紅外聲光多功能電氣控制器的製作方法

2023-04-30 00:53:11 2

專利名稱：紅外聲光多功能電氣控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可由人體紅外、聲音振動及外界光線三類信號聯合觸發的光控晶閘管輸出的多功能控制器。
背景技術：
在節能設備控制及室內報警控制經常用到的檢測傳感器包括紅外熱釋電傳感器 (PIR)、傳聲器(MIC)、雷達(微波)傳感器及光敏傳感器等等。其控制方法是通過上述檢測傳感器檢測人體或其它被控對象移動信號，將該信號濾波放大處理後作為觸發信號用來控制設備和報警器。常用的此類控制器主要有紅外控制開關、聲光控開光、雷達探測模塊、聲光防盜報警器、短路斷路報警器等。目前，此類控制器有以下不足紅外類控制器受環境溫度影響很大，在低溫時容易誤動，而高溫時反應遲鈍；移動方向影響觸發時間和靈敏度；不能在室外使用，因室外的空氣對流可導致控制器誤動。微波類控制器雖然受溫度影響不大，但在不監測區域要採取有效的信號屏蔽措施，在許多工程應用上比較麻煩；微波控制器在天線軸線方向靈敏度高，在其它方向靈敏度相對來說要低得多。聲音類控制器是被動式控制器，需要監測對象有意識地發出聲音或振動信號才能被觸發，使用有一定的局限性。大部分產品採用繼電器輸出形式，繼電器的觸點接通火花容易幹擾控制電路引起控制器誤動或其它故障。

實用新型內容為了克服現有產品技術功能不全面、可靠性不高和工程應用受到制約等缺點，本實用新型提供一種可綜合檢測人體紅外、聲音振動及外界光線信號的多功能控制方法。它可以根據實際需求連接一種或幾種檢測傳感器，採用專門的通用信號濾波放大模塊對弱小信號進行處理，採用微處理器軟體實現自檢、綜合邏輯判斷、異常情況剔除、延時控制等，輸出採用光控晶閘管大大降低了負載接通瞬間對控制器電路部分的幹擾。此外對紅外信號還採取了溫度補償措施，極大地降低了環境溫度變化引起的靈敏度變化。紅外聲光多功能電氣控制器，其是由電源模塊、信號放大模塊、微處理器模塊及輸出驅動模塊組成；信號放大模塊輸入端連接有紅外傳感器和傳聲器並對紅外傳感器和傳聲器拾取的微小人體移動信號和聲音振動信號進行兩級濾波放大，信號放大器輸出端與微處理器模塊輸入端連接，微處理器模塊輸入端還連接有光敏傳感器，並且微處理器模塊輸出端與輸出驅動模塊連接；電源模塊分別與信號放大模塊、紅外傳感器、傳聲器和微處理器模塊連接供電。本實用新型相比現有技術的優點在於由於採用多種傳感器檢測環境信息，具有主動、被動或主被動相結合的工作方式，適用範圍更廣；對紅外信號採用了環境溫度補償設計，提高了在不同氣候環境下控制器探測靈敏度的穩定性；採用微處理器完成控制器初始化、傳感器信號檢測濾波、控制邏輯判別和控制信號輸出，使得控制器的功能更加強大、靈活，可滿足不同用戶的各類需求(只需修改軟體)。
以下結合附圖對本實用新型進一步說明

