CN104678848A - 一种光电传感器配置参数的设定系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电传感器配置参数的设定系统，采用ARM芯片为硬件平台，外围器件采用了电容式触摸按键、双LED灯，基于ARM芯片的固件开发及相关算法，特别是菜单功能、远程设置功能。本发明采用“菜单”设置模式。通过判别一个触摸按键的动作、参数，进入预设的“菜单项”，实现“一键操控”，完成所有功能参数的设定。另外，本发明还设置了远程功能模块，实现了传感器的批量控制、设置以及远程控制。综上所述，本方案的功能参数设置系统可实现漫反射式光电传感器的智能化、人性化、多功能化。确保了产品功能多而实用，使用简单、人性化，检测、设定、控制智能化的实现。

Description

一种光电传感器配置参数的设定系统

技术领域

本发明涉及光电传感器领域，具体地说，特别涉及到一种光电传感器配置参数的设定系统。

背景技术

漫反射式光电传感器：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过光路时，物体将光电传感器发射器发射的足够能量的光线反射到接收器，于是光电传感器就相应输出开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式光电传感器是首选的检测模式。

目前市场上的漫反射式光电传感器，大多数采用单一输出驱动方式，NPN驱动方式或者PNP驱动方式，适配能力有限；有些传感器已经做到NO/NC可选，但更多产品的输出模式是出厂时直接固定的，使用相当不灵活；检测距离、灵敏度固定或者调节方式非智能化，只有基本的静态检测功能，极大限定了传感器的应用场合。另外，对于单独一款传感器而言，或多或少都存在功能少、不可设定的特点；或者设置方式不易操作、不人性化、不智能化、不能远程控制等。

在信息高度发达、大力提倡智能化的今天，许多产品都将智能化作为产品设计的基本要求。因此，一种可以实现输出驱动方式设定、输出模式设定、检测距离可设定、多种检测模式设定、设定参数可保存、可远程控制、设置方式 简洁而又人性化的智能光电漫反射传感器应运而生。

而保证智能光电漫反射传感器人性化、智能化，最重要的一个部分就是功能参数设置系统。如果功能设置系统仍采取传统的方案，智能光电漫反射传感器的人性化、智能化将无法实现或者大打折扣。

传统的漫反射式光电传感器功能所采用的技术方案，从功能设置角度上分析，具体如下：

1)设置方式：传统的漫反射式光电传感器一般采用电位器、机械按键，较为高端的采用金属感应类传感器设置；大多数传感器的所有功能参数出厂就完全固定“死”，用户根本不能设置。

2)设置模式：传统的漫反射式光电传感器，依靠鉴定的设置方式直接完成对输出驱动方式、输出模式、检测距离等功能参数的设定。如直接采集电位器电压设定NO/NC，或者通过调节电位器调整发射器电流来设定传感器检测距离。

上述设定方法的缺陷在于：

1)设置方式方面。

传统的电位器设置方式，虽然设定方式直截了当，但是设置能力非常专一，一个电位器只能设置一个参数，而且严重干涉传感器外型的设计，严重缺乏时代气息和科技感。

传统的机械按键设置方式，虽然可以通过软件程序实现“按键复用”，实现多个参数的设定，但是机械按键不易操作、使用寿命有限，而且也干涉到传感器外型的设计，缺乏时代气息和科技感。

金属感应类传感器设置方式，虽然有很大改进，但是只对“金属”感应，严重影响设置的可操作性。

2)设置模式方面。

“一对一”的设置模式。一个电位器或按键开关只能对应设置一个功能参数，表面上看起来简单直接、易操作，但是严重限制了产品的功能设置能力。使得产品不得不在功能参数设定项目上做取舍，无奈的增加了许多产品型号，无法真正意义上实现传感器的智能化、人性化、多功能化、“一机多用”。 

另外，传统的参数设置方案无法完成传感器的批量控制、设置以及远程控制。使得传统的漫反射式光电传感器生产和使用中，无法满足人们对传感器智能化、人性化的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种光电传感器配置参数的设定系统，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种光电传感器配置参数的设定系统，包括ARM芯片、与所述ARM芯片连接的电容式触摸按键和双LED灯，所述ARM芯片还具有远程控制接口。

优选的，所述电容式触摸按键敏感元直接通过电阻R6接入ARM芯片，由ARM芯片内部触摸按键接口电路完成信号处理。

优选的，所述电容式触摸按键具有一键设定功能，其实现方法为通过判断触摸按键的动作值，完成菜单索引值的切换和对应的LED显示；然后，通过菜单服务程序，完成相应的处理或设定。

优选的，所述远程控制接口通过通信协议实现远程控制；

所述远程控制接口具有防大电压TVS管的D5,经过C9的滤波，D3的再次 电压保护，C8再次滤波，再有D4稳压管的保护，此远程控制接口电路具有一定的硬件抗干扰能力和通信接口保护能力；

将ARM芯片的远程控制引脚配置为GPIO，并且为输入模式，通过定时的扫描、读取该引脚值。按照定义好的通信协议进行判断、处理、响应，即可实现远程控制功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

