CN105464576A - 基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统 - Google Patents

基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统 Download PDF

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CN105464576A CN201510964009.9A CN201510964009A CN105464576A CN 105464576 A CN105464576 A CN 105464576A CN 201510964009 A CN201510964009 A CN 201510964009A CN 105464576 A CN105464576 A CN 105464576A
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Abstract

本发明公开了一种基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，其特征在于：主要由中央处理器，均与中央处理器相连接的A/D转换器、开门控制电路和关门控制电路，与A/D转换器相连接的信号过滤电路，与信号过滤电路相连接的前置放大电路，均与前置放大电路相连接的光电传感器和红外传感器，与开门控制电路相连接的开门电机，以及与关门控制电路相连接的关门电机组成。本发明不仅结构简单，而且成本低廉，还能自动开关门，因此能保证卷帘门隔离产品和生产环境，适合推广运用。

Description

基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统
技术领域
本发明涉及一种自动控制系统，具体是指一种基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统。
背景技术
由于生产加工需要，工厂通常使用卷帘门隔离产品和生产环境，目前使用的卷帘门通常是电动卷帘门。电动卷帘门都是通过继电器控制单相电机的正反转来完成卷帘门的开关，即通过上升按钮打开门，通过下降按钮关闭门，通过停止按钮停止门动作。由于电动卷帘门都是靠人为动作来控制开关，时常出现忘关门或由于着急没有关完门的情况，因此容易使得噪音、粉尘或烟雾等有害污染进入卷帘门内，从而给卷帘门内的产品或生产环境带来极大地危害。
发明内容
本发明的目的在于克服目前使用的电动卷帘门都是靠人为动作来控制开关，时常出现忘关门或由于着急没有关完门而容易使得噪音、粉尘或烟雾等有害污染进入卷帘门内的缺陷，提供一种不仅结构简单，而且成本低廉，还能及时关闭卷帘门的基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统。
本发明通过下述技术方案实现：
基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，主要由中央处理器，均与中央处理器相连接的A/D转换器、开门控制电路和关门控制电路，与A/D转换器相连接的信号过滤电路，与信号过滤电路相连接的前置放大电路，均与前置放大电路相连接的光电传感器和红外传感器，与开门控制电路相连接的开门电机，以及与关门控制电路相连接的关门电机组成；所述开门控制电路由控制芯片IC1，输入端与中央处理器相连接的开门信号电路，以及输出端与开门电机相连接的开门电路组成；所述关门控制电路由控制芯片IC2，输入端与中央处理器相连接的关门信号电路，以及输出端与关门电机相连接的关门电路组成。
进一步的，所述前置放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT3，串接在放大器P1的正输入端与输出端之间的电阻R12，N极与放大器P1的负输入端相连接、N极经电阻R13后与放大器P2的负输入端相连接的二极管D7，N极经电阻R14后与二极管D7的P极相连接、P极与三极管VT3的发射极相连接的二极管D9，正极与放大器P2的负输入端相连接、负极接地的电容C9，P极与放大器P1的输出端相连接、N极与放大器P2的输出端相连接的二极管D8，正极经电阻R16后与放大器P2的输出端相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的电容C10，串接在二极管D8的N极与电容C10的正极之间的电阻R15，以及一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与电容C10的正极共同组成前置放大电路的输出端的电阻R17组成；所述放大器P2的正输入端与放大器P1的输出端相连接，其输出端与三极管VT3的集电极相连接；所述二极管D7的P极与放大器P1的正输入端共同组成前置放大电路的输入端并分别与光电传感器和红外传感器相连接，所述前置放大电路的输出端与信号过滤电路相连接。
