CN101441451B - 厘米段微波传感器控制系统 - Google Patents
厘米段微波传感器控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101441451B CN101441451B CN 200810220054 CN200810220054A CN101441451B CN 101441451 B CN101441451 B CN 101441451B CN 200810220054 CN200810220054 CN 200810220054 CN 200810220054 A CN200810220054 A CN 200810220054A CN 101441451 B CN101441451 B CN 101441451B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chip
- circuit
- microwave
- pin
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 33
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 14
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 101001081555 Homo sapiens Plasma protease C1 inhibitor Proteins 0.000 claims description 8
- 102100027637 Plasma protease C1 inhibitor Human genes 0.000 claims description 8
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 7
- DIDLWIPCWUSYPF-UHFFFAOYSA-N microcystin-LR Natural products COC(Cc1ccccc1)C(C)C=C(/C)C=CC2NC(=O)C(NC(CCCNC(=N)N)C(=O)O)NC(=O)C(C)C(NC(=O)C(NC(CC(C)C)C(=O)O)NC(=O)C(C)NC(=O)C(=C)N(C)C(=O)CCC(NC(=O)C2C)C(=O)O)C(=O)O DIDLWIPCWUSYPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 16
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 101150061050 CIN1 gene Proteins 0.000 description 1
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 235000014987 copper Nutrition 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本发明公开了一种厘米段微波传感器控制技术，其硬件部分由微波感应模版、多普勒信号前置放大器、单片机控制电路、模拟比较器，电源供压控制DC-DC变换器及新型光耦继电器等组成，其控制软件用美国微芯公司的MPLAB集成开发环境编缉的源程序文件，简明扼要，Flash存写存贮器可在线编程，擦写修改简便，抗扰度极好；电源电压范围宽、稳定性高、灵敏度好、探测范围宽盲区小、寿命长、造型别致，而且具有自查/自检排除故障、免维护、可靠性高等特点，已成功的应用于国内外自动门和防盗、报警等行业，可广泛用于自动灯、卫浴感应、物料探测计数、倒车雷达、测距测速等工业品及遥感技术领域，具有广泛的市场潜力和发展前景。
Description
技术领域
本发明专利属于微波传感技术领域，特别是频率3～30GHZ的厘米频段的微波传感电磁波，用单片机的微电子技术对其感应反射回馈的微波信号进行硬件和软件的量化控制与处理的全套新技术。
背景技术
微波是指频率在300MHZ～300GHZ范围内特高频电磁波，其波长在0.1cm～100cm之间，工作频率多选择在S-波段，X-波段，K-波段等。微波电磁波具有直线传播特征，绕射和穿透传播信号非常微弱，而反射回馈的电磁波信号又非常强，人类利用微波反射回波信号强这一特征，发明了微波雷达和微波通讯地远距离测距测速的遥感等项技术。
随着微波电子技术应用发展，特别是单片机(MCU)芯片控制功能日臻完善，将微波微弱的反射信号，即用著明的多普勒效应(Doppler effect)特性原理，即微波发射与接收的微带天线校核的馈源信号，进行选频/放大/整形等电路处理后，由单片机对接收到的馈源量微波反射感应量能信号进行分析计算比较，以发出相应的控制动作。即若是自动门微波传感器，人体靠近门体即发出开门信号；若是防盗微波传感器，发出报警信号，即达到传感和探测的物理功效。