圖1是紅外聲光多功能控制器系統框圖。圖2是紅外聲光多功能控制器信號放大模塊框圖。圖3是紅外聲光多功能控制器初始化流程圖。圖4是紅外聲光多功能控制器主程序流程圖。
具體實施方式
參照附圖1，紅外聲光多功能電氣控制器，其是由電源模塊、信號放大模塊、微處理器模塊及輸出驅動模塊組成；信號放大模塊輸入端連接有紅外傳感器和傳聲器並對紅外傳感器和傳聲器拾取的微小人體移動信號和聲音振動信號進行兩級濾波放大，信號放大器輸出端與微處理器模塊輸入端連接，微處理器模塊輸入端還連接有光敏傳感器，並且微處理器模塊輸出端與輸出驅動模塊連接；電源模塊分別與信號放大模塊、紅外傳感器、傳聲器和微處理器模塊連接供電。信號放大模塊包括對紅外信號和聲音信號分別進行初級放大的初級濾波放大器和次級反相放大器，在初級濾波放大器和次級反相放大器上連接有信號合成
ο本實用新型採用模塊化結構設計，主要有電源模塊、信號放大模塊、微處理器模塊及輸出驅動模塊。電源模塊為控制器提供直流12V和5V兩種電源，在電路上採用全波整流橋和逐級穩壓元件設計實現。12V是輸出驅動電源，5V為信號放大模塊和微處理器模塊工作電源；信號放大模塊主要對傳感器拾取的微小人體移動信號和聲音振動信號進行兩級濾波放大(見附圖2)，紅外信號有負溫度係數熱敏電阻NTC進行靈敏度補償。設計有用信號頻帶為0. 1 10Hz，紅外信號增益為2500，聲音振動增益為1000 ；微處理器模塊是控制器的控制部分，以51系列微處理器(也就是單片機)為核心，主要實現對人體移動信號、聲音振動信號和環境光強弱信號進行綜合判斷，輸出一定延時時間的控制信號，不同的延時時間和控制功能組合只需更改相應驅動程序和進行相應的通道設置即可；輸出驅動模塊實現對交流負載的驅動功能，由於繼電器觸頭頻繁通斷易產生故障及火花幹擾，所以設計採用光控晶間管，避免了火花幹擾所弓I起的控制器誤動，提高了可靠性。下面具體說明控制器工作過程(1)控制器初始化(參見圖3)上電後控制器進入初始化(參見圖3)，此時控制器輸出有效信號30秒，晶閘管導通，工作指示燈亮。初始化主要是等待微處理的復位和完成輸入輸出埠設定，更重要的是等待傳感器和放大電路因上電衝擊所產生的振蕩趨於穩定，否則會產生錯誤控制信號。初始化完成後，軟體進入主循環程序，控制器處於檢測工作狀態。 (2)控制器循環檢測工作狀態(參見圖4) 首先判斷延時時間計數器值是否為零。
4[0023]如果不為零執行如下操作控制器輸出有效，晶閘管導通，工作指示燈亮，每秒鐘延時時間計數器值減1，然後循環判斷斷延時時間計數器值；如果斷延時時間計數器值為零執行如下操作控制器輸出無效，晶閘管截止，工作指示燈熄滅。接著判斷是否有觸發信號，如果有將斷延時時間計數器值置設定值。接著判斷光敏信號是否超限。如果不超限(例如走廊照明為30LUX)，返回循環開始判斷延時時間計數器值是否為零。如果超限將進入光控子程序，此時改變光敏門限，時光敏控制有一定的閾值，不發生振蕩。進入光控子程序後，控制器輸出無效，晶間管截止，工作指示燈熄滅。直到外界光強度達到設定門限(例如走廊照明為10LUX)，退出光控子程序，返回循環開始判斷延時時間計數器值是否為零。本實用新型一種可由人體紅外、聲音振動及外界光線三類信號聯合觸發的輸出 (光控晶閘管)的多功能控制器，包括下述步驟1)控制器上電後進行自檢，自檢完成後處於待機狀態2)通過紅外熱釋電傳感器檢測人體移動信號；3)通過傳聲器(話筒)檢測人員有意識發出的聲音信號；4)信號放大模塊處理人體移動信號和聲音信號；5)微處理器(裝有專門的軟體)的模擬比較器對信號放大模塊處理過的信號進行比較，確認信號超過預設門限；微處理器還直接接收光敏傳感器輸出的信號；6)微處理器(根據預定需求)循環綜合判斷人體移動信號、聲音振動信號和光敏臺階信號後決定是否輸出具有固定延時時間的控制信號，而不管此時控制信號是否有效。
權利要求1.紅外聲光多功能電氣控制器，其特徵是由電源模塊、信號放大模塊、微處理器模塊及輸出驅動模塊組成；信號放大模塊輸入端連接有紅外傳感器和傳聲器並對紅外傳感器和傳聲器拾取的微小人體移動信號和聲音振動信號進行兩級濾波放大，信號放大器輸出端與微處理器模塊輸入端連接，微處理器模塊輸入端還連接有光敏傳感器，並且微處理器模塊輸出端與輸出驅動模塊連接；電源模塊分別與信號放大模塊、紅外傳感器、傳聲器和微處理器模塊連接供電。
2.根據權利要求1所述的紅外聲光多功能電氣控制器，其特徵是電源模塊在電路上採用全波整流橋和逐級穩壓元件並提供直流12V和5V兩種電源。
3.根據權利要求1或2所述的紅外聲光多功能電氣控制器，其特徵是信號放大模塊包括對紅外信號和聲音信號分別進行初級放大的初級濾波放大器和次級反相放大器，在初級濾波放大器和次級反相放大器上連接有信號合成器。
4.根據權利要求3所述的紅外聲光多功能電氣控制器，其特徵是輸出驅動模塊採用光控晶閘管。
專利摘要本實用新型屬於電氣控制技術領域的紅外聲光多功能電氣控制器，其由電源模塊、信號放大模塊、微處理器模塊及輸出驅動模塊組成；信號放大模塊輸入端連接有紅外傳感器和傳聲器並對紅外傳感器和傳聲器拾取的微小人體移動信號和聲音振動信號進行兩級濾波放大，信號放大器輸出端與微處理器模塊輸入端連接，微處理器模塊輸入端還連接有光敏傳感器，並且微處理器模塊輸出端與輸出驅動模塊連接；電源模塊分別與信號放大模塊、紅外傳感器、傳聲器和微處理器模塊連接供電。由於採用多種傳感器檢測環境信息，具有主動、被動或主被動相結合的工作方式，適用範圍更廣；採用微處理器完成控制器初始化、傳感器信號檢測濾波、控制邏輯判別和控制信號輸出，使得控制器的功能更加強大、靈活，可滿足不同用戶的各類需求。
文檔編號G05B19/04GK202041799SQ20112004286
公開日2011年11月16日 申請日期2011年2月22日 優先權日2011年2月22日
發明者李小文, 楊振宇, 胡小紅, 陳昂 申請人:寶雞鳳祥機電工程有限公司