再进一步的，所述信号过滤电路由三极管VT4，三极管VT5，场效应管Q，正极经电感L后与三极管VT4的基极相连接、负极与场效应管Q的源极相连接的电容C12，N极经电阻R19后与三极管VT4的发射极相连接、P极与三极管VT5的发射极相连接二极管D10，P极经电阻R20后与三极管VT4的集电极相连接、N极与场效应管Q的栅极相连接的二极管D12，正极经电阻R18后与电容C12的正极相连接、负极与三极管VT5的发射极相连接的电容C11，P极与电容C11的正极相连接、N极经电阻R21后与场效应管Q的源极相连接的二极管D11，以及P极与场效应管Q的漏极相连接、N极经电阻R22后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D13组成；所述二极管D12的P极与经电阻R17后与三极管VT3的基极相连接，所述三极管VT4的基极与电容C10的正极相连接，所述三极管VT5的基极和集电极共同组成信号过滤电路的输出端并与A/D转换器相连接。
更进一步的，所述开门信号电路由三极管VT1，串接在三极管VT1的发射极与控制芯片IC1的CONT管脚之间的电阻R1，串接在三极管VT1的发射极与控制芯片IC1的THR管脚之间的电阻R2，串接在三极管VT1的集电极与控制芯片IC1的RES管脚之间的电阻R3，P极与控制芯片IC1的VOS管脚相连接、N极与三极管VT1的集电极相连接的二极管D1，正极与控制芯片IC1的THR管脚相连接、负极与控制芯片IC1的VOS管脚相连接的电容C2，以及正极与二极管D1的P极相连接、负极接地的电容C1组成；所述三极管VT1的基极作为开门信号电路的输入端。
所述开门电路由N极经电容C3后与控制芯片IC1的CONT管脚相连接、P极经电阻R4后与控制芯片IC1的OUT管脚相连接的二极管D2，P极与控制芯片IC1的DIS管脚相连接、N极经电阻R5后与控制芯片IC1的OUT管脚相连接的二极管D3，以及正极与二极管D3的N极相连接、负极接地的电容C4组成；所述控制芯片IC1的GND管脚接地，所述二极管D3的N极作为开门电路的输出端。
同时，所述关门信号电路由P极与控制芯片IC2的RES管脚相连接、N极经电阻R6后与控制芯片IC2的THR管脚相连接的二极管D4，一端与二极管D4的P极相连接、另一端与控制芯片IC2的VOS管脚相连接的电阻R7，正极与二极管D4的P极相连接、负极接地的电容C5，以及正极与控制芯片IC2的RES管脚相连接、负极经电阻R8后与关门电路相连接的电容C6组成；所述控制芯片IC2的CONT管脚与THR管脚相连接，所述二极管D4的N极作为关门信号电路的输入端。
为了确保效果，所述关门电路由三极管VT2，P极经电阻R9后与控制芯片IC2的DIS管脚相连接、N极经电阻R11后与三极管VT2的集电极相连接的二极管D5，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极与控制芯片IC2的OUT管脚相连接的二极管D6，串接在控制芯片IC2的OUT管脚与二极管D5的N极之间的电阻R10，正极与二极管D5的P极相连接、负极与三极管VT2的基极相连接的电容C7，以及正极与三极管VT2的集电极相连接、负极接地的电容C8组成；所述控制芯片IC2的GND管脚接地，所述三极管VT2的基极经电阻R8后与电容C6的负极相连接；所述二极管D5的N极作为关门电路的输出端。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明不仅结构简单，而且成本低廉，在有人进入时能自动开门，而在无人进入时还能自动关门，可避免人为动作控制开关而时常忘关门或由于着急没有关完门并使得噪音、粉尘或烟雾等有害污染进入卷帘门内的情况，因此能保证卷帘门隔离产品和生产环境。
(2)本发明的开门控制电路控制开门电机开门，而关门控制电路控制关门电机关门，使开门和关门通过两个互相不干涉的控制系统独立控制，从而可更准确的实现自动控制开关门。
(3)本发明的前置放大电路可对光电传感器和红外传感器采集的信号进行放大处理，便于A/D转换器进行转换处理。
(4)本发明的信号过滤电路可前置放大电路进行放大处理后的信号进行过滤处理，可使A/D转换器转换后的信号精确度更高。
(5)本发明的开门控制电路由控制芯片IC1，开门信号电路和开门电路组成，开门信号电路接入中央处理器发出的开门控制信号，控制芯片IC1对该控制信号进行处理后通过开门电路控制开门电机动作，从而实现自动开门。
(6)本发明的关门控制电路由控制芯片IC2，关门信号电路和关门电路组成，关门信号电路接入中央处理器发出的关门控制信号，控制芯片IC2对该控制信号进行处理后通过关门电路控制关门电机动作，从而实现自动关门。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的开门控制电路的电路结构示意图。
图3为本发明的关门控制电路的电路结构示意图。
图4为本发明的前置放大电路的电路结构示意图。
