CN110670994A - 一种基于cdc芯片的地铁门防夹检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，包括供电单元、单片机最小系统单元、CDC检测芯片单元、数据通讯单元、传感器单元；所述的传感器单元、CDC检测芯片单元、单片机最小系统单元、数据通讯单元依次相连，所述的供电单元与CDC检测芯片单元、单片机最小系统单元、数据通讯单元相连。本发明的优越性在于：能够实现STC89C52单片机通过IIC接口与CDC芯片FDC1004进行通讯，通过检测电容量来判断是否有人体存在，并通过串口连接RS‑422电平收发器LTM2881将判断结果传输出去。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通安全领域，具体说是一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路。
背景技术
如今由于地铁运输线效率高、时间准确，受天气等环境因素影响较小，地铁成为市民出行的一种常见交通工具。地铁在到站时，地铁列车门与地铁站台屏蔽门依次打开，供乘客上下车。但在实际乘坐过程中，有部分乘客不顾自身安全，在地铁即将关门时硬闯地铁，可能在关门的瞬间被夹在地铁车门与站台屏蔽门之间，加上有些站台为弧形站台，司机存在视线上的死角，导致车门开关过程存在安全隐患。2014年11月6日19时09分，北京地铁五号线惠新西街南口站一名女性被夹在了地铁车门与站台屏蔽门中间，后送至医院但不治身亡。目前的地铁系统仍无法良好的解决这个问题，对乘客乘车造成了重大隐患。
CDC(Capacitance Digital Conversion)电容数字转换器能够测量来自单电极传感器的电容变化。通过使电容器极板充电，当一个人体靠近传感器时，人体充当电容器的另一个极板，将形成虚拟电容器，利用CDC芯片可以测量该电容。CDC芯片设计结构简单，性能优良，利用CDC芯片构成人体检测电路，放置到地铁门与屏蔽门之间，通过测量两道门之间的电容值来判断是否有乘客不慎被夹入，可以很好的解决乘客被夹伤的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，包括供电单元、单片机最小系统单元、CDC检测芯片单元、数据通讯单元、传感器单元；所述的传感器单元、CDC检测芯片单元、单片机最小系统单元、数据通讯单元依次相连，所述的供电单元与CDC检测芯片单元、单片机最小系统单元、数据通讯单元相连。
所述的传感器单元采用PCB印制型线圈传感器，无需额外的芯片，只需在PCB板上印制闭合的铜皮环路即可。
所述的CDC检测芯片单元通过IIC接口(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)与单片机最小系统单元相连。
所述的单片机最小系统单元采用STC公司生产的STC89C52单片机。
所述的CDC检测芯片单元采用TI公司生产的FDC1004。
所述的数据通讯单元采用ADI公司的RS-422电平转换芯片LTM2881。
本发明的原理是：PCB印制型线圈传感器的信号引入到FDC1004芯片的CIN管脚，通过FDC1004上的IIC总线接口，STC89C52可获得传感器的电容值，通过STC89C52内部程序对检测到的电容值与人体电容阈值的比较，判断出是否检测到人体，通过STC89C52上的串口接口，将检测结果传出。
一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路的检测方法，包括以下步骤：
单片机最小系统单元通过串口接受数据通讯单元信号，判断是否接受到来自站台的关门动作的指令；
接受到关门动作的指令后，单片机最小系统单元开始通过CDC检测芯片单元获取PCB印制型线圈传感器检测到的电容值数据，系统开始测量地铁车门与站台屏蔽门之间的电容值；
将所述电容值数据与预设的人体电容阈值进行比较，如果超过人体电容阈值，则通过串口发送检测结果为“有人”的数据信息，如果没有超过人体阈值电容，则通过串口发送检测结果为“无人”的数据信息。
本发明的优越性在于：能够实现STC89C52单片机通过IIC接口与CDC芯片FDC1004进行通讯，通过检测电容量来判断是否有人体存在，并通过串口连接RS-422电平收发器LTM2881将判断结果传输出去。
附图说明
图1为本发明所涉一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路的整体结构连接图。
图2为本发明所涉一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路的原理框图。
图3为本发明所涉一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路的工作流程图。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1、2所示，一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，包括供电单元、单片机最小系统单元、CDC检测芯片单元、数据通讯单元、传感器单元。