微波传感器控制装置是一种通用技术，厘米波段的微波频率是3～30GHZ，波长1cm～10cm范围的电磁波。厘米波段的微波对物件反射敏感度高，频率又宽，不易受环境温度、阳光、灯光、雨雾等的干扰。可广泛用于工业、交通等行业中，如自动灯、卫浴感应、物料探测计数、倒车雷达等产品。
微波传感器控制装置是一种通用技术，但是，用单片机控制微波传感器的控制电路和编制程序软件以及装置系统的稳定性与可靠性、抗干扰性、环境适应性等仍是行业内需要大力探索和拓展的长远之路。因为微波技术的专业化知识性强，深入了解难度大，检测设备仪器多而复杂、价格高、投资大、技术上又相互保密，所以各自设计的软硬件均不同，而本发明正是针对这一领域的技术良莠不齐的情况，开发设计的全套新技术。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种性能稳定、可靠性高、抗干扰性强、使用范围广、环境适应性强的厘米段微波传感器控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种厘米段微波传感器控制系统，其特征在于其硬件部分由微波感应模版、多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路、单片机芯片、模拟比较器与灵敏度调节电路及输出控制执行机构组成；所述微波感应模版通过多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路接单片机芯片的C1IN+引脚，模拟比较器与灵敏度调节电路接单片机芯片的C1IN-引脚，工作状态指示电路接单片机芯片的C1OUT引脚，输出控制执行机构接单片机芯片的GP4引脚；电源供压控制DC-DC变换器及新型光耦继电器构成的输出控制执行机构组成。它采用用美国微芯公司(MICROTCHIP)的单片机PIC12F510芯片硬软件控制技术及其相关联的外围驱动放大电路构成。
所述单片机芯片VDD引脚接+5V电源，为滤除电源上的杂波干扰，所述+5V电源与VDD引脚的连接线通过滤波电容C16接地构成滤波回路；单片机PIC12F510芯片MCLR引脚通过上拉电阻R19接电源+5V，所述上拉电阻R19与MCLR引脚的连接线通过滤波电容C16接地构成“上电自动置复位”电路。
所述外围电路包括为系统提供工作电源的电源控制DC-DC变换电路、模拟比较器与灵敏度调节电路、工作状态指示电路、微波感应模版、多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路和输出控制执行机构；所述微波感应信号通过多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路接单片机PIC12F510芯片的C1IN+引脚，模拟比较器与灵敏度调节电路接单片机芯片的C1IN-引脚，工作状态指示电路接单片机芯片的C1OUT引脚，输出控制执行机构接单片机芯片的GP4引脚；所述多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路与单片机芯片C1IN+引脚的连接线通过下拉电阻R18接地，所述下拉电阻R18并联有滤波电容C17；所述输出控制执行机构包括光耦继电器或电磁继电器和NPN型开关三极管T1，光耦继电器正输入端通过限流电阻R21接电源，光耦继电器或电磁继电器光耦二极管负端接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极接地，基极通过电阻R20接单片机芯片的GP4引脚；所述电源控制DC-DC变换电路包括依次连接的交直流共用电路、双极型线性集成变换模块MC34063和三端稳压器78L05；所述比较器与灵敏度调节电路包括实芯电位器W1，实芯电位器W1有三个抽头，中心抽头与左抽头短路接在电阻R5与C7、C8端口，该端口也是单片机芯片的模拟量C1IN-的输入引脚，电位器W1的右抽头端通过电阻R6接地。其中，该端口C7、C8电容接地，为模拟电路滤波器。三端稳压器78L05输出口的电容C5、C6接地，组成电源滤波回路。所述工作状态指示电路，包括发绿色光二极管LED1和红色光二极管LED2，所述绿光LED1的正极通过电阻R7接三端稳压器78L05的输出端，负极接地；红光LED2正极通过电阻R8接单片机芯片的C1OUT引脚，负极接地。
本发明的有益效果是：
1、美国微芯公司(MICROTCHIP)的单片机PIC12F510芯片，工作电压2.0V-5.5V，高灌/拉流能力，可直接驱动发光管LED，芯片内部振荡频率结构，节省硬件，使单片机外围电路简单。
2、编程在MPLAB集成开发环境用WINDOW为平台的应用软件，编缉源文件可用MPLAB汇编语言或MPLAB-C语言。本项控制源文件采用汇编语言编制。
