專利名稱：可編碼紅外線探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可編碼紅外線探測器，特別是適用于防盜報(bào)警使用的探測器。
在現(xiàn)有技術(shù)中，紅外探測器主要由投光器和受光器兩部分構(gòu)成。投光器發(fā)射光束，受光器接收來自投光器的光束，如果受光器接收到光束信息，意味著投光器和受光器之間無侵入物體，處于正常狀態(tài)。而一旦光束受到阻隔，受光器接收不到信號，意味著有物入侵。當(dāng)前通常采用的光束主要是紅外光束，采用的方法是對紅外光束進(jìn)行調(diào)頻，使投光器向受光器發(fā)出一串連續(xù)脈沖紅外光，然后在受光器內(nèi)對這束紅外光進(jìn)行選頻濾波，再驅(qū)動(dòng)相關(guān)電路發(fā)出動(dòng)作。在實(shí)際使用中，現(xiàn)有紅外探測器的頻率資源非常有限。由此常常會出現(xiàn)同類型探測器產(chǎn)品使用同一頻率，造成一只投光器發(fā)出的光束能使所有受光器接收，失去保密性；而且轉(zhuǎn)彎或鄰近使用相同設(shè)備時(shí)，由于光束的傳播特性，投光器相互干擾會造成漏報(bào)，起不到報(bào)警防范目的。
正是為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種可編碼紅外線探測器，在有限的頻率資源下，對選用頻率加載數(shù)字編碼，這樣發(fā)出的光束就是經(jīng)編碼后的一串加載數(shù)字信息的紅外光束，解決了可用頻率重復(fù)的問題。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是，通過受光器的識別判斷，只有在受光器接收到了相應(yīng)的投光器發(fā)出的碼字與其預(yù)置碼字一一對映時(shí)，才確定為安全狀態(tài)，從而消除了鄰近探測器之間由于光束傳播特殊性造成的相互干擾。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的包括投光器和受光器兩部分組成。投光器部分包括相互串聯(lián)的頻率發(fā)生器2和紅外線發(fā)送電路3，還包括與頻率發(fā)生器2相連的發(fā)出編碼信號的數(shù)字編碼電路1，所述編碼信號經(jīng)頻率發(fā)生器2調(diào)頻后，由紅外線發(fā)送電路3傳輸。受光器部分包括相互串聯(lián)的紅外線接收電路4和選頻放大電路5，相互串聯(lián)的延時(shí)執(zhí)行電路7和外圍電路8，還包括連接在選頻放大電路5和延時(shí)執(zhí)行電路7之間的解碼識別電路6。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行說明。


圖1為本實(shí)用新型投光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型受光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型投光器的電路圖；圖4為本實(shí)用新型受光器的電路圖；圖5為本實(shí)用新型受光器中解碼識別電路的工作流程圖；圖6為本實(shí)用新型投光器中振蕩電路的數(shù)字編碼脈沖圖。
參照附圖，通過下面對本實(shí)用新型的詳細(xì)描述，更好地理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)。
參見圖1，投光器部分包括相互串聯(lián)的頻率發(fā)生器2和紅外線發(fā)送電路3，以及與頻率發(fā)生器2相連并發(fā)出編碼信號的數(shù)字編碼電路1，所述編碼信號經(jīng)頻率發(fā)生器2調(diào)頻后，由紅外線發(fā)送電路3傳輸，紅外線發(fā)送電路3包括紅外線發(fā)送功率調(diào)節(jié)控制電路32和受其控制的紅外線發(fā)送器31。受光器部分參見圖2，包括相互串聯(lián)的紅外線接收電路4和選頻放大電路5，相互串聯(lián)的延時(shí)執(zhí)行電路7和外圍電路8，以及連接在選頻放大電路5和延時(shí)執(zhí)行電路7之間的解碼識別電路6。
下面結(jié)合各自具體的電路圖，分別描述上述投光器和受光器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
