一組電極，分別稱之為列電極組和行電極組，每一組電極由72根裸露的金屬導線組成，這些導線彼此獨立，間距均勻，列電極組和行電極組的導線排列的方向相互垂直，分別依序連接到所述併入串進電路的並行輸入端和所述串入並出電路的並行輸出端，最小單片機系統的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，其埠線/INT1\P3.3連接到觸摸觸發電路的輸出端，電池組為本實用新型提供工作電源。
2.根據權利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報警器，其特徵在於，所述長方形框架的 上部和底部的兩組電極由框架的兩側絕緣隔離並支撐著，長方形框架的四側的外表面及其 底部都包裹著一層導電材料，該導電材料連接到觸摸觸發電路的輸入端，它們與兩組電極 中的導線之間有一層絕緣材料，長方形框架上部的外面包裹著一層絕緣材料。
3.根據權利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報警器，其特徵在於，所述串入並出電路 由9塊74HC164級聯組成，其中，第一塊74HC164的信號串行輸入端A連接到最小單片機系 統的輸出埠 Pl. 2，其最高位輸出端QH連接到第二塊的信號串行輸入端A，第二塊的最高 位輸出端QH連接到第三塊的信號串行輸入端A，依次類推，共產生8 (位/塊)X 9塊=72 位的信號並行輸出端；9塊74HC164的清零端與信號串行輸入端B都連接到電源的正極，它 們的時鐘信號輸入端都連接到最小單片機系統的輸出埠 Pl. 3。
4.根據權利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報警器，其特徵在於，所述併入串進電路 由9塊74HC165級聯組成，其中，最後一塊74HC165的併入串出信號端QH連接到前一塊的 信號串行輸入端DS，依次類推，共產生8 (位/塊)X 9塊=72位的信號並行輸入端，其中的 每一位信號並行輸入端分別連接一個下拉電阻到電源的負端，第一塊74HC165的併入串出 信號端QH連接到最小單片機系統的輸出埠 Pl. 5，這9塊74HC165的併入數據裝載控制端 /PL都連接到最小單片機系統的輸出埠 Pl. 6，它們的時鐘信號輸入端都連接到最小單片 機系統的輸出埠 Pl. 7，它們的另一個信號串行輸入端/CE都連接到電源的正極。
5.根據權利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報警器，其特徵在於，所述音樂電路包括 一塊音樂集成電路、音樂集成電路的觸發電路和一個揚聲器；其中，音樂集成電路的觸發電 路是由一個NPN三極體及其基極電阻、集電極電阻組成的單級放大電路，所述基極電阻的 一端接三極體的基極，它的另一端構成音樂電路的輸入端，該三極體的集電極分別連接到 集電極電阻和音樂集成電路的觸發輸入端，其發射極接到電池組的負極，集電極電阻的另 一端接電池組的正極，揚聲器的兩端分別接到音樂集成電路的輸出端與電池組的正極。
6.根據權利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報警器，其特徵在於，所述觸摸觸發電路 包括一個結型場效應管、一個三極體、一個開關二極體、一個電位器和一個電阻；其中，結型 場效應管的柵極和三極體的集電極分別構成觸摸觸發電路的輸入端和輸出端，場效應管的 漏極分別連接到電位器和開關二極體的陽極，開關二極體的負極接到三極體的基極，三極 管的集電極連接電阻，所述電阻和電位器的另一端都接到電池組的正極，場效應管的源極 和三極體的發射極都接到電池組的負極。
專利摘要一種防寵物觸摸踩踏式報警器，由一個長方形框架、電池組、最小單片機系統、串入並出電路、併入串進電路、音樂電路以及觸摸觸發電路組成。其中，長方形框架的上部和底部各有一組電極，各包括72根裸露、獨立、間距均勻的金屬導線，這兩組電極的導線排列的方向相互垂直，分別依序連接到併入串進電路的並行輸入端和串入並出電路的並行輸出端；長方形框架的四側的外表面及其底部都包裹著一層導電材料，該導電材料連接到觸摸觸發電路的輸入端，長方形框架上部的外面包裹著一層絕緣材料。最小單片機系統的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，其埠線/INT1\P3.3連接到觸摸觸發電路的輸出端。本實用新型能夠區分人與小動物的踩踏，可以警報人的踩踏和人體的觸摸。
文檔編號G08B13/10GK201741223SQ201020223848
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者曾藝 申請人:重慶工商大學