3、厘米波段的微波频率是3～30GHZ，波长1cm～10cm范围的电磁波。厘米波段的微波对物件反射敏感高，频率又宽，不易受环境温度、阳光、灯光、雨雾等的干扰。厘米波段的微波感应模版制做工艺技术在不断提高，体积也愈来愈小，本发明的厘米段微波传感器控制装置固定在一个椭圆型ABS塑料壳体内，造型美观别致。
4、本发明厘米段微波传感器控制系统功效强、抗扰度极好、稳定性高、灵敏度好，可广泛用于自动门、防盗、自动灯、卫浴感应、物料探测计数、倒车雷达等工业及交通领域，尤其是用在自动门或防盗场所，其探测范围宽，盲区(指微波装置近距离垂直区域)几乎为零，传感响应速度快捷等特点。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的电路原理示意图；
图2是本发明实施的电路原理示意图；
图3是本发明的软件程序控制流程图。
其中：1、为微波感应模版；
2、为多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路；
3、为输出控制执行机构电路；
4、为模拟比较器与灵敏度调节电路；
5、为工作状态指示电路；
6、为电源控制DC-DC变换电路；
7、为单片机控制电路。
具体实施方式
参照图1、图2，一种厘米段微波传感器控制系统，由微波感应模版1、多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路2、单片机控制电路7、模拟比较器与灵敏度调节电路4，电源供压控制DC-DC变换器6及新型光耦继电器构成的输出控制执行机构3组成它采用单片机技术，该单片机为美国微芯公司的8脚PIC12F510芯片，单片机芯片VDD引脚接+5V电源，为滤除电源上的杂波干扰，所述+5V电源与VDD引脚的连接线通过滤波电容C16接地构成滤波回路；单片机PIC12F510芯片MCLR引脚通过上拉电阻R19接电源+5V，所述上拉电阻R19与MCLR引脚的连接线通过滤波电容C16接地构成“上电自动置复位”电路。
美国微芯公司单片机芯片PIC12F510芯片主要参数如下：
1、8脚8位闪存单片机；
2、33条单字节指令(12位宽)；
3、10个特殊功能寄存器；
4、高灌/拉流能力可直接驱动LED发光二极管；
5、配有比较器模块转换功能；
6、低功耗高速闪存数据保存时间＞40年；
7、宽工作电压：2.0v-5.5v；
8、程序存储器：1K字数 RAM：38字节数；
9、Flash存写存贮器可在线编成，擦写修改简便；
将微型计算机的存储/运算/甄别/记忆等功能缩制在一块IC芯片里以实现各种功能，被称为单片机。随着微电子技术的发展，单片机控制外围接口硬件电路愈来愈简单，而单片机内部控制功能则愈来愈复杂多样化，使控制对象实体化、实用化和智能化，单片机控制电路是本发明装置的核心部分。单片机有多种不同机型和种类的选择，本发明选用单片机PIC12F510的最大特点是：该芯片配有专用比较器模块转换功能，有此功能可大大减少外围硬件和软件组合的难度，使软件简明化。本发明人首次验证用PIC型系列芯片控制微波器装置，效果和功能以及抗扰度均很好。
本发明的外围电路包括为系统提供工作电源的电源控制DC-DC变换电路6、比较器与灵敏度调节电路4、工作状态指示电路5、微波感应模版1、多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路2和输出控制执行机构3；所述微波感应模版1通过多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路2接单片机芯片的C1IN+引脚，模拟比较器与灵敏度调节电路4接单片机芯片的C1IN-引脚，工作状态指示电路5接单片机芯片的C1OUT引脚，输出控制执行机构3接单片机芯片的GP4引脚。
本发明的微波感应模版选用3-30GHZ的频段电磁波均可。该微波感应模版的左右为四片蝶型排布的薄铜片，右边是微波发射天线块，左边是微波的反射回波接受块，中间是产生小功率微波馈源波导谐振的腔体控制部分，由耿式振荡器，混频和耿式二极管在低压电场下的负阻效应，产生厘米段信号谐振波，通过天线发射出去，反射回馈的多普勒信号调理波很微弱，须后级进行多级放大整形处理。微波感应模版亦称为平面微带多普勒雷达(12GHZ)，性能较好的称波导谐振多普勒雷达(24GHZ)。
微波感应模板的工作机理是多普勒效应，它是对动态物体(活体)的检测。由微波感应模版产生馈源电磁波与目标物相对运行所引起的频率改变。似同站在火车站月台上，听车笛鸣声是最好的多普勒效应体验，当火车迎你而来，车笛声尖厉刺耳，既频率变化急促而且快，亦称频率高；火车离你而远去，车笛声渐弱沉闷，亦称频率低。多普勒可解释为：当人体迎着微波感应模版的馈源而来，馈源的调理波会压缩(频率升高)，而远离微波模版，则频率会变低直到消失。光学中又把这种变化称为蓝移(频高)和红移(频低)。
我们知道微波感应模版在发射调理信号的同时还要接收反射回波信号，并将两者相混频产生一个新的低频信号称曰：多普勒信号，其频率又称为多普勒频率，其发射频率(ft)和反射频率(fr)与多普勒频率关系如下：