參見圖3，投光器中數(shù)字編碼電路1由振蕩電路IC1實(shí)現(xiàn)。該電路發(fā)出的數(shù)字編碼脈沖參考圖6，例如某紅外光束的調(diào)制頻率為f，則相鄰兩個(gè)脈沖間隔時(shí)間為T，(T＝1/f)，光束具有一定占空比。若定義編碼方式為連續(xù)的5個(gè)發(fā)光脈沖后跟10個(gè)不發(fā)光脈沖為表示“1”字節(jié)的一個(gè)碼，連續(xù)的10個(gè)發(fā)光脈沖后跟5個(gè)不發(fā)光脈沖為表示“0”字節(jié)的一個(gè)碼。一個(gè)完整的碼字由數(shù)個(gè)按照上述定義的“0”和“1”字節(jié)組成，根據(jù)需要確定相應(yīng)的字節(jié)，從而構(gòu)成數(shù)萬種～數(shù)億種碼字，使得重碼率幾乎為零。頻率發(fā)生器2由調(diào)頻電路IC2實(shí)現(xiàn)。振蕩電路IC1的起振頻率≥400Hz，調(diào)頻電路IC2的頻率為振蕩電路IC1頻率的2倍以上。紅外線發(fā)送電路3包括紅外線發(fā)送器31和紅外線發(fā)送功率調(diào)節(jié)控制電路32，其中紅外線發(fā)送器31由并聯(lián)的第一紅外線發(fā)光管IR1和第二紅外線發(fā)光管IR2組成，紅外線發(fā)送功率調(diào)節(jié)控制電路32由滑動(dòng)變阻器R3構(gòu)成。振蕩電路IC1的第一輸出端與第一三極管T1的基極連接，振蕩電路IC1的第二輸出端經(jīng)開關(guān)K與外電源S1的第一端相連，第一三極管T1的集電極與調(diào)頻電路IC2的第一端和第二三極管T2的基極相連，第二三極管T2的集電極與紅外線發(fā)送電路3的第一端和外電源S1第二端相連，振蕩電路IC1的一個(gè)工作電源端與調(diào)頻電路IC2的第二端，第二三極管T2的集電極，以及電源第二端相連，振蕩電路IC2的另一個(gè)工作電源端與第一三極管T1的發(fā)射極，第二三極管的發(fā)射極以及電源S1的第一端相連。調(diào)頻電路IC2的第二端連接外電源S1的第二端，紅外線發(fā)送電路3的第二端連接同一外電源S1的第一端。工作時(shí)，合上開關(guān)K，振蕩電路IC1發(fā)出圖6所示的數(shù)字編碼信號，先經(jīng)第一三極管T1放大，由于該信號頻率較低，傳輸時(shí)干擾較大，需將該頻率調(diào)制到較高頻率后加載于紅外線光束上發(fā)送。這一調(diào)制過程由調(diào)頻電路IC2實(shí)現(xiàn)，接著第二三極管T2將調(diào)制信號放大后，通過兩個(gè)紅外線發(fā)光管IR1和IR2發(fā)出一串調(diào)制好的編碼信號，滑動(dòng)變阻器R3用來調(diào)節(jié)光的強(qiáng)弱，電源S1采用5～12V的直流電。
這種編碼方法除了可以用振蕩電路實(shí)現(xiàn)之外，還可以用單片機(jī)或其他集成電路組成。碼字及字節(jié)的長度都可自定義。振蕩電路IC1和調(diào)頻電路IC2可以采用80C51單片機(jī)，兩個(gè)三極管T1、T2的型號可以為9013，紅外線發(fā)光管IR1、IR2可以為JIR305的紅外發(fā)光管。
在受光器一側(cè)，參考圖4，紅外線接收電路4由第一紅外線接收管D1和第二紅外線接收管D2的第一端各自與第一電阻R4和第二電阻R5串聯(lián)后相并聯(lián)組成，選頻放大電路5包括第一濾波放大電路IC3和第二濾波放大電路IC4，解碼識別電路6和延時(shí)執(zhí)行電路7分別由電路IC5和電路IC6實(shí)現(xiàn)，第一紅外線接收管D1同第一電阻R4，第二紅外線接收管D2與第二電阻R5的相連點(diǎn)各自分別通過第一濾波放大電路IC3和第二濾波放大電路IC4的輸入端與解碼識別電路IC5的第一和第二輸入端相連，解碼識別電路IC5的輸出端與穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路IC6輸入端相連，穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路IC6的輸出端連接外圍電路8，第一紅外線接收管D1與第一電阻R4，第二紅外線接收管D2與第二電阻R5的兩串聯(lián)支路，解碼識別電路IC5，穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路IC6，第一放大濾波電路IC3和第二放大濾波電路IC4的工作電源端都分別并聯(lián)于一電源S2。穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路IC6與外圍電路8之間連接第三三極管T3，第三三極管T3的集電極和發(fā)射極并聯(lián)于電源S2兩端。外圍電路8可以由繼電器J和二極管D并聯(lián)組成，且并聯(lián)到第三三極管T3的集電極和發(fā)射極兩端。工作時(shí)，第一，第二紅外線接收管D1和D2接收投光器發(fā)出的經(jīng)調(diào)制的編碼紅外線信號，先通過兩個(gè)濾波放大電路IC3和IC4濾去載波，檢出所需的編碼信號，再輸入識別比較電路IC5中完成解碼、比較功能，結(jié)合附圖5，下面對解碼比較過程進(jìn)一步說明。