产品功能效果：此功能参数设定系统，实现了多个功能参数的“一键设定”。科技含量高的电容式触摸按键设置方式，人性化的“菜单”设置，加锁远程控制功能模块，整套功能参数设置系统，完全解决了传统传感器功能设定的各种弊端，完美的胜任智能型传感器对功能参数设定的各项要求。次系统使用简单，节省空间，成本低，完全不干涉结构设计。

抗干扰的效果：电容式触摸按键，具有不怕磨损、不受温湿度影响、防水保护等优点。使用ARM芯片内部集成的触摸按键接口电路及封装好的库函数，确保触摸按键的稳定性和抗干扰性，特别是群脉冲测试。

附图说明

图1为本发明所述的光电传感器功能参数设置系统总框图。

图2为本发明所述的电容式触摸按键的电路图。

图3为本发明所述的菜单的状态机模型示意图。

图4为本发明所述的菜单流程图。

图5为本发明所述的远程控制接口电路图。

图6为本发明所述的远程控制通信协议图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明ARM芯片为硬件平台，外围器件采用了电容式触摸按键、双LED灯，基于ARM芯片的固件开发及相关算法，特别是菜单功能、远程设置功能。

相比较传统传感器的设置方式，本方案采用电容式触摸按键作为输入接口。

参加图2，电容式触摸按键敏感元Touch Panel，直接通过电阻R6接入ARM芯片，由ARM芯片内部触摸按键接口电路完成信号处理。只需对TSI模块的配置、初始化，调用封装好的库函数即可实现触摸按键的动作识别。

此种方案，使用ARM芯片内部集成的触摸按键模块，使得电路简单、PCB容易绘制。硬件资源占用少，只需一个TSI口；外围器件少，只需电容式触摸按键敏感元和一个电阻，制造成本低；MCU上电自动校准，制造过程简单；灵敏度可调节，具有很高的调节性。

另外电容式触摸按键具有不怕磨损、不受温湿度影响、防水保护和成本低廉等优点。完全不会干涉到传感器外壳设计，灵活度很高，可以设计出各式各样的“美感”。

为了实现传感器各种功能及参数的设定，在只有一个触摸按键的情况下。本发明采用“菜单”模式实现多个功能参数的设定。

如图3所示，菜单的实现依据状态机的思想。首先，通过判断触摸按键的动作值，完成菜单索引值的切换和对应的LED显示。然后，通过菜单服务程序， 完成相应的处理或设定。即可实现多个功能参数的“一键设定”。具体流程如图4所示。

软件实现方面。菜单的层级，采用枚举的方法定义各个子菜单名称及其索引号值。提高的菜单的可读性和扩展能力。

例如，菜单层级的定义：

只要对触摸按键的动作状态定时的扫描、读取，按照设计好的菜单系统编写代码，特别是人性化的LED显示，即可实现产品多个功能参数的“一键设定”。

本发明中的远程控制,由远程控制接口和通信协议组成。远程控制接口电路如图5所示。

该接口电路有防大电压TVS管的D5,经过C9的滤波，D3的再次电压保护，C8再次滤波，再有D4稳压管的保护，此远程控制接口电路具有一定的硬件抗干扰能力和通信接口保护能力。

将ARM芯片的远程控制引脚配置为GPIO，并且为输入模式。通过定时的扫描、读取该引脚值。按照定义好的通信协议进行判断、处理、响应。即可实现远程控制功能。

具较高适配能力、抗干扰能的远程控制通信协议如图6所示。脉冲可以由上位机、单片机或PLC等控制器发送。

参见图6，只要预先定义好t1至t7，这七个通信时间指标。再定义不同的T和脉冲n个数，即可实现多个功能参数的设定以及各种控制命名的接收和执行。

功能的定义，如下表所示：

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种光电传感器配置参数的设定系统，其特征在于：包括ARM芯片、与所述ARM芯片连接的电容式触摸按键和双LED灯，所述ARM芯片还具有远程控制接口。

2.根据权利要求1所述的光电传感器配置参数的设定系统，其特征在于：所述电容式触摸按键敏感元直接通过电阻R6接入ARM芯片，由ARM芯片内部触摸按键接口电路完成信号处理。

3.根据权利要求1所述的光电传感器配置参数的设定系统，其特征在于：所述电容式触摸按键具有一键设定功能，其实现方法为通过判断触摸按键的动作值，完成菜单索引值的切换和对应的LED显示；然后，通过菜单服务程序，完成相应的处理或设定。

4.根据权利要求1所述的光电传感器配置参数的设定系统，其特征在于：所述远程控制接口通过通信协议实现远程控制；

所述远程控制接口具有防大电压TVS管的D5,经过C9的滤波，D3的再次电压保护，C8再次滤波，再有D4稳压管的保护，此远程控制接口电路具有一定的硬件抗干扰能力和通信接口保护能力；

将ARM芯片的远程控制引脚配置为GPIO，并且为输入模式，通过定时的扫描、读取该引脚值。按照定义好的通信协议进行判断、处理、响应，即可实现远程控制功能。