图5为本发明的信号过滤电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明的智能控制系统，主要由中央处理器，均与中央处理器相连接的A/D转换器、开门控制电路和关门控制电路，与A/D转换器相连接的信号过滤电路，与信号过滤电路相连接的前置放大电路，均与前置放大电路相连接的光电传感器和红外传感器，与开门控制电路相连接的开门电机，以及与关门控制电路相连接的关门电机组成。所述红外传感器用于采集卷帘门外的人体信号，当有人要进入卷帘门时红外传感器将采集到的人体信号发送至A/D转换器，A/D转换器将红外传感器采集的信号进行转换后发送至中央处理器，中央处理器则向开门控制电路发出开门控制信号，开门控制电路则控制开门电机升起卷帘门，从而实现自动开门的目的。
所述光电传感器用于采集卷帘门下方的人体和其他物体信息，当光电传感器感应不到卷帘门下方有人或其他物体时中央处理器向关门控制电路发出关门控制信号，关门控制电路则控制关门电机关闭卷帘门，从而实现自动关门的目的。当光电传感器感应到卷帘门下方有人或其他物体时将采集的信号发送至A/D转换器进行转换，转换后的信息将发送至中央处理器，中央处理器则向关门控制电路发出停止关门的控制信号，关门控制电路则控制关门电机停止动作，以防止卷帘门关闭时碰撞到下方的人或其他物体。
通过本发明的智能控制系统的设置，可在有人进入时自动开门，而在人进入后还能自动关门，可避免人为动作控制开关而时常忘关门或由于着急没有关完门并使得噪音、粉尘或烟雾等有害污染进入卷帘门内的情况，因此能保证卷帘门隔离产品和生产环境。本发明将开门控制电路控制开门电机和关门控制电路控制关门电机两个部分独立设置，使开门和关门的控制不互相干涉，从而可更准确的实现自动控制开关门。
实施时，所述开门控制电路由控制芯片IC1，输入端与中央处理器相连接的开门信号电路，以及输出端与开门电机相连接的开门电路组成，如图2所示。所述控制芯片IC1采用的是NE555集成芯片，所述中央处理器采用的是SOP8集成芯片。具体的，所述开门信号电路由三极管VT1，二极管D1，电容C1，电容C2，电阻R1，电阻R2和电阻R3组成；所述开门信号电路用于接入中央处理器发出的开门控制信号。
连接时，所述电阻R1串接在三极管VT1的发射极与控制芯片IC1的CONT管脚之间，所述电阻R2串接在三极管VT1的发射极与控制芯片IC1的THR管脚之间，所述电阻R3串接在三极管VT1的集电极与控制芯片IC1的RES管脚之间。所述二极管D1的P极与控制芯片IC1的VOS管脚相连接，其N极与三极管VT1的集电极相连接。所述电容C2的正极与控制芯片IC1的THR管脚相连接，其负极与控制芯片IC1的VOS管脚相连接。所述电容C1的正极与二极管D1的P极相连接，其负极接地。所述三极管VT1的基极作为开门信号电路的输入端。
所述开门电路由二极管D2，二极管D3，电容C3，电容C4，电阻R4和电阻R5组成。所述开门信号电路接入中央处理器发出的开门控制信号，控制芯片IC1对该控制信号进行处理后通过开门电路控制开门电机动作，从而实现自动开门。
连接时，所述二极管D2的N极经电容C3后与控制芯片IC1的CONT管脚相连接，其P极经电阻R4后与控制芯片IC1的OUT管脚相连接。所述二极管D3的P极与控制芯片IC1的DIS管脚相连接，其N极经电阻R5后与控制芯片IC1的OUT管脚相连接。所述电容C4的正极与二极管D3的N极相连接，其负极接地。所述控制芯片IC1的GND管脚接地，所述二极管D3的N极作为开门电路的输出端。
如图3所示，所述关门控制电路由控制芯片IC2，输入端与中央处理器相连接的关门信号电路，以及输出端与关门电机相连接的关门电路组成，本实施例中的控制芯片IC2也采用的是NE555集成芯片。具体的，所述关门信号电路由二极管D4，电容C5，电容C6，电阻R6，电阻R7和电阻R8组成；所述关门信号电路用于接入中央处理器发出的关门控制信号。
连接时，所述二极管D4的P极与控制芯片IC2的RES管脚相连接，其N极经电阻R6后与控制芯片IC2的THR管脚相连接。所述电阻R7的一端与二极管D4的P极相连接，其另一端与控制芯片IC2的VOS管脚相连接。所述电容C5的正极与二极管D4的P极相连接，其负极接地。所述电容C6的正极与控制芯片IC2的RES管脚相连接，其负极经电阻R8后与关门电路相连接。所述控制芯片IC2的CONT管脚与THR管脚相连接，所述二极管D4的N极作为关门信号电路的输入端。其中，所述二极管D4的N极与SOP8集成芯片的ZCD管脚相连接，所述三极管VT1的基极与SOP8集成芯片的CS管脚相连接，所述A/D转换器与SOP8集成芯片的MULT管脚相连接。
所述关门电路由三极管VT2，二极管D5，二极管D6，电容C7，电容C8，电阻R9，电阻R10和电阻R11组成。所述关门信号电路接入中央处理器发出的关门控制信号，控制芯片IC2对该控制信号进行处理后通过关门电路控制关门电机动作，从而实现自动关门。