多普勒频率＝|发射频率-反射频率|＝|ft-fr|
多普勒信号＝发射微波信号+反射回波信号
所述多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路与单片机芯片C1IN+引脚的连接线通过下拉电阻R18接地，所述下拉电阻R18并联有滤波电容C17。当微波感应模版检测到多普勒信号(即低频信号)则判定为移动目标存在。微波传感模块输出的多普勒信号非常弱，需要放大数千倍才能做后续处理，所以本级电路用运算放大LM358进行放大，然后通过整形电路处理后送入下一级单片机控制电路端口，对采样的微波回馈信号进入分析比较和数据处理等。
厘米段微波传感器输出控制执行机构有多种方式。但通常用于后续自动化执行机构，要求与前控传感器(即微波传感器)的电源电压必须隔断分离，通常称无源信号或开关量输出，同时，输出信号要迅速快捷、无干扰等，而无源开关量输出，通常用光电或电磁隔离法做输出执行机构。本发明的输出控制执行机构包括光耦继电器(或电磁继电器)和NPN型开关三极管T1，光耦继电器(或电磁继电器)的正端通过限流电阻R21接电源，光耦二极管的负端接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极接地，基极通过电阻R20接单片机芯片的GP4引脚。
做为输出控制执行机构的光耦继电器，日本OKITA公司新推出的产品AB45S型光耦合继电器是最佳选择，但其成本高是电磁继电器的十几倍价钱。光耦继电器国内至今还没有厂家生产出成品来，经多次试验，我们发明了一种新型耦合传感器，类同光耦合继电器的功效，但成本只是类似产品的十分之一，而且控制电路简单，外触发响应速度快，使原用于自动门上的微波传感器触点寿命20万次提升到无限长。在防盗设备上，因其响应速度快，速报率高，受到国内外行业的普通认同和欢迎。
所述电源控制DC-DC电源变换电路包括依次连接的交直流共用电路、双极型线性集成电源变换模块MC34063和三端稳压器78L05。本发明技术涉及到的厘米段微波传感器可在交流和直流12-24V宽范围电压下工作，要求体积小，输出电流大，有两组供压电源：DC 9V和DC 5V。
首先，交直流共用电路采用四只整流管D1-D4四只IN4002整流管和滤波电容C1组成，该整流电路对直流电压而言只有不足1伏的压降，工作方式均不受影响。而对交流电压而言，则四只整流管D1-D4就是一组全桥整流器将交流变成直流，再经C1电解电容滤波成直流电压输出。
微波控制器需两组直流电压：DC9V和DC5V。通常，最简单的办法是采用三端稳压器7809和7805稳压芯片；但是，本装置要求要在AC/DC12-24V电压范围内均适用，当使用电压24V时，三端稳压器7809芯片极易发热，增大十几平方毫米的铝散热板仍然发热发烫，而且耗能达几十毫安，其原因是24V时压差太大，另外，微波控制器受感应后需要较大的驱动电流才能使谐调波正常工作。
本发明选用美国摩托罗拉的MC34063芯片尽管外围电路元件变多了，但供源稳定，不发热，很好的解决了芯片发热难题，工作电流亦只有10mA左右。
MC34063芯片是一种用于直流(DC)-直流(DC)电源变换集成块，为8脚双列直插式，其极性反转效率65％；升降压效率最高达80％以上，能在3.040V低输入电压下工作。
本发明的电源控制DC-DC变换电路工作原理如下：
整流后的直流电压，经限流电阻R1和电阻R3到MC34063芯片的第1、6、7、8管脚端口。形成电流检测/电压比较的输入口，以便自动调节电压电流。本电路的关键点是瓷介电容C3和电阻R3、电阻R4调压电阻。当输出电压经电阻R3、电阻R4反馈到MC34063芯片的第5脚输入端口，当压降≤0.3V时，电容C3自动对MC34063芯片的3(CT)脚定时电容快速充电，充电时间减小，使MC34063芯片的第2脚开关三极管的导通时间减小，使输出电压提升，达到稳压目的。
二极管D5是肖特基二极管；电感线圈L1在100mH左右均可，调电阻R3可调整输出电压的高低。
所述比较器与灵敏度调节电路包括实芯电位器W1和分压电阻R6及限流电阻R5、滤波电容C7、电容C8组成。所述实芯电位器W1有三个抽头，中心抽头与左抽头短路接在电阻R5与电容C7、电容C8端口，该端口也是单片机芯片的模拟量C1IN-的输入引脚，电位器W1的另一抽头通过电阻R6接地。其中，该端口电C7、电容C8电容接地，为模拟电路滤波器。
厘米段微波传感器接到和发射微波信号的量能值均用单片机内部根椐采样到的微波量能自动分析、比较、判别与计算。但当使用者根椐不同场所，微波量能距离、物体反射强度等不同需要变化调节时，就不方便了。设计本组的分压电阻R5、R6和电位器W1，滤波电容C7、C8就解决了此难题，当微波感应距离需增大，可调小电位器W1的电阻值，使电阻R5与电芯电位器W1分压电阻的比率加大，输入到单片机芯片的第6脚压降变小，即反映到微波输入端口单片机模拟比较器与灵敏度调节电路脚上成为微波反射的微量变化，亦能驱动执行机构，相当于提升了微波感应灵敏度，加长了感应距离范围，反之已然。电容C7、C8构成模拟比较器滤波回路。
