CN103021624A - 一种声磁标签消磁器及其消磁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种声磁标签消磁器及其消磁方法，包括同步信号电路、发射电路、接收电路、采集电路、信号处理模块、频率检测模块、消磁模块、通讯与显示模块和主控模块；所述同步信号电路输出端分别与发射电路和频率检测模块的输入端连接；所述发射电路输出端连接接收电路的输入端，所述接收电路的输出端连接采集电路的输入端，采集电路的输出端分别连接信号处理模块和主控模块，信号处理模块的输出端与频率检测模块的输入端连接；所述主控模块的输出端分别连接发射电路、消磁模块和通讯与显示模块；所述信号处理模块和所述频率检测模块分别与所述主控模块双向通信。本设备实现了消磁距离的提高，消磁能量的增强，并降低了设计成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种声磁标签消磁器及其消磁方法。
背景技术
电子防盗系统经多年的发展，已由早期的单一原理单一产品发展到现在不同原理品种繁多的局面，适应百货、超市、专卖店、图书馆等不同类型商店的需要。以其应用的检测信号方式来区分， EAS系统主要有六种类型， 分别为电磁波系统、微波系统、射频系统、分频系统、智能型系统和声磁系统。不同的系统对应的电子防盗标签本质特征也就不相同。如射频系统的防盗标签是 7．x～8．x 兆赫兹的环形线圈式，而声磁系统中的防盗标签的频率是58KHZ低频标签；电磁波系统采用电磁波作为检测信号；微波系统采用频率更高的微波作为检测信号。随着微电子技术的发展，设计和制造集成电路技术的提高，在以后未来的若干年中，专用集成电路将是EAS系统设计的发展方向。同时，伴随着电子器件的集成度和智能化水平的不断提高，EAS系统也会一直不断向前发展。从目前的市场应用来看射频系统价格低，占有率高，但是其原理缺陷较大，正逐步被淘汰，其他几种系统也有较强的应用局限性，而声磁系统原理上几乎零误报的特性将大量替代老系统，使其成为EAS系统的发展趋势，目前全球主流的EAS系统生产厂商都在着重发展声磁系统产品。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种声磁标签消磁器及其消磁方法。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种声磁标签消磁器，包括同步信号电路、发射电路、接收电路、采集电路、信号处理模块、频率检测模块、消磁模块、通讯与显示模块和主控模块；所述同步信号电路输出端分别与发射电路和频率检测模块的输入端连接；所述发射电路输出端连接接收电路的输入端，所述接收电路的输出端连接采集电路的输入端，采集电路的输出端分别连接信号处理模块和主控模块，信号处理模块的输出端与频率检测模块的输入端连接；所述主控模块的输出端分别连接发射电路、消磁模块和通讯与显示模块；所述信号处理模块和所述频率检测模块分别与所述主控模块双向通信。
一种如权利要求1所述的声磁标签消磁方法，主控模块将电磁波信号发送到发射电路，发射电路通过发射线圈将电磁波信号发送给接收电路，同时系统进入标签判别状态；接收电路将该电磁波信号发送给采集电路后进行小信号处理，然后送入信号处理模块选出所需要的谐波信号；选出的谐波信号一路发送到主控模块进行幅值检测，另一路谐波信号经过频率检测模块进行谐波频率精度检测，并由所述主控模块通过判断电路各信号来判定是否有合格的标签进入；若有合格的标签进入，先进行标签检测指示，当标签下降到消磁距离后触发消磁模块工作，并将标签消磁状态通过通讯与显示模块显示出来。
本发明的有益效果：本设备采用全新的电子电路设计，实现了消磁距离的提高，消磁能量的增强，改善了电源参数并降低了设计成本。
1、本设计采用大功率高能电荷泵，结合谐振发射电路，在现有产品7.6CM的消磁检测距离的基础上提高了6CM以上，可以更好的适合较大商品的应用。
2、采用新型多模高频PWM控制器设计boost拓扑升压消磁电路，将消磁电压提高到300V以上，比现在市面上的消磁器具有更低的剩磁量。
3、采用STM32新型ARM内核处理器为系统核心控制器，相比现有产品在性价比和功能设计灵活性上有更大的优势。
4、系统发射与接收模块采用单线圈设计，在很大程度上降低了成本，优化了设计。
附图说明
图 1 本发明系统结构框图。
具体实施方式
图1所示为一种声磁标签消磁器，包括同步信号电路、发射电路、接收电路、采集电路、信号处理模块、频率检测模块、消磁模块、通讯与显示模块和主控模块；所述同步信号电路输出端分别与发射电路和频率检测模块的输入端连接；所述发射电路输出端连接接收电路的输入端，所述接收电路的输出端连接采集电路的输入端，采集电路的输出端分别连接信号处理模块和主控模块，信号处理模块的输出端与频率检测模块的输入端连接；所述主控模块的输出端分别连接发射电路、消磁模块和通讯与显示模块；所述信号处理模块和所述频率检测模块分别与所述主控模块双向通信。
