CN115171255A - 一种基于红外检测的门禁系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及门禁的技术领域，尤其是涉及一种基于红外检测的门禁系统，其包括门禁主机和外围设备，所述外围设备连接于所述门禁主机，所述门禁主机上设置有门禁主机接口，包括供电电路、红外发射电路、红外接收电路和接口电路；所述红外发射电路和所述红外接收电路均连接于接口电路；所述红外发射电路和所述红外接收电路均与所述供电电路连接，所述接口电路连接于连接门禁主机接口。本申请具有节约电能的效果。

Description

一种基于红外检测的门禁系统

技术领域

本申请涉及门禁的技术领域，尤其是涉及一种基于红外检测的门禁系统。

背景技术

在数字技术、网络技术飞速发展的环境下，门禁技术得到了迅猛的发展，已经发展为完整的出入口管理系统，在工作环境安全、认识考勤管理等方面发挥着巨大作用。

门禁系统包括门禁主机和外围设备，外围设备包括屏幕、用于检测验证的装置等，用户在门锁装置处进行验证，验证通过后即可通过。在没有用户进行验证时，外围设备依然处于工作状态。但是在没有用户进行验证时，外围设备还一直处于工作状态，浪费电能。

发明内容

为了节约电能，本申请提供了一种基于红外检测的门禁系统。

本申请提供的一种基于红外检测的门禁系统，采用如下的技术方案：

一种基于红外检测的门禁系统，包括门禁主机和外围设备，所述外围设备连接于所述门禁主机，所述门禁主机上设置有门禁主机接口，包括供电电路、红外发射电路、红外接收电路和接口电路；所述红外发射电路和所述红外接收电路均连接于接口电路；所述红外发射电路和所述红外接收电路均与所述供电电路连接，所述接口电路连接于连接门禁主机接口。

通过采用上述技术方案，利用红外发射电路和红外接收电路检测是否存在用户，在有用户时，利用接口电路向门禁主机发送信号，门禁主机接收到信号后唤醒处于睡眠状态的外围设备，从而使用户完成验证，在未检测到用户时无动作，不向门禁主机发送信号，外围设备仍处于睡眠状态。利用红外检测的方式检测用户，从而唤醒外围设备，使外围设备由睡眠状态转为工作状态，从而达到节约电能的目的。在无用户时处于睡眠状态，减少外围设备在无用户时依然工作的时间，即减少外围设备的工作时间，从而延长外围设备的使用寿命。

可选的，所述红外发射电路包括定时器电路、与门芯片U2、红外发射管D1、三极管Q1、三极管Q3，所述定时器电路的输出端连接有电阻器R10，所述电阻器R10的另一端连接于所述与门芯片U2的2引脚，所述与门芯片U2的1引脚连接有电阻器R9,所述电阻器R9的另一端连接于所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的集电极连接有电阻器RY，所述电阻器RY的另一端连接于供电电路，所述三极管Q1的发射极连接于接地端，所述三极管Q1的基极连接有电阻器RX1，所述电阻器RX1的另一端连接于用于传输控制信号的连接端GPIO_29；

所述与门芯片U2的3引脚连接于接地端，所述与门芯片U2的4引脚连接有电阻器R7，所述电阻器R7的另一端连接于所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极连接于接地端，所述三极管Q3的集电极连接于所述红外发射管D1的阴极端，所述红外发射管D1的阳极端连接有电阻器R3，所述电阻器R3的另一端连接于供电电路，所述电阻器R3并联有电阻器R4、电阻器R11和电阻器R13。

通过采用上述技术方案，与门芯片U2的1引脚接收由连接端GPIO_29传输的控制信号，与门芯片U2的2引脚接收定时器电路传输的方波，控制信号和方波经过与门芯片U2的调制输出新的方波信号从而控制三极管Q1，进而控制红外发射管D1工作。

可选的，所述红外接收电路包括放大电路、检测电路、红外接收管ISO1和或门芯片U7，所述红外接收管ISO1的阴极端连接于供电电路，所述红外接收管ISO1的阳极端连接有电阻器R16，所述电阻器R16的另一端连接于接地端，所述放大电路的输入端连接于所述红外接收管ISO1的阳极端，所述放大电路的输出端连接于所述或门芯片U7，所述检测电路的输入端连接于所述红外接收管ISO1，所述检测电路的输出端连接于所述或门芯片U7，所述或门芯片U7用于向所述门禁主机接口传送电信号。