工作状态指示电路，包括发绿色光二极管LED1和红色光二极管LED2，所述绿光LED1的正极通过电阻R7接三端稳压器78L05的输出端，负极接地；红光LED2正极通过电阻R8接单片机芯片的C1OUT引脚，负极接地。
美国微芯公司的所有单片机系列机，均在MPLAB集成开发环境用WINDOW为平台的应用软件，编缉源文件可用MPLAB汇编语言或MPLAB-C语言，本项控制源文件采用汇编语言编制。本软件主要是比较器模块的确定与择选的参量，各参数设定正常，只要读取微波量(多普勒雷达回射差量)和外部灵敏度(电芯电位器设定)信号，进行量化比较甄别/数据处理分析后发出控制执行命令，推动光耦继电器或电磁继电器去执行相应功能，例触发报警声响，开启自动门或物件计数等执行机构。
参照图3，当有微波回馈感应信号到单片机芯片第7脚(CIN1+)时，其多普勒雷达信号与单片机芯片的第6脚(C1IN-)比较器/灵敏度调节电路的硬件设定信号同时加入单片机比较器模块端口(C1IN+、C1IN-)，由软件进入数据计算/甄别/记忆/比较分析处理，由单片机芯片的第3脚(GP4)输出控制执行机构。
电阻R18和电容C17构成单片机芯片管脚(7)微波信号输入偏置电路。电阻R19和电阻C18构成“上电自动置零复位”电路，使单片机受控的微波器开机首先复位，并自动进入初始化状态。
本发明的工作状态指示灯用单管双色(红、绿)发光二极管LED。在没有收到微波信号时，发光二极管LED1通过限流电阻R7发绿色光。当有微波反射回波信号时，单片机芯片的第5脚输出高电平，使LED2发红色光。即形成无感应时，绿灯亮；有微波感应信号时，红灯亮的工作状态指示。
从软件流程框图中可看出选用PIC系列单片机，在具有专用比较器模块特征结构芯片中，不仅外围电路结构简单，而且内部汇编语言编制程序也非常简明，这是单片机软硬件相互替补弥合的发展方向。但要求程序设计研发技术人员要熟悉单片机内部硬件结构，单片机各种专用控制(例如：比较器、数/模转换器、定时计数器等)寄存器与中断系统的关系，以及累加器、缓冲寄存器的相互配合的“开启”与“关闭”的关系，倘有某位配合不合谐，就会使程序“跑飞”不知从何查起。所以新的单片机编程系统，对编程员要求素质更高，知识面要更广。
本发明的全套硬、软件控制均由发明人自己创新研制成功，软件简明扼要，电源电压范围宽。用新发明的光耦合继电器，成本低、外触发响应速度快捷，寿命比现流行的同类微波传感器长，而且自检/自查排除故障/免维护/可靠性极高，已成功的应用于国内外自动门和防盗、报警等行业。
厘米波段的微波频率是3～30GHZ，波长1cm～10cm范围的电磁波。厘米波段的微波对物件反射敏感高，频率又宽，不易受环境温度、阳光、灯光、雨雾等的干扰，厘米波段的微波感应模版体积愈来愈小，本发明的厘米段微波传感器控制装置固定在一个椭圆型ABS塑料壳体内，造型美观别致。
本发明厘米段微波传感器控制系统功效强，其控制软件用美国微芯公司的MPLAB集成开发环境编缉的源程序文件，简明扼要，Flash存写存贮器可在线编程，擦写修改简便，抗扰度极好，电源电压范围宽、稳定性高、灵敏度好、探测范围宽盲区小、寿命长、造型别致，而且具有自查、自检排除故障、免维护、可靠性高等特点，已成功的应用于国内外自动门和防盗、报警等行业，可广泛用于自动灯、卫浴感应、物料探测计数、倒车雷达、测距测速等工业品及遥感技术领域，具有广泛的市场潜力和发展前景。
Claims (1)
1.一种厘米段微波传感器控制系统，其特征在于其硬件部分由微波感应模版、多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路、单片机PIC12F510芯片、模拟比较器与灵敏度调节电路及输出控制执行机构组成；所述微波感应模版通过多普勒信号微波检测/前置放大/整形电路接单片机PIC12F510芯片的C1IN+引脚，模拟比较器与灵敏度调节电路接单片机PIC12F510芯片的C1IN-引脚，工作状态指示电路接单片机PIC12F510芯片的C1OUT引脚，输出控制执行机构接单片机PIC12F510芯片的GP4引脚；
所述单片机PIC12F510芯片 VDD引脚接+5V电源，为滤除电源上的杂波干扰，所述+5V电源与VDD引脚的连接线通过滤波电容C16接地构成滤波回路；单片机PIC12F510芯片MCLR引脚通过上拉电阻R19接电源 +5V，所述上拉电阻R19与MCLR引脚的连接线通过滤波电容C16接地构成“上电自动置复位”电路；
所述单片机PIC12F510芯片C1IN+引脚经电阻R18和电容C17构成的微波信号输入偏置电路接地，应用芯片内部振荡频率结构，省了外部硬件电路元件，使单片机外围电路简单；
所述输出控制执行机构包括光耦继电器或电磁继电器和NPN型开关三极管T1，光耦继电器正输入端通过限流电阻R21接电源+9V，光耦继电器或电磁继电器光耦二极管负端接三极管T1的集电极，三极管的发射极接地，基极通过电阻R20接单片机芯片的GP4引脚端口；