消磁方法为：主控模块将电磁波信号发送到发射电路，发射电路通过发射线圈将电磁波信号发送给接收电路，同时系统进入标签判别状态；接收电路将该电磁波信号发送给采集电路后进行小信号处理，然后送入信号处理模块选出所需要的谐波信号；选出的谐波信号一路发送到主控模块进行幅值检测，另一路谐波信号经过频率检测模块进行谐波频率精度检测，并由所述主控模块通过判断电路各信号来判定是否有合格的标签进入；若有合格的标签进入，先进行标签检测指示，当标签下降到消磁距离后触发消磁模块工作，并将标签消磁状态通过通讯与显示模块显示出来。
其中，该系统电源模块采用开关电源加直流稳压器的方式实现18V、正负3.3V、12V、9V，同步信号为交流工频50HZ同步信号。系统采用STM32F103C8T6做为核心控制器，系统上电后进入自检状态，检测同步信号是否正常、消磁高压是否产生并达到320V、测试环境干扰度是否达到正常运行条件。
具体工作原理为，系统进入正常运行后，通过ARM控制器按发射区和检测区间断发出58KHZ方波，送给发射模块，经过电容C200、基极电阻R200、上拉电阻R201、开关管Q205组成的信号整形电路、通过电荷泵TC4422进行功率放大送入电容C204和电感L10组成的串联谐振发射电路，通过线圈向外辐射58KHZ电磁波信号，同时系统进入标签判别状态。
发射电路采用系统发射频率为58KHZ正负200HZ，具有很高的检测精度，当有58KHZ声标签进入检测区后，由于音叉效应在检测区时间段内线圈上会感应出含有多次谐波的信号波，R202、C202、C203、CR203、CR204组成的接收电路将此信号送入由门槛放大器LT1783CS6和小信号放大器LM6132AIM组成的采集电路进行小信号处理，然后送入信号处理模块选出所需要的谐波，信号处理模块包括由槛放大器LT1783CS6和小信号放大器LM6132AIM组成的信号放大、带通滤波、选频电路组成，处理好的信号经过U7组成的信号跟随电路分成两路，一路送给ARM控制器进行幅值检测，别一路经过频率检测电路进行谐波频率精度检测，最后由ARM控制器通过软件算法综合判断电路各信号，判定是否有合格标签进入。当系统判定有58KHZ声磁标签进入后，先进行标签检测指示，当标签下降到消磁距离后触发消磁电路工作，同时有相应的系统工作指示，消磁电压采用boost拓扑升压达到320V，消磁方式采用欠阻尼振荡消磁，剩磁量及底。通讯模块采用串口通讯，用于设置和调整系统参数及工作环境参数。
消磁模块包括消磁高压电路与消磁电路两部分，消磁高压电路采用由电感L3、开关管Q203、二极管CR205、CR206、电阻R220、电容器C230、C220及储能电容E12组成的boost拓扑升压模型电路。控制部分采用由UCC39421组的高频多模PWM控制组成的高压控制电路，具用很好的稳定性和灵活性。消磁电路主要由E12、Q202、U204及周边元件组成，通过ARM控制器给出触发信号进行消磁。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种声磁标签消磁器，其特征在于，包括同步信号电路、发射电路、接收电路、采集电路、信号处理模块、频率检测模块、消磁模块、通讯与显示模块和主控模块；所述同步信号电路输出端分别与发射电路和频率检测模块的输入端连接；所述发射电路输出端连接接收电路的输入端，所述接收电路的输出端连接采集电路的输入端，采集电路的输出端分别连接信号处理模块和主控模块，信号处理模块的输出端与频率检测模块的输入端连接；所述主控模块的输出端分别连接发射电路、消磁模块和通讯与显示模块；所述信号处理模块和所述频率检测模块分别与所述主控模块双向通信。
2.如权利要求1所述的一种声磁标签消磁器，其特征在于，所述同步信号电路采用交流工频50HZ同步信号。
3.如权利要求1所述的一种声磁标签消磁器，其特征在于，所述消磁模块包括消磁高压电路与消磁电路两部分，其中所述消磁高压电路采用由电感、开关管、二极管、电阻、电容器及储能电容组成的boost拓扑升压模型电路。
4.如权利要求1所述的一种声磁标签消磁器，其特征在于，所述消磁模块的消磁方式采用欠阻尼振荡消磁。
5.如权利要求1所述的一种声磁标签消磁器，其特征在于，所述主控模块采用STM32 ARM内核处理器。
6.如权利要求1所述的一种声磁标签消磁器，其特征在于，所述发射电路与所述接收电路采用单线圈设计。
7.如权利要求1所述的一种声磁标签消磁器，其特征在于，所述信号采集电路由门槛放大器和小信号放大器组成。
8.如权利要求1任一所述的一种声磁标签消磁器，其特征在于，所述通讯与显示模块采用串口通讯，其用于设置和调整系统参数及工作环境参数。
9.一种如权利要求1所述的声磁标签消磁方法，其特征在于，主控模块将电磁波信号发送到发射电路，发射电路通过发射线圈将电磁波信号发送给接收电路，同时系统进入标签判别状态；接收电路将该电磁波信号发送给采集电路后进行小信号处理，然后送入信号处理模块选出所需要的谐波信号；选出的谐波信号一路发送到主控模块进行幅值检测，另一路谐波信号经过频率检测模块进行谐波频率精度检测，并由所述主控模块通过判断电路各信号来判定是否有合格的标签进入；若有合格的标签进入，先进行标签检测指示，当标签下降到消磁距离后触发消磁模块工作，并将标签消磁状态通过通讯与显示模块显示出来。
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