连接时，所述二极管D5的P极经电阻R9后与控制芯片IC2的DIS管脚相连接，其N极经电阻R11后与三极管VT2的集电极相连接。所述二极管D6的P极与三极管VT2的发射极相连接，其N极与控制芯片IC2的OUT管脚相连接。所述电阻R10串接在控制芯片IC2的OUT管脚与二极管D5的N极之间。所述电容C7的正极与二极管D5的P极相连接，其负极与三极管VT2的基极相连接。所述电容C8的正极与三极管VT2的集电极相连接，其负极接地。所述控制芯片IC2的GND管脚接地，所述三极管VT2的基极经电阻R8后与电容C6的负极相连接；所述二极管D5的N极作为关门电路的输出端。
如图4所示，所述前置放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT3，二极管D7，二极管D8，二极管D9，电容C9，电容C10，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16和电阻R17组成。所述前置放大电路可对光电传感器和红外传感器采集的信号进行放大处理，便于A/D转换器进行转换处理。
连接时，所述电阻R12串接在放大器P1的正输入端与输出端之间。所述二极管D7的N极与放大器P1的负输入端相连接，其N极经电阻R13后与放大器P2的负输入端相连接。所述二极管D9的N极经电阻R14后与二极管D7的P极相连接，其P极与三极管VT3的发射极相连接。所述电容C9的正极与放大器P2的负输入端相连接，其负极接地。所述二极管D8的P极与放大器P1的输出端相连接，其N极与放大器P2的输出端相连接。所述电容C10的正极经电阻R16后与放大器P2的输出端相连接，其负极与三极管VT3的基极相连接。所述电阻R15串接在二极管D8的N极与电容C10的正极之间。所述电阻R17的一端与三极管VT3的基极相连接，其另一端与电容C10的正极共同组成前置放大电路的输出端。
所述放大器P2的正输入端与放大器P1的输出端相连接，其输出端与三极管VT3的集电极相连接。所述二极管D7的P极与放大器P1的正输入端共同组成前置放大电路的输入端并分别与光电传感器和红外传感器相连接，所述前置放大电路的输出端与信号过滤电路相连接。
如图5所示，所述信号过滤电路由三极管VT5，三极管VT6，场效应管Q，电感L，二极管D10，二极管D11，二极管D12，二极管D13，电容C11，电容C12，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21和电阻R22组成。所述信号过滤电路可对前置放大电路进行放大处理后的信号进行过滤处理，可使A/D转换器转换后的信号精确度更高。
连接时，所述电容C12的正极经电感L后与三极管VT4的基极相连接，其负极与场效应管Q的源极相连接。所述二极管D10的N极经电阻R19后与三极管VT4的发射极相连接，其P极与三极管VT5的发射极相连接。所述二极管D12的P极经电阻R20后与三极管VT4的集电极相连接，其N极与场效应管Q的栅极相连接。所述电容C11的正极经电阻R18后与电容C12的正极相连接，其负极与三极管VT5的发射极相连接。所述二极管D11的P极与电容C11的正极相连接，其N极经电阻R21后与场效应管Q的源极相连接。所述二极管D13的P极与场效应管Q的漏极相连接，其N极经电阻R22后与三极管VT5的集电极相连接。所述二极管D12的P极与经电阻R17后与三极管VT3的基极相连接，所述三极管VT4的基极与电容C10的正极相连接，所述三极管VT5的基极和集电极共同组成信号过滤电路的输出端并与A/D转换器相连接。
如上所述，便可较好的实现本发明。

Claims (7)

1.基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，其特征在于：主要由中央处理器，均与中央处理器相连接的A/D转换器、开门控制电路和关门控制电路，与A/D转换器相连接的信号过滤电路，与信号过滤电路相连接的前置放大电路，均与前置放大电路相连接的光电传感器和红外传感器，与开门控制电路相连接的开门电机，以及与关门控制电路相连接的关门电机组成；所述开门控制电路由控制芯片IC1，输入端与中央处理器相连接的开门信号电路，以及输出端与开门电机相连接的开门电路组成；所述关门控制电路由控制芯片IC2，输入端与中央处理器相连接的关门信号电路，以及输出端与关门电机相连接的关门电路组成。