所述的供电单元采用深圳帝特公司生产的5V 1A电源适配器，型号为03080，其电压输入范围为100～240V 50/60Hz，输出电压值为5V 1A。
所述的单片机最小系统采用STC公司生产的STC89C52单片机，此芯片是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统的51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
所述的CDC检测芯片单元采用TI公司生产的FDC1004实现，FDC1004是一款用于实现电容式传感解决方案的高分辨率、4通道电容数字转换器。每个通道的满量程范围均为±15pF，可处理高达100pF的传感器偏置电容，该偏置电容既可以在内部编程，也可以是一个外部电容，用于跟踪环境随时间和温度的变化，芯片包含一个用于与控制器进行数据通信的IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)接口。
所述的数据通讯单元采用ADI公司的RS-422电平转换芯片LTM2881，这是一款电流隔离型全双工RS485/RS422μModule收发器。它无需使用外部元件。单个电源通过一个集成、隔离、低噪声、高效5V输出DC/DC转换器为接口的两侧供电。在转换速率受限的模式中，最大数据速率为20Mbps或250kbps。
所述的传感器单元采用PCB印制型线圈传感器，无需额外的芯片，只需在PCB板上印制闭合的铜皮环路即可。
本发明的原理是：PCB印制型线圈传感器的信号引入到FDC1004芯片的CIN管脚，通过FDC1004上的IIC总线接口，STC89C52可获得传感器的电容值，通过STC89C52内部程序对检测到的电容值与人体电容阈值的比较，判断出是否检测到人体，通过STC89C52上的串口接口，将检测结果传出。
一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路的检测方法，如图3所示，包括以下步骤：
单片机最小系统单元通过串口接受数据通讯单元信号，判断是否接受到来自站台的关门动作的指令；
接受到关门动作的指令后，单片机最小系统单元开始通过CDC检测芯片单元获取PCB印制型线圈传感器检测到的电容值数据，系统开始测量地铁车门与站台屏蔽门之间的电容值；
将所述电容值数据与预设的人体电容阈值进行比较，如果超过人体电容阈值，则通过串口发送检测结果为“有人”的数据信息，如果没有超过人体阈值电容，则通过串口发送检测结果为“无人”的数据信息。
本发明的优越性在于：能够实现STC89C52单片机通过IIC接口与CDC芯片FDC1004进行通讯，通过检测电容量来判断是否有人体存在，并通过串口连接RS-422电平收发器LTM2881将判断结果传输出去。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，其特征在于：包括供电单元、单片机最小系统单元、CDC检测芯片单元、数据通讯单元、传感器单元；所述的传感器单元、CDC检测芯片单元、单片机最小系统单元、数据通讯单元依次相连，所述的供电单元与CDC检测芯片单元、单片机最小系统单元、数据通讯单元相连。
2.根据权利要求1所述的基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，其特征在于：所述的传感器单元采用PCB印制型线圈传感器。
3.根据权利要求1所述的基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，其特征在于：所述的CDC检测芯片单元通过IIC接口与单片机最小系统单元相连。
4.根据权利要求1所述的基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，其特征在于：所述的单片机最小系统单元采用STC公司生产的STC89C52单片机。
5.根据权利要求1所述的基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，其特征在于：所述的CDC检测芯片单元采用TI公司生产的FDC1004。
6.根据权利要求1所述的基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路，其特征在于：所述的数据通讯单元采用ADI公司的RS-422电平转换芯片LTM2881。
7.一种基于CDC芯片的地铁门防夹检测电路的检测方法，包括以下步骤：
单片机最小系统单元通过串口接受数据通讯单元信号，判断是否接受到来自站台的关门动作的指令；
接受到关门动作的指令后，单片机最小系统单元开始通过CDC检测芯片单元获取PCB印制型线圈传感器检测到的电容值数据，系统开始测量地铁车门与站台屏蔽门之间的电容值；
将所述电容值数据与预设的人体电容阈值进行比较，如果超过人体电容阈值，则通过串口发送检测结果为“有人”的数据信息，如果没有超过人体阈值电容，则通过串口发送检测结果为“无人”的数据信息。
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