电源控制DC—DC变换电路包括依次连接的交直流共用电路、双极型线性集成变换模块MC34063和三端稳压器78L05，三端稳压器78L05的输出端通过由并联的电容C5、电容C6组成电源滤波电路接地；
所述模拟比较器与灵敏度调节电路包括一实芯电位器W1，所述实芯电位器W1的三个抽头，中心抽头与左抽头短路接在电阻R5与电容C7、电容C8端口，所述电阻R5与电容C7、电容C8端口也是单片机PIC12F510芯片的模拟量C1IN-的输入引脚，电位器W1的右抽头通过电阻R6接地，所述电阻R5与电容C7、电容C8端口端口通过电容C7、电容C8构成的模拟比较电路滤波器接地；
其控制软件是在美国微芯公司的MPLAB集成开发环境下用汇编语言编写的，它采用比较器、数模转换器、定时计数器设定参量，读取微波量和外部模拟量信号，进行量化比较/计算/甄别数据分析处理后，发出控制执行命令推动光耦继电器或电磁继电器去执行相应功能机构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200810220054 CN101441451B (zh) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | 厘米段微波传感器控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200810220054 CN101441451B (zh) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | 厘米段微波传感器控制系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101441451A CN101441451A (zh) | 2009-05-27 |
| CN101441451B true CN101441451B (zh) | 2013-04-24 |
Family
ID=40725914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200810220054 Expired - Fee Related CN101441451B (zh) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | 厘米段微波传感器控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101441451B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103927899B (zh) * | 2014-04-28 | 2019-02-01 | 深圳市凯立德科技股份有限公司 | 一种探测测速设备的方法及探测装置 |
| DE102014209723A1 (de) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Robert Bosch Gmbh | Bestimmung eines Indikators für eine Erblindung eines Radarsensors |
| CN106127992A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-11-16 | 柳州永旺科技有限公司 | 一种果园防盗装置 |
| CN107802241A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-03-16 | 苏州切思特电子有限公司 | 一种人体检测系统 |
| CN111600567B (zh) * | 2020-05-27 | 2023-04-07 | 达仁智能科技(佛山)有限公司 | 一种微波传感器的滤波方法及滤波电路 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2373843Y (zh) * | 1998-07-15 | 2000-04-12 | 张吉申 | 一种防盗防进入监测器用传感器 |
| WO2006136525A1 (de) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur erhöhung der genauigkeit eines dopplerradarsensors |
| CN101282266A (zh) * | 2008-03-05 | 2008-10-08 | 中科院嘉兴中心微系统所分中心 | 一种智能防入侵微波雷达无线传感器网络 |
-
2008
- 2008-12-16 CN CN 200810220054 patent/CN101441451B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2373843Y (zh) * | 1998-07-15 | 2000-04-12 | 张吉申 | 一种防盗防进入监测器用传感器 |