2.根据权利要求1所述的基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，其特征在于：所述前置放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT3，串接在放大器P1的正输入端与输出端之间的电阻R12，N极与放大器P1的负输入端相连接、N极经电阻R13后与放大器P2的负输入端相连接的二极管D7，N极经电阻R14后与二极管D7的P极相连接、P极与三极管VT3的发射极相连接的二极管D9，正极与放大器P2的负输入端相连接、负极接地的电容C9，P极与放大器P1的输出端相连接、N极与放大器P2的输出端相连接的二极管D8，正极经电阻R16后与放大器P2的输出端相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的电容C10，串接在二极管D8的N极与电容C10的正极之间的电阻R15，以及一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与电容C10的正极共同组成前置放大电路的输出端的电阻R17组成；所述放大器P2的正输入端与放大器P1的输出端相连接，其输出端与三极管VT3的集电极相连接；所述二极管D7的P极与放大器P1的正输入端共同组成前置放大电路的输入端并分别与光电传感器和红外传感器相连接，所述前置放大电路的输出端与信号过滤电路相连接。
3.根据权利要求2所述的基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，其特征在于：所述信号过滤电路由三极管VT4，三极管VT5，场效应管Q，正极经电感L后与三极管VT4的基极相连接、负极与场效应管Q的源极相连接的电容C12，N极经电阻R19后与三极管VT4的发射极相连接、P极与三极管VT5的发射极相连接二极管D10，P极经电阻R20后与三极管VT4的集电极相连接、N极与场效应管Q的栅极相连接的二极管D12，正极经电阻R18后与电容C12的正极相连接、负极与三极管VT5的发射极相连接的电容C11，P极与电容C11的正极相连接、N极经电阻R21后与场效应管Q的源极相连接的二极管D11，以及P极与场效应管Q的漏极相连接、N极经电阻R22后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D13组成；所述二极管D12的P极与经电阻R17后与三极管VT3的基极相连接，所述三极管VT4的基极与电容C10的正极相连接，所述三极管VT5的基极和集电极共同组成信号过滤电路的输出端并与A/D转换器相连接。
4.根据权利要求3所述的基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，其特征在于：所述开门信号电路由三极管VT1，串接在三极管VT1的发射极与控制芯片IC1的CONT管脚之间的电阻R1，串接在三极管VT1的发射极与控制芯片IC1的THR管脚之间的电阻R2，串接在三极管VT1的集电极与控制芯片IC1的RES管脚之间的电阻R3，P极与控制芯片IC1的VOS管脚相连接、N极与三极管VT1的集电极相连接的二极管D1，正极与控制芯片IC1的THR管脚相连接、负极与控制芯片IC1的VOS管脚相连接的电容C2，以及正极与二极管D1的P极相连接、负极接地的电容C1组成；所述三极管VT1的基极作为开门信号电路的输入端。
5.根据权利要求4所述的基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，其特征在于：所述开门电路由N极经电容C3后与控制芯片IC1的CONT管脚相连接、P极经电阻R4后与控制芯片IC1的OUT管脚相连接的二极管D2，P极与控制芯片IC1的DIS管脚相连接、N极经电阻R5后与控制芯片IC1的OUT管脚相连接的二极管D3，以及正极与二极管D3的N极相连接、负极接地的电容C4组成；所述控制芯片IC1的GND管脚接地，所述二极管D3的N极作为开门电路的输出端。
6.根据权利要求5所述的基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，其特征在于：所述关门信号电路由P极与控制芯片IC2的RES管脚相连接、N极经电阻R6后与控制芯片IC2的THR管脚相连接的二极管D4，一端与二极管D4的P极相连接、另一端与控制芯片IC2的VOS管脚相连接的电阻R7，正极与二极管D4的P极相连接、负极接地的电容C5，以及正极与控制芯片IC2的RES管脚相连接、负极经电阻R8后与关门电路相连接的电容C6组成；所述控制芯片IC2的CONT管脚与THR管脚相连接，所述二极管D4的N极作为关门信号电路的输入端。
7.根据权利要求6所述的基于前置放大式信号过滤电路的卷帘门用智能控制系统，其特征在于：所述关门电路由三极管VT2，P极经电阻R9后与控制芯片IC2的DIS管脚相连接、N极经电阻R11后与三极管VT2的集电极相连接的二极管D5，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极与控制芯片IC2的OUT管脚相连接的二极管D6，串接在控制芯片IC2的OUT管脚与二极管D5的N极之间的电阻R10，正极与二极管D5的P极相连接、负极与三极管VT2的基极相连接的电容C7，以及正极与三极管VT2的集电极相连接、负极接地的电容C8组成；所述控制芯片IC2的GND管脚接地，所述三极管VT2的基极经电阻R8后与电容C6的负极相连接；所述二极管D5的N极作为关门电路的输出端。
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