步驟S1，首先進(jìn)入開始狀態(tài)；步驟S2，當(dāng)受光器工作時(shí)，解碼識別電路IC5處于待命狀態(tài)；步驟S3，濾波放大電路IC3和IC4有選頻信號輸出；步驟S4，進(jìn)行第一次碼字匹配的判斷，第一次碼字匹配判斷是將接受的雙光束信號第一個(gè)碼字采樣周期內(nèi)的碼字與解碼識別電路IC5中預(yù)置碼字相比較，如果不一致，進(jìn)入步驟S6，輸出信號置“0”，接著返回待命狀態(tài)；如果一致，進(jìn)入步驟S5，再進(jìn)行第二次碼字匹配的判斷，將雙光束信號第二個(gè)碼字采樣周期內(nèi)的碼字與解碼識別電路IC5中預(yù)置碼字進(jìn)行比較，如果不一致，轉(zhuǎn)入步驟S6，輸出信號置“0”，回到待命狀態(tài)；如果一致，進(jìn)入步驟S7，輸出信號才置“1”，表示已經(jīng)接收到投光器發(fā)來的信息。接著對第三個(gè)碼字采樣周期內(nèi)的碼字與解碼識別電路IC5中預(yù)置碼字進(jìn)行比較，如果一致，表示探測區(qū)域處于正常狀態(tài)，繼續(xù)步驟S8，進(jìn)行第四個(gè)碼字采樣周期內(nèi)的碼字判斷；如果不一致，表示可能出現(xiàn)異常，對第四個(gè)碼字采樣周期內(nèi)的碼字比較判斷，此時(shí)碼字若與預(yù)置碼字一致，重復(fù)步驟S8對第五個(gè)碼字采樣周期內(nèi)的碼字判斷；如果不一致，進(jìn)入步驟S6，輸出信號置“0”，回到步驟S2的待命狀態(tài)。由此看出，這里是分別對兩束接受光同時(shí)采樣判斷，識別比較電路IC5得到的兩束光組合輸出信號為“0”“0”，“0”“1”和“1”“1”。其含義分別是輸出信號為“0”“0”，表示接收不到雙光束，可能有較大物體入侵，需進(jìn)行報(bào)警；輸出信號為“0”“1”，表示可能是由于昆蟲等小飛蟲阻斷單束光信號造成，此時(shí)毋須報(bào)警；當(dāng)組合輸出信號為“1”“1”時(shí)，表示完整接受到投光器發(fā)出的雙光束，此時(shí)探測區(qū)域無任何異常出現(xiàn)。通過這個(gè)邏輯判斷，識別出兩束光同時(shí)被遮擋的情況。
穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路IC6使識別比較信號具有一定的延時(shí)，然后經(jīng)第三三極管T3信號放大，驅(qū)動(dòng)繼電器J吸合，產(chǎn)生觸點(diǎn)報(bào)警信號，繼而還可以通過其他電路實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。這里的濾波電路IC4，IC5為兩路輸入，旨在確保只有雙光束同時(shí)被遮斷的情況才判定報(bào)警輸出。避免由于昆蟲等小生物阻斷信號造成誤報(bào)。該實(shí)施例中，三極管T3的型號可以為9013，紅外線發(fā)光管IR1、IR2可以是JIR305的紅外發(fā)光管，紅外接收管D1、D2型號可以為PH302，放大濾波電路IC3、IC4型號可以為CX20106。電路IC5和IC6的型號分別為7400和7805，穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路可以是555時(shí)基電路等常規(guī)延時(shí)電路。
對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，在不用進(jìn)行創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，可以將這里提到的一般原理應(yīng)用于其他實(shí)施例。因此，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，而是通過所附權(quán)利要求書的描述加以限定。
權(quán)利要求1.一種投光器，由頻率發(fā)生器(2)和紅外線發(fā)送電路(3)串聯(lián)組成，其特征在于，還包括與頻率發(fā)生器(2)相連的發(fā)出編碼信號的數(shù)字編碼電路(1)，所述編碼信號經(jīng)頻率發(fā)生器(2)調(diào)頻后，由紅外線發(fā)送電路(3)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投光器，其特征在于，所述紅外線發(fā)送電路(3)中，包括與頻率發(fā)生器(2)相連的紅外線發(fā)送器(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投光器，其特征在于，所述紅外線發(fā)送電路(3)中，還包括連接并控制紅外線發(fā)送器(31)功率的紅外線發(fā)送功率調(diào)節(jié)控制電路(32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的投光器，其特征在于，所述數(shù)字編碼電路(1)和頻率發(fā)生器(2)分別由振蕩電路(IC1)和調(diào)頻電路(IC2)實(shí)現(xiàn)，振蕩電路(IC1)的第一輸出端與第一三極管(T1)的基極連接，振蕩電路(IC1)的第二輸出端經(jīng)開關(guān)(K)與外電源(S1)的第一端相連，第一三極管(T1)的集電極與調(diào)頻電路(IC2)的第一端和第二三極管(T2)的基極相連，第二三極管(T2)的集電極與紅外線發(fā)送電路(3)的第一端和外電源(S1)第二端相連，振蕩電路(IC1)的兩工作電源端并聯(lián)在電源(S1)兩端，調(diào)頻電路(IC2)的第二端連接外電源(S1)的第二端，紅外線發(fā)送電路(3)的第二端連接同一外電源(S1)的第一