| WO2006136525A1 (de) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur erhöhung der genauigkeit eines dopplerradarsensors |
| CN101282266A (zh) * | 2008-03-05 | 2008-10-08 | 中科院嘉兴中心微系统所分中心 | 一种智能防入侵微波雷达无线传感器网络 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101441451A (zh) | 2009-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101441451B (zh) | 厘米段微波传感器控制系统 | |
| CN205861893U (zh) | 一种气象探测雷达的收发系统检测设备 | |
| CN104770347B (zh) | 一种便携式智能型虫情测报系统 | |
| CN207966171U (zh) | 一种基于Zigbee的智能燃气表及无线抄表系统 | |
| CN204512633U (zh) | 一种多普勒自动水龙头开关装置 | |
| CN109270580A (zh) | 一种可充电、灵敏度可调节的、高灵敏度手持金属探测器 | |
| CN108362349A (zh) | 一种智能电子水表 | |
| CN209495739U (zh) | Nb-iot超声水表 | |
| CN105429307B (zh) | 无线信号能量收集方法、无线传感器唤醒方法及其装置 | |
| CN204241577U (zh) | 可穿戴式电磁波辐射检测装置 | |
| CN202720509U (zh) | 物联网智能温室大棚监控终端 | |
| CN206523756U (zh) | 一种基于普通门锁的开合智能监控大规模管理系统 | |
| CN205431375U (zh) | 一种基于射频ic卡的节水灌溉控制系统 | |
| CN109061653A (zh) | 一种基于无人机的高度测量装置及方法 | |
| CN204679152U (zh) | 一种无线数据通讯式车辆超声波油量探测器 | |
| CN209751570U (zh) | 一种智能导盲拐杖 | |
| CN208521002U (zh) | 一种用于管理勾臂车垃圾箱的识别系统 | |
| CN203084942U (zh) | 一种基于Zigbee的停车场管理系统 | |
| CN203849608U (zh) | 一种鸡舍监控系统 | |
| CN202713717U (zh) | 一种主从式遥控调光灯 | |
| CN111524366A (zh) | 一种车检器及共享停车装置 | |
| CN202870974U (zh) | 基于单片机的新型ic卡天然气表 | |
| CN208257861U (zh) | 一种基于物联网土壤肥力传感器 | |
| CN202002690U (zh) | 用于光电直读水表的光电直读模块 | |
| CN201063195Y (zh) | 直流合成场测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20090527 Assignee: Zhongshan Weida Information Technology Co.,Ltd. Assignor: Zhongshan Torch Polytechnic Contract record no.: 2015440000570 Denomination of invention: Control technique of cm segment microwave sensor Granted publication date: 20130424 License type: Exclusive License Record date: 20150817 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Zhongshan Weida Information Technology Co.,Ltd. Assignor: Zhongshan Torch Polytechnic Contract record no.: 2015440000570 Date of cancellation: 20171207 |
|
| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130424 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |