專利名稱：繼電器配合光電耦合器檢查電極的踩踏式報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種踩踏式防盜報(bào)警裝置，特別是一種能夠自動(dòng)檢查行、列電極狀態(tài)的踩踏式報(bào)警器。
背景技術(shù)：
“防寵物踩踏式報(bào)警器及其測(cè)量區(qū)域長(zhǎng)度區(qū)分腳型的方法”(申請(qǐng)?zhí)?2010102285110，申請(qǐng)公布號(hào):CN 102339512 A，申請(qǐng)公布日:2012.02.01)公布了一種踩踏式報(bào)警器，它通過單片機(jī)檢測(cè)行電極與列電極發(fā)生接觸的情況，區(qū)分人的踩踏與小動(dòng)物的踩踏，對(duì)人的踩踏予以警告。但是，一旦電極發(fā)生斷線或相鄰電極出現(xiàn)粘連就會(huì)影響工作效率，特別是，除了開集電極輸出結(jié)構(gòu)以外，其它的串入并出電路可能會(huì)受到相鄰行電極粘連引發(fā)的不利后果。
發(fā)明內(nèi)容為了克服“防寵物踩踏式報(bào)警器及其測(cè)量區(qū)域長(zhǎng)度區(qū)分腳型的方法”所述踩踏式報(bào)警裝置的兩個(gè)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種繼電器配合光電耦合器檢查電極的踩踏式報(bào)警器，它具備自動(dòng)檢查電極狀態(tài)的能力，包括能夠檢測(cè)行電極或列電極發(fā)生斷線、同一組電極存在相鄰電極粘連兩類故障，也能檢測(cè)行電極與列電極發(fā)生的交叉粘連情形，此外，相鄰行電極粘連不會(huì)損壞相關(guān)電路。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:它包括列電極組、行電極組、單片機(jī)系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進(jìn)電路、兩個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路、兩個(gè)光電耦合器、音樂電路以及電源；其中，列電極組和行電極組分別由一個(gè)長(zhǎng)方形框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，每一組電極由彼此獨(dú)立、間距均勻、裸露的導(dǎo)線組成，兩組導(dǎo)線排列的方向相互垂直；單片機(jī)系統(tǒng)包括一塊單片機(jī)及其晶振電路和上電復(fù)位電路、程序存儲(chǔ)器以及隨機(jī)存儲(chǔ)器，單片機(jī)的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，電源供電本裝置的各部分電路；串入并出電路由74HC164級(jí)聯(lián)組成:第一塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.2，其最高位輸出端QH連接到第二塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A，第二塊74HC164的最高位輸出端QH連接到第三塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A，依次類推，全部74HC164的清零端與信號(hào)串行輸入端B都連接到電源的正極，全部74HC164的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.3，每一塊74HC164有8位并行輸出端，全部74HC164的并行輸出端一起依序構(gòu)成串入并出電路的并行輸出端；并入串進(jìn)電路由74HC165級(jí)聯(lián)組成:最后一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到前一塊74HC165的信號(hào)串行輸入端DS，依次類推，第一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到單片機(jī)的輸入口線Pl.5，全部74HC165的并入數(shù)據(jù)裝載控制端/PL都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.6，全部74HC165的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.7，全部74HC165的時(shí)鐘使能輸入端/CE都連接到電源的負(fù)極，全部74HC165的所有并行輸入端一起依序構(gòu)成并入串進(jìn)電路的并行輸入端。兩個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路的控制端各自連接到單片機(jī)的一根輸出口線；列電極組電極各自連接一個(gè)下拉電阻，它們的一端依序連接到并入串進(jìn)電路的各個(gè)并行輸入端，它們的另一端按照排列的奇、偶順序分別連接到一個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路的各個(gè)輸出端；行電極組電極的一端各自經(jīng)過一個(gè)隔離二極管依序連接到串入并出電路的各個(gè)并行輸出端，它們的另一端各自連接到一個(gè)隔離二極管的正極，這些隔離二極管的負(fù)極按照行電極的奇、偶排列順序分別并聯(lián)起來，這兩個(gè)并聯(lián)點(diǎn)各自經(jīng)過一個(gè)限流電阻連接到一個(gè)光電耦合器的正輸入端，這兩個(gè)光電耦合器的負(fù)輸入端都接電源負(fù)極，這兩個(gè)光電耦合器的集電極輸出端都接電源正極，它倆的發(fā)射極輸出端與單片機(jī)的一根輸入口線以及一個(gè)下拉電阻并聯(lián)。兩個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路的結(jié)構(gòu)相同，各自由一個(gè)三極管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)下拉電阻、一組隔離二極管和一個(gè)電磁鐵及其續(xù)流二極管組成；其中，基極電阻的一端構(gòu)成該繼電器及其激勵(lì)電路的控制端，基極電阻的另一端與三極管的基極以及一個(gè)下拉電阻并聯(lián)，電源與繼電器的線圈、三極管的集電極及其發(fā)射極構(gòu)成串聯(lián)回路，續(xù)流二極管采取與三極管集電極電流流向相反的方式并聯(lián)在繼電器線圈的兩端；每個(gè)繼電器的受控開關(guān)的一端連接到電源正極，該繼電器受控開關(guān)的另一端與一組隔離二極管的正極并聯(lián)，這組隔離二極管的數(shù)目對(duì)應(yīng)列電極組電極數(shù)目的一半，它們的負(fù)極構(gòu)成繼電器及其激勵(lì)電路的各個(gè)輸出端。當(dāng)一個(gè)繼電器未受激勵(lì)的時(shí)候，其受控開關(guān)處于斷開狀態(tài)，對(duì)應(yīng)連接的一組列電極上由于下拉電阻而呈現(xiàn)低電平。當(dāng)一個(gè)繼電器發(fā)生動(dòng)作的時(shí)候，其受控開關(guān)閉合，電源正極通過該受控開關(guān)以及一組隔離二極管而導(dǎo)致與其連接著的一組列電極表現(xiàn)出高電平。如果單片機(jī)操作兩個(gè)繼電器先后發(fā)生動(dòng)作，則列電極上的電平高、低交錯(cuò)出現(xiàn)，通過并入串進(jìn)電路可以檢測(cè)分析出列電極是否發(fā)生斷線，是否出現(xiàn)相鄰粘連，這時(shí)，并入串進(jìn)電路的輸入信號(hào)并非高低交錯(cuò)，而是出現(xiàn)連續(xù)的低電平或連續(xù)的高電平，此信號(hào)輸入的順序指示著故障部位。平時(shí),行電極處于低電平，光電稱合器的輸入二極管截止，其兩個(gè)輸出端也處于截止?fàn)顟B(tài)，該光電耦合器的發(fā)射極輸出端由于有下拉電阻而呈現(xiàn)低電平。行電極出現(xiàn)高電平的時(shí)候，連接著的光電耦合器的輸入二極管導(dǎo)通而發(fā)光，其兩個(gè)輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)，該光電耦合器的發(fā)射極輸出端由低電平變成高電平。當(dāng)奇數(shù)組行電極與偶數(shù)組行電極上的電平高、低交錯(cuò)出現(xiàn)的時(shí)候，與兩個(gè)光電耦合器的發(fā)射極輸出端連接著的單片機(jī)的兩根輸入口線應(yīng)當(dāng)檢測(cè)到高、低電平，并且該高、低電平也交替出現(xiàn)；如果發(fā)生行電極斷線，檢測(cè)到的是兩個(gè)低電平；如果發(fā)生行電極粘連，檢測(cè)到的是兩個(gè)高電平。故障部位對(duì)應(yīng)著串入并出電路輸出高電平的順序。由于串入并出電路與行電極之間存在隔離二極管，因此，相鄰行電極出現(xiàn)粘連，這兩根行電極上的電平不會(huì)反向影響串入并出電路的輸出口電路。加上每根行電極的另一端與兩個(gè)光電耦合器之間都連接有另一組隔離二極管，行電極之間的電平也不會(huì)直接相互影響。正常的掃描檢測(cè)工作就可以檢測(cè)行電極與列電極是否發(fā)生交叉粘連。本實(shí)用新型的有益效果是:根據(jù)踩踏式報(bào)警器電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，運(yùn)用市售的2個(gè)小型繼電器把高電平分別引入奇、偶兩組列電極，以兩個(gè)光電耦合器把串入并出電路的各個(gè)輸出端分別與奇、偶兩組行電極以及單片機(jī)的兩根輸入口線構(gòu)成兩條檢查信號(hào)通路，使得“踩踏式”系列報(bào)警裝置能夠自動(dòng)檢查行、列電極的狀態(tài)；同時(shí)，行電極的兩端都串入了隔離二極管，使得行電極不能夠反向作用于串入并出電路；技術(shù)新穎可行，便于制作，適用于行、列電極需要電氣隔離的場(chǎng)合。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步具體說明本實(shí)用新型。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是兩個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路之一的電路原理圖。圖中，1.單片機(jī)系統(tǒng)，2.串入并出電路，3.并入串進(jìn)電路，41.奇數(shù)組行電極，42.偶數(shù)組行電極，51.奇數(shù)組列電極，52.偶數(shù)組列電極，81.光電耦合器，82.光電耦合器，91.繼電器及其激勵(lì)電路，92.繼電器及其激勵(lì)電路，93.兩個(gè)繼電器之一。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1中，單片機(jī)(I)的P3.7用于激勵(lì)音樂電路，以便發(fā)聲報(bào)警，根據(jù)需要采用發(fā)聲器件及其驅(qū)動(dòng)電路。串入并出電路(2)用74HC164級(jí)聯(lián)組成，并入串進(jìn)電路(3)用74HC165級(jí)聯(lián)組成，74HC164與74HC165的數(shù)目分別對(duì)應(yīng)著行電極(41)與行電極(42)、列電極(51)與列電極(52)的數(shù)量。還可以選用其它的集成電路實(shí)現(xiàn)相同的串行移位輸入、輸出功能。單片機(jī)(I)的有關(guān)口線可以根據(jù)情況另行安排。光電耦合器(81)與光電耦合器(82)選用小型、低功耗、小電流的即可。圖2表示繼電器及其激勵(lì)電路(91)、繼電器及其激勵(lì)電路(92)的電路原理，其中的兩個(gè)繼電器(93)選用小型、低功耗的，工作電壓采用DC5V的直流穩(wěn)壓電源供電，配置
0.01uF、0.1uF與470uF的濾波電容。圖2中的一組二極管用于隔離各個(gè)列電極，以便進(jìn)行正常的掃描檢測(cè)程序，以檢查行電極與列電極是否發(fā)生接觸或出現(xiàn)交叉粘連，此處不再詳述。
權(quán)利要求1.一種繼電器配合光電耦合器檢查電極的踩踏式報(bào)警器，它包括列電極組、行電極組、單片機(jī)系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進(jìn)電路、音樂電路以及電源，其特征是:它還包括兩個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路以及兩個(gè)光電耦合器；其中，列電極組和行電極組分別由一個(gè)長(zhǎng)方形框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，每一組電極彼此獨(dú)立、間距均勻、裸露，兩組電極排列的方向相互垂直；單片機(jī)系統(tǒng)包括一塊單片機(jī)及其晶振電路和上電復(fù)位電路、程序存儲(chǔ)器以及隨機(jī)存儲(chǔ)器，單片機(jī)的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，電源供電本裝置的各部分電路；串入并出電路由74HC164級(jí)聯(lián)組成:第一塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.2，其最高位輸出端QH連接到第二塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A，第二塊74HC164的最高位輸出端QH連接到第三塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A，依次類推，全部74HC164的清零端與信號(hào)串行輸入端B都連接到電源的正極，全部74HC164的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.3，全部74HC164的并行輸出端一起依序構(gòu)成串入并出電路的并行輸出端；并入串進(jìn)電路由74HC165級(jí)聯(lián)組成:最后一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到前一塊74HC165的信號(hào)串行輸入端DS，依次類推，第一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到單片機(jī)的輸入口線Pl.5，全部74HC165的并入數(shù)據(jù)裝載控制端/PL都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.6，全部74HC165的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.7，全部74HC165的時(shí)鐘使能輸入端/CE都連接到電源的負(fù)極，全部74HC165的所有并行輸入端一起依序構(gòu)成并入串進(jìn)電路的并行輸入端；兩個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路的控制端各自連接到單片機(jī)的一根輸出口線；列電極組電極各自連接一個(gè)下拉電阻，它們的一端依序連接到并入串進(jìn)電路的各個(gè)并行輸入端，它們的另一端按照排列的奇、偶順序分別連接到一個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路的各個(gè)輸出端；行電極組電極的一端各自經(jīng)過一個(gè)隔離二極管依序連接到串入并出電路的各個(gè)并行輸出端，它們的另一端各自連接到一個(gè)隔離二極管的正極，這些隔離二極管的負(fù)極按照行電極的奇、偶排列順序分別并聯(lián)起來，這兩個(gè)并聯(lián)點(diǎn)各自經(jīng)過一個(gè)限流電阻連接到一個(gè)光電耦合器的正輸入端，這兩個(gè)光電耦合器的負(fù)輸入端都接電源負(fù)極，這兩個(gè)光電耦合器的集電極輸出端都接電源正極，它倆的發(fā)射極輸出端與單片機(jī)的一根輸入口線以及一個(gè)下拉電阻并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繼電器配合光電耦合器檢查電極的踩踏式報(bào)警器，其特征是:兩個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路的結(jié)構(gòu)相同，各自由一個(gè)三極管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)下拉電阻、一組隔離二極管和一個(gè)電磁鐵及其續(xù)流二極管組成；其中，基極電阻的一端構(gòu)成該繼電器及其激勵(lì)電路的控制端，基極電阻的另一端與三極管的基極以及一個(gè)下拉電阻并聯(lián)，電源與繼電器的線圈、三極管的集電極及其發(fā)射極構(gòu)成串聯(lián)回路，續(xù)流二極管采取與三極管集電極電流流向相反的方式并聯(lián)在繼電器線圈的兩端；每個(gè)繼電器的受控開關(guān)的一端連接到電源正極，該繼電器受控開關(guān)的另一端與一組隔離二極管的正極并聯(lián)，這組隔離二極管的數(shù)目對(duì)應(yīng)列電極組電極數(shù)目的一半，它們的負(fù)極構(gòu)成該繼電器及其激勵(lì)電路的各個(gè)輸出端。
專利摘要繼電器配合光電耦合器檢查電極的踩踏式報(bào)警器是一種能夠檢查電極狀態(tài)且電極粘連不影響電路的踩踏式報(bào)警器。其中，列電極各自連接一個(gè)下拉電阻，按順序分成奇、偶兩組，依序連接到并入串進(jìn)電路的各個(gè)并行輸入端；兩個(gè)繼電器及其激勵(lì)電路受單片機(jī)的一根口線控制；每個(gè)繼電器受控開關(guān)的一端連接到電源正極，另一端經(jīng)過一組二極管與一組列電極的空余端對(duì)應(yīng)連接；行電極的一端各自經(jīng)過一個(gè)二極管依序連接到串入并出電路的各個(gè)并行輸出端，另一端分別經(jīng)過一個(gè)二極管后按奇、偶順序并聯(lián)，兩并聯(lián)點(diǎn)再分別經(jīng)過一個(gè)電阻連接到一個(gè)光電耦合器的正輸入端；兩個(gè)光電耦合器的發(fā)射極輸出端各自連接單片機(jī)的一根口線。用于電極需要電氣隔離場(chǎng)合的防盜報(bào)警。
文檔編號(hào)G08B29/06GK203055052SQ20132001474
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者曾藝 申請(qǐng)人:王西偉