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的投光器，其特征在于，所述紅外線發(fā)送器(31)由兩并聯(lián)的第一紅外線發(fā)光管(IR1)和第二紅外線發(fā)光管(IR2)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的投光器，其特征在于，所述紅外發(fā)送功率調(diào)節(jié)控制電路(32)由滑動(dòng)變阻器(R3)實(shí)現(xiàn)，滑動(dòng)變阻器(R3)連接于第二三極管T2的集電極和紅外線發(fā)送器(31)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的投光器，其特征在于，振蕩電路(IC1)的起振頻率≥400Hz，所述調(diào)頻電路(IC2)的頻率為振蕩電路(IC1)頻率的2倍以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可編碼紅外線探測器，其特征在于，所述電源(S1)可以采用5～12V的直流電。
9.一種受光器，包括兩串聯(lián)的紅外線接收電路(4)和選頻放大電路(5)，以及串聯(lián)的穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(7)和外圍電路(8)，其特征在于，還包括連接在選頻放大電路(5)和延時(shí)執(zhí)行電路(7)之間的解碼識別電路(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的受光器，其特征在于，所述紅外線接收電路(4)包括第一紅外線接收管(D1)和第二紅外線接收管(D2)的第一端各自與第一電阻(R4)和第二電阻(R5)串聯(lián)后相并聯(lián)組成，選頻放大電路(5)包括第一濾波放大電路(IC3)和第二濾波放大電路(IC4)，解碼識別電路(6)和延時(shí)執(zhí)行電路(7)分別由電路(IC5)和電路(IC6)實(shí)現(xiàn)，第一紅外線接收管(D1)同第一電阻(R4)，第二紅外線接收管(D2)與第二電阻(R5)的相連點(diǎn)各自分別通過第一濾波放大電路(IC3)和第二濾波放大電路(IC4)的輸入端與解碼識別電路(IC5)的第一和第二輸入端相連，解碼識別電路(IC5)的輸出端與穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(IC6)輸入端相連，穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(IC6)的輸出端與外圍電路(8)連接，所述第一紅外線接收管(D1)與第一電阻(R4)，第二紅外線接收管(D2)與第二電阻(R5)的兩串聯(lián)支路，解碼識別電路(IC5)，穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(IC6)，第一放大濾波電路(IC3)和第二放大濾波電路(IC4)的兩工作電源端都分別并聯(lián)于一電源(S2)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的受光器，其特征在于，所述穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(IC6)與外圍電路(8)之間設(shè)置第三三極管(T3)，第三三極管(T3)的基極連接穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(IC6)的輸出，集電極連接外圍電路(8)的輸入端，和電源(S2)一端，發(fā)射極連接電源(S2)的另一端。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的受光器，其特征在于，所述外圍電路(8)可以由繼電器(J)和二極管(D)并聯(lián)組成，且并聯(lián)到第三三極管(T3)的集電極和發(fā)射極兩端。
13.一種可編碼紅外線探測器，其特征在于，包括權(quán)利要求1的投光器和權(quán)利要求9的受光器組成。
專利摘要一種可編碼紅外線探測器,由投光器和受光器組成。投光器包括頻率發(fā)生器(2)和紅外線發(fā)送電路(3),以及向頻率發(fā)生器(2)發(fā)出編碼信號的數(shù)字編碼電路(1),所述編碼信號經(jīng)頻率發(fā)生器(2)調(diào)頻后,由紅外線發(fā)送電路(3)傳輸。受光器包括紅外線接收電路(4)、延時(shí)執(zhí)行電路(7)以及外圍電路(8),以及連接于選頻放大電路(5)和延時(shí)執(zhí)行電路(7)之間的解碼識別電路(6)。本實(shí)用新型用編碼方法實(shí)現(xiàn),提高了靈敏度和可靠性,降低漏報(bào)發(fā)生率。
文檔編號G08B13/189GK2470806SQ01210348
公開日2002年1月9日 申請日期2001年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月22日
發(fā)明者湯建華 申請人:上海悅太電子有限公司