通过采用上述技术方案，用户将红外线反射至红外接收管ISO1，放大电路用于将红外接收管ISO1处的交流信号放大并整流为直流，经过放大并整流后的直流信号传输至或门芯片U7，然后传输至门禁主机；而在太阳直射时，由于太阳光中存在红外线，红外接收管ISO1处为第一直流信号，检测电路检测第一直流信号并在直流信号的电压达到基准电压时输出第二直流信号至或门芯片U7，然后传输至门禁主机，门禁主机在接收直流信号后判定直流信号持续时间，当直流信号的持续时间大于预设时间，则判定为太阳直射红外接收管ISO1，当直流信号的持续时间不大于预设时间，则判定为存在用户。

可选的，所述检测电路包括比较器U18，所述比较器U18的1引脚连接有电阻器R30，所述电阻器R30的另一端连接于所述供电电路，所述比较器U18的1引脚连接有电阻器R31，所述电阻器R31的另一端连接有电阻器R32，所述电阻器R32的另一端连接有电阻器R33，所述电阻器R33的另一端连接于接地端，所述电阻器R31与所述电阻器R32的连接点连接于所述或门芯片U7的2引脚，所述比较器U18的2引脚连接有电阻器R23，所述电阻器R23的另一端连接于接地端，所述比较器U18的2引脚连接有电阻器R19，所述电阻器R19的另一端连接于所述供电电路，所述比较器U18的3引脚连接有电阻器R18，所述电阻器R18的另一端连接于所述红外接收管ISO1的阳极端，所述电阻器R18与所述红外接收管ISO1的连接点连接有防静电器件D8，所述防静电器件D8的阳极端连接于接地端，所述比较器U18的4引脚连接于接地端；

所述比较器U18的5引脚连接于接地端，所述比较器U18的6引脚和7引脚均与所述比较器U18的5引脚短接，所述比较器U18的8引脚连接有电容器C15，所述电容器C15的另一端连接于接地端，所述电容器C15并联有电容器C14，所述电容器C14的8引脚还连接有电阻器R26，所述电阻器R26的另一端连接于电源输入端SYS。

通过采用上述技术方案，阳光直射时，比较器U18接收红外接收管ISO1处的第一直流信号，判断第一直流信号的电压是否大于基准电压，第一直流信号的电压大于基准电压时，比较器U18的1引脚输出高电平信号，高电平信号为第二直流信号。在没有阳光直射时，红外接收管ISO1处的交流信号也会传输至比较器U18，但是由于此时的交流信号电压值小，即交流信号比较微弱，不会大于基准电压，所以比较器U18不会输出高电平信号。

可选的，放大电路包括运算放大模块U3，所述运算放大模块U3的1引脚连接有电阻器R24，所述电阻器R24的另一端连接有电容器C20，所述电容器C20的另一端连接有电阻器R22，所述电阻器R22的另一端连接有电容器C19，所述电容器C19的另一端连接于所述红外接收管ISO1的阳极端，所述电阻器R22并联有电阻器R38，所述运算放大模块U3的2引脚连接于所述电阻器R24与所述电容器C20的连接点，所述运算放大模块U3的1引脚还连接有电阻器R25，所述电阻器R25的另一端连接有电阻器R29，所述电阻器R29的另一端连接于接地端，所述运算放大模块U3的1引脚还连接有电容器C17，所述电容器C17的另一端连接有电阻器R28，所述电阻器R28的另一端连接于接地端；

所述运算放大模块U3的4引脚连接于所述供电电路，所述供电电路连接有电容器C13，所述电容器C13的另一端连接于接地端，所述供电电路还连接有电阻器R2，所述电阻器R2的另一端连接有电阻器R5，所述电阻器R5的另一端连接于接地端，所述电阻器R5并联有电容器C10，所述电阻器R2与所述电阻器R5的连接点处连接有第三供电端VREF1，所述运算放大模块U3的3引脚连接于所述第三供电端VREF1，所述运算放大模块U3的5引脚也连接于所述第三供电端VREF1；

所述运算放大模块U3的6引脚连接有电容器C21，所述电容器C21的另一端连接于所述电阻器R25与所述电阻器R29的连接点，所述运算放大模块U3的6引脚还连接有电阻器R27，所述电阻器R27的另一端连接于所述运算放大模块U3的7引脚，所述运算放大模块U3的7引脚还连接有电容器C22，所述电容器C22的另一端连接于所述电阻器R25与所述电阻器29的连接点，所述运算放大模块U3的8引脚连接有电阻器R14，所述电阻器R14的另一端连接有二极管D2，所述二极管D2的阴极端连接有电阻器R20，所述电阻器R20的另一端连接于接地端，所述电阻器R20并联有电容器C16；

所述运算放大模块U3的9引脚连接有电容器C25，所述电容器C25的另一端连接于接地端，所述运算放大模块U3的9引脚还连接有电阻器R36，所述电阻器R36的另一端连接有电阻器R35，所述电阻器R35的另一端连接于接地端，所述运算放大模块U3的9引脚还连接有电阻器R37，所述电阻器R37的另一端连接于供电电路，所述运算放大模块U3的10引脚连接有电阻器R12，所述电阻器R12的另一端连接于所述运算放大模块U3的7引脚，运算放大模块U3的11引脚连接于接地端；

所述运算放大模块U3的12引脚连接于所述二极管D2的阴极端，所述运算放大模块U3的13引脚连接于所述第三供电端VREF1，所述运算放大模块U3的14引脚连接有电阻器R15，所述电阻器R15的另一端连接于所述或门芯片U7的1引脚。

通过采用上述技术方案，利用运算放大模块U3及其外围电路对红外接收管ISO1处的交流信号进行四次放大并整流，从而使其能够进行后续处理。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用红外发射电路和红外接收电路检测是否存在用户，在有用户时，利用接口电路向门禁主机发送信号，门禁主机接收到信号后唤醒处于睡眠状态的外围设备，从而使用户完成验证，在未检测到用户时无动作，不向门禁主机发送信号，外围设备仍处于睡眠状态。利用红外检测的方式检测用户，从而唤醒外围设备，使外围设备由睡眠状态转为工作状态，从而达到节约电能的目的。在无用户时处于睡眠状态，减少外围设备在无用户时依然工作的时间，即减少外围设备的工作时间，从而延长外围设备的使用寿命。

附图说明

图1是本申请实施例展示红外检测电路的整体的连接框图。

图2是本申请实施例展示供电电路的电路原理图。

图3是本申请实施例展示接口电路的电路原理图。

图4是本申请实施例展示红外发射电路的电路原理图。

图5是本申请实施例展示波形的示意图。

图6是本申请实施例展示放大电路的电路原理图。

图7是本申请实施例展示检测电路的电路原理图。

附图标记说明：1、供电电路；11、第一供电电路；12、第二供电的电路；2、接口电路；3、红外发射电路；31、定时器电路；4、红外接收电路；41、放大电路；42、检测电路。

具体实施方式

以下结合附图1-7及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种基于红外检测的门禁系统。参照图1，一种基于红外检测的门禁系统包括门禁主机、外围设备、供电电路1、接口电路2、红外发射电路3和红外接收电路4，门禁主机上设置有门禁主机接口，外围设备与门禁主机连接。供电电路1、红外发射电路3和红外接收电路4均连接于接口电路2，红外发射电路3和红外接收电路4均与供电电路1连接，接口电路2用于与门禁主机接口连接，从而将检测结果发送至门禁主机。

红外发射电路3发射红外线，在有用户时，红外发射电路3发射红外线，用户将红外线反射，红外接收电路4检测到用户反射的红外线，然后将检测信号发送至门禁主机；在无用户时，红外接收电路4不能检测到被用户反射的红外线，则无动作。门禁主机根据检测信号唤醒外围设备，从而使外围设备工作，即红外检测电路42没有检测到用户时，门禁主机控制外围设备处于睡眠状态，红外检测电路42检测到用户时，门禁主机唤醒外围设备进入工作状态，以此实现节约电能的目的，并且减少外围设备的无用的工作时间，能够减小外围设备的损耗，从而延长使用寿命。

其中，睡眠状态为不工作状态，此时外围设备处于低功耗状态或者未供电状态，在门禁主机唤醒外围设备时，控制外围设备脱离低功耗状态从而正常进行工作，或者门禁主机控制为外围设备供电从而使外围设备正常工作。在外围设备处于睡眠状态时耗电量低。

参照图2和图3，供电电路1包括第一供电电路11和第二供电电路12，第一供电电路11和第二供电电路12均连接于电源输入端SYS，电源输入端SYS连接于接口电路2，即电源输入端SYS通过接口电路2与门禁主机连接。

参照图2，第一供电电路11包括第一稳压器U4、电容器C1、电容器C2、电容器C3、电容器C4、电容器C5、电容器C23、电容器C24、电容器C27、电阻器RX2、电阻器RX3和第一供电端V_T，第一稳压器U4的3引脚连接有磁珠FB1，磁珠FB1的另一端连接于电源输入端SYS，电容器C1的一端连接于第一稳压器U4的3引脚，电容器C1的另一端连接于接地端，电容器C2、电容器C3、电容器C4和电容器C5均与电容器C1并联。电阻器RX2的一端连接于第一稳压器U4的2引脚，电阻器RX2的另一端与电阻器RX3连接，电阻器RX3的另一端连接于接地端，第一稳压器U4的1引脚连接于电阻器RX2和电阻器RX3的连接点，第一稳压器的4引脚与2引脚短接。第一稳压器U1的4引脚连接有磁珠FB2，磁珠FB2的另一端连接于第一供电端V_T，电容器C23的一端连接于第一稳压器U1的4引脚，电容器C23的另一端连接于接地端，电容器C24与电容器C23并联，电容器C27的一端连接于第一供电端V_T，电容器C27的另一端连接于接地端。

其中，第一稳压器U4可选型号为AMS1117-ADJ的稳压器，电源输入端SYS的电压为12V，第一稳压器U4用于将电源输入端SYS的12V电压转换为5V电压从而在第一供电端V_T输出，即第一供电端V_T的电压为5V，磁珠FB1和磁珠FB2用于滤除杂波，从而是第一稳压器U4的输入电压与输出电压更加稳定、纯净。电阻器RX2和电阻器RX3用于调节第一稳压器U4的输出电压，本申请中将第一稳压器U4的输出电压调节为5V。第一供电电路11中的电容器用于滤波，从而减小杂波的影响。

第二供电电路12包括第二稳压器U5、电容器C28、电容器C29、电容器C30、电容器C31、电阻器R45、电阻器R46和第二供电端V_Z，第二稳压器U5的3引脚连接有磁珠FB3，磁珠FB3的另一端连接于电源输入端SYS，电容器C28的一端连接于第二稳压器U5的3引脚，电容器C28的另一端连接于接地端，电容器C29与电容器C28并联。电阻器R45的一端连接于第二稳压器U5的2引脚，电阻器的R45的另一端与电阻器R46连接，电阻器R46的另一端连接于接地端，第二稳压器U5的1引脚连接于电阻器R45与电阻器R46的连接点，第二稳压器U5的2引脚与4引脚短接。电容器C30的一端连接于第二稳压器U5的4引脚，电容器C30的另一端连接于接地端，电容器C31与电容器C30并联，第二稳压器U5的4引脚连接有磁珠FB4，磁珠FB4的另一端连接于第二供电端V_Z。

其中，第二稳压器U5可选型号为AMS1117-ADJ的稳压器。磁珠FB3和磁珠FB4用于滤除杂波。电阻器R45和电阻器R46用于调节第二稳压器U5的输出电压，本申请中将第二稳压器U5的输出电压调节为5V。第二供电电路12中的电容器用于滤波。

第一供电电路11和第二供电电路12均输出5V电压，相较于第二供电电路12，第一供电电路11中设置了更多的滤波元件，所以第一供电电路11输出的电压比第二供电电路12更加平稳。

参照图3，接口电路2包括接口模块J1、防静电器件D3、防静电器件D4和防静电器件D7，接口模块J1的1引脚连接于电源输入端SYS，接口模块J1的1引脚连接于电源输入端SYS，接口模块J1的2引脚连接有连接端GPIO_29，接口模块J1的3引脚连接有连接端IRDA_INT。接口模块J1的4引脚、5引脚和6引脚均连接于接地端。接口模块J1的1引脚还连接有防静电器件D4，防静电器件D4的阳极端连接于接地端，接口模块J1的2引脚连接有防静电器件D3，防静电器件D3的阳极端连接于接地端，接口模块J1的3引脚连接有防静电器件D7，防静电器件D7的阳极端连接于接地端。

参照图4，红外发射电路3包括定时器电路31、与门芯片U2、红外发射管D1、三极管Q1、三极管Q3，定时器电路31的输出端连接有电阻器R10，电阻器R10的另一端连接于与门芯片U2的2引脚，与门芯片U2的1引脚连接有电阻器R9,电阻器R9的另一端连接于三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极连接有电阻器RY，电阻器RY的另一端连接于第一供电端V_T，三极管Q1的发射极连接于接地端，三极管Q1的基极连接有电阻器RX1，电阻器RX的另一端连接于连接端GPIO_29。

与门芯片U2的3引脚连接于接地端，与门芯片U2的4引脚连接有电阻器R7，电阻器R7的另一端连接于三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极连接于接地端，三极管Q3的集电极连接于红外发射管D1的阴极端，红外发射管D1的阳极端连接有电阻器R3，电阻器R3的另一端连接于第二供电端V_Z并且还连接有电容器C32，电容器C32的另一端连接于接地端。电阻器R3并联有电阻器R4、电阻器R11和电阻器R13,三极管Q3的发射极连接有防静电器件D5，防静电器件D5的阴极端连接于三极管Q3的集电极，防静电器件D5的阳极端连接有防静电器件D6，防静电器件D6的阴极端连接于红外发射管D1的阳极端。与门芯片U2的5引脚连接于第一供电端V_T，与门芯片U2的5引脚还连接有电容器C9，电容器C9的另一端连接于接地端。

其中，定时器电路31中包括555定时器，其可选型号为SA555D的定时器，定时器电路31为此定时器的固定使用电路。与门芯片U2可选型号为74LVC1G08GW的芯片。红外发射管D1可选型号为TKIRA5012C4的发射管。

参照图4和图5，本实施例中，定时器电路31输出38KHZ的A方波，连接端GPIO_29接收门禁主机接口传输的控制电信号，从而使与门芯片U2的1引脚输入1KHZ的B方波，两种不同频率的方波经过与门芯片U2的调制，输出频率为1KHZ但是占空比更低的方波信号，并且调制部分为B方波每个周期的高电平部分，将B方波每个周期的高电平部分调制为与A方波波形相同的波形。举例说明：C方波频率为1KHZ，D方波频率为2KHZ，经过与门芯片U2调制后得到E波形，E波形如图5所示，此处只为展示调制情况作为解释说明。

对波形进行调制是因为红外发射管D1不能长时间工作，此处长时间工作是相较于红外发射管D1本身特性来说，实际时间可能很短，可能是一秒或者更短。所以调制后的波形可以高频控制红外发射管D1通电与断电，使红外发射管D1间歇性工作，从而减小红外发射管D1由于长时间工作而导致损坏的可能性。

防静电器件D5和防静电器件D6起到稳压作用，从而使红外发射管D1能够获得稳定电压，减小红外发射管D1由于电压波动而导致损坏的可能性。

参照图6和图7，红外接收电路4包括放大电路41、检测电路42、红外接收管ISO1和或门芯片U7，红外接收管ISO1的阴极端连接于第一供电端V_T，并且红外接收管ISO1的阴极端还连接有防静电器件D9，防静电器件D9的阳极端连接于接地端。红外接收管ISO1的阳极端连接有电阻器R16，电阻器R16的另一端连接于接地端。放大电路41的输入端连接于红外接收管ISO1的阳极端，放大电路41的输出端连接于或门芯片U7，检测电路42的输入端连接于红外接收管ISO1，检测电路42的输出端连接于或门芯片U7，或门芯片U7用于向门禁主机接口传输电信号。

其中，红外接收管ISO1的阳极端为1引脚，红外接收管ISO1的阴极端为2引脚，红外接收管ISO1可选型号为PT5013F-T2的接收管，红外接收管ISO1在接受不同强度的红线照射时，红外接收管ISO1的导通程度不同，即表现出来的阻值不同，所以产生的信号强度不同。

参照图6，放大电路41包括运算放大模块U3，运算放大模块U3的1引脚连接有电阻器R24，电阻器R24的另一端连接有电容器C20，电容器C20的另一端连接有电阻器R22，电阻器R22的另一端连接有电容器C19，电容器C19的另一端连接于红外接收管ISO1的阳极端，电阻器R22并联有电阻器R38，运算放大模块U3的2引脚连接于电阻器R24与电容器C20的连接点。运算放大模块U3的1引脚还连接有电阻器R25，电阻器R25的另一端连接有电阻器R29，电阻器R29的另一端连接于接地端，运算放大模块U3的1引脚还连接有电容器C17，电容器C17的另一端连接有电阻器R28，电阻器R28的另一端连接于接地端。

运算放大模块U3的4引脚连接于第一供电端V_T，第一供电端V_T连接有电容器C13，电容器C13的另一端连接于接地端，第一供电端V_T还连接有电阻器R2，电阻器R2的另一端连接有电阻器R5，电阻器R5的另一端连接于接地端，电阻器R5并联有电容器C10，电阻器R2与电阻器R5的连接点处连接有第三供电端VREF1，运算放大模块U3的3引脚连接于第三供电端VREF1，运算放大模块U3的5引脚也连接于第三供电端VREF1。

运算放大模块U3的6引脚连接有电容器C21，电容器C21的另一端连接于电阻器R25与电阻器R29的连接点，运算放大模块U3的6引脚还连接有电阻器R27，电阻器R27的另一端连接于运算放大模块U3的7引脚，运算放大模块U3的7引脚还连接有电容器C22，电容器C22的另一端连接于电阻器R25与电阻器29的连接点。运算放大模块U3的8引脚连接有电阻器R14，电阻器R14的另一端连接有二极管D2，二极管D2的阴极端连接有电阻器R20，电阻器R20的另一端连接于接地端，电阻器R20并联有电容器C16。

运算放大模块U3的9引脚连接有电容器C25，电容器C25的另一端连接于接地端，运算放大模块U3的9引脚还连接有电阻器R36，电阻器R36的另一端连接有电阻器R35，电阻器R35的另一端连接于接地端，运算放大模块U3的9引脚还连接有电阻器R37，电阻器R37的另一端连接于第一供电端V_T。运算放大模块U3的10引脚连接有电阻器R12，电阻器R12的另一端连接于运算放大模块U3的7引脚。运算放大模块U3的11引脚连接于接地端。

运算放大模块U3的12引脚连接于二极管D2的阴极端，运算放大模块U3的13引脚连接于第三供电端VREF1，运算放大模块U3的14引脚连接有电阻器R15，电阻器R15的另一端连接于或门芯片U7的1引脚。

参照图7，检测电路42包括比较器U18，比较器U18的1引脚连接有电阻器R30，电阻器R30的另一端连接于第一供电端V_T，比较器U18的1引脚连接有电阻器R31，电阻器R31的另一端连接有电阻器R32，电阻器R32的另一端连接有电阻器R33，电阻器R33的另一端连接于接地端，电阻器R31与电阻器R32的连接点连接于或门芯片U7的2引脚。比较器U18的2引脚连接有电阻器R23，电阻器R23的另一端连接于接地端，比较器U18的2引脚连接有电阻器R19，电阻器R19的另一端连接于第一供电端V_T。比较器U18的3引脚连接有电阻器R18，电阻器R18的另一端连接于红外接收管ISO1的阳极端，电阻器R18与红外接收管ISO1的连接点连接有防静电器件D8，防静电器件D8的阳极端连接于接地端。比较器U18的4引脚连接于接地端。

比较器U18的5引脚连接于接地端，比较器U18的6引脚和7引脚均与比较器U18的5引脚短接。比较器U18的8引脚连接有电容器C15，电容器C15的另一端连接于接地端，电容器C15并联有电容器C14，电容器C14的8引脚还连接有电阻器R26，电阻器R26的另一端连接于电源输入端SYS。

其中，通过改变电阻器R19和电阻器R23的阻值，能够改变比较器U18的基准电压。

或门芯片U7的3引脚连接于接地端，或门芯片U7的4引脚连接有电阻器R40，电阻器R40的另一端连接与连接端IRDA_INT，或门芯片U7的5引脚连接有第一供电端V_T，或门芯片U7的5引脚连接有电容器C18，电容器C18的另一端连接于接地端。

或门芯片U7通过电阻器R40连接于连接端IRDA_INT，从而将电信号传输至门禁主机。

检测电路42和放大电路41的工作情况不同，具体来说，在阳光不强或者没有阳光的位置，红外接收管ISO1接收被用户反射的红外发射管D1发射的红外光，由于红外发射管D1是间歇性工作，所以红外接收管ISO1接收到的被用户反射的红外线是间歇性的，并且由于红外线的衰弱与增强导致红外接收管ISO1的工作深度持续变化，所以红外接收管ISO1的阳极端输出交流信号，同时由于红外接收管ISO1接收的反射来的红外线较弱，红外接收管ISO1的阳极端的交流信号为弱信号，弱信号经过电容器C19和电容器C20进入运算放大模块U3，运算放大模块U3将交流信号放大并整形，然后输入至或门芯片U7。展开来说，运算放大模块U3的3引脚输入电压为2.5V，运算放大模块U3的2引脚通过电容器C20连接红外接收管ISO1的阳极端，电阻器R24是反馈电阻，电阻器R24用于控制放大倍数。运算放大模块U3的5引脚输入电压为2.5V，运算放大模块U3的6引脚通过电容器C21和电阻器R25连接于运算放大模块U3的1引脚，即运算放大模块U3的1引脚输出信号至运算放大模块U3的6引脚，电阻器R27是反馈电阻，电阻器R27用于控制放大倍数。以此类推，此处不再赘述，运算放大模块U3对最初的交流信号进行四次放大并整流为直流，此直流信号为第三直流信号，第三直流信号为高电平信号，最终运算放大模块U3在14引脚输出放大并整流后的第三直流信号，被放大并整流后的第三直流信号传输至或门芯片U7。

上述弱信号是相比较强信号来描述的，在电路中，强信号和弱信号是相对来说，没有准确的界定值，所以强信号、弱信号的描述是清楚的、本领域人员能够明白的。

在阳光直射红外接收管ISO1时，由于阳光本身存在较强红外线，红外接收管ISO1被强红外线持续照射，红外接收管ISO1的阳极端有一个高电平的第一直流信号并对人体反射的较弱的红外线不响应，电容器C19将第一直流信号隔断，即放大电路41不工作。红外接收管ISO1阳极端的第一直流信号输入检测电路42，比较器U18将第一直流信号的电压与基准电压进行比较，当第一直流信号的电压大于基准电压时，比较器U18输出高电平信号，此高电平信号为第二直流信号，当第一直流信号的电压小于基准电压时，比较器U18输出低电平信号。

或门芯片U7接收到放大电路41输出的第三直流信号或者接收到检测电路42输出的第二直流信号，或门芯片U7输出对应的高电平信号，门禁主机接收高电平信号后判断高电平信号持续时间是否大于预设时间，如果高电平信号持续时间大于预设时间，则判定为阳光直射红外接收管ISO1，由于阳光直射红外接收管ISO1，导致无法正常检测用户；如果高电平信号持续时间不大于预设时间，则判定为存在用户。在门禁主机判定为阳光直射红外接收管ISO1时，门禁主机控制内置的报警装置报警，从而实现提示的功能。利用两个电路的设计，在能够实现检测是否存在用户的同时还能检测红外接收管ISO1是否能够正常检测用户，并且在无法正常检测用户的情况下进行报警。

本实施例在实现无用户时外围设备处于睡眠状态以节约电能，还能够通过检测用户的情况下自动唤醒外围设备，从而实用户正常使用门禁系统。还能够利用门禁主机判断出红外检测部分能够正常检测用户，如果未能正常检测用户，即太阳直射红外接收管ISO1的情况，能够自动报警，以达到提示的作用。

本申请实施例一种基于红外检测的门禁系统的实施原理为：三极管Q1根据连接端GPIO_29的控制信号通断，以使与门芯片U2的1引脚输入1KHZ的方波信号，定时器U1输出38KHZ的方波信号，即与门芯片U2的2引脚输入38KHZ的方波信号，然后在与门芯片U2的作用下输出频率为1KHZ的被调制的方波信号，但是被调制的方波信号的占空比降低，然后三极管Q3在此方波信号的控制下通断，从而控制红外发射管D1以1KHZ的频率发射红外信号。

如果存在用户，用户将红外发射管发射的红外信号反射，并且被红外接收管ISO1接收，红外发射管D1以1KHZ发射红外信号，所以红外接收管ISO1接收到的被用户反射的红外信号比较微弱并且红外信号是间歇性的，红外接收管ISO1阳极端则产生交流信号并且此交流信号为弱信号，交流信号经过电容器C19被传输至放大电路，放大电路对交流信号进行放大并整流，然后输出至或门芯片U7，或门芯片U7将放大并整流后的第三直流信号发送至门禁主机，门禁主机接收第三直流信号后唤醒外围设备。

当阳光直射设备时，由于太阳本身存在较强的红外线，此时红外接收管ISO1持续接收红外信号，红外接收管ISO1的阳极端为第一直流信号，第一直流信号通过电阻器R18输入至比较器U18，比较器U18将第一直流信号的电压与基准电压进行对比，当第一直流信号的电压大于基准电压时，比较器U18输出第二直流信号至或门芯片U7，此时或门芯片U7输出第二直流信号至门禁主机，门禁主机接收后第二直流信号后唤醒外围设备。

门禁主机在接收第二直流信号或者第三直流信号后，即门禁主机接收高电平信号后，判断高电平信号持续时间是否大于预设时间，如果高电平信号持续时间大于预设时间，则判定为阳光直射红外接收管ISO1，此时门禁主机控制报警装置报警。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (5)

1.一种基于红外检测的门禁系统，包括门禁主机和外围设备，所述外围设备连接于所述门禁主机，所述门禁主机上设置有门禁主机接口，其特征在于：包括供电电路（1）、红外发射电路（3）、红外接收电路（4）和接口电路（2）；所述红外发射电路（3）和所述红外接收电路（4）均连接于接口电路（2）；所述红外发射电路（3）和所述红外接收电路（4）均与所述供电电路（1）连接，所述接口电路（2）用于连接门禁主机接口。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的门禁系统，其特征在于：所述红外发射电路（3）包括定时器电路（31）、与门芯片U2、红外发射管D1、三极管Q1、三极管Q3，所述定时器电路（31）的输出端连接有电阻器R10，所述电阻器R10的另一端连接于所述与门芯片U2的2引脚，所述与门芯片U2的1引脚连接有电阻器R9,所述电阻器R9的另一端连接于所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的集电极连接有电阻器RY，所述电阻器RY的另一端连接于供电电路（1），所述三极管Q1的发射极连接于接地端，所述三极管Q1的基极连接有电阻器RX1，所述电阻器RX1的另一端连接于用于传输控制信号的连接端GPIO_29；

所述与门芯片U2的3引脚连接于接地端，所述与门芯片U2的4引脚连接有电阻器R7，所述电阻器R7的另一端连接于所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极连接于接地端，所述三极管Q3的集电极连接于所述红外发射管D1的阴极端，所述红外发射管D1的阳极端连接有电阻器R3，所述电阻器R3的另一端连接于所述供电电路（1），所述电阻器R3并联有电阻器R4、电阻器R11和电阻器R13。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于红外检测的门禁系统，其特征在于：所述红外接收电路（4）包括放大电路（41）、检测电路（42）、红外接收管ISO1和或门芯片U7，所述红外接收管ISO1的阴极端连接于供电电路（1），所述红外接收管ISO1的阳极端连接有电阻器R16，所述电阻器R16的另一端连接于接地端，所述放大电路（41）的输入端连接于所述红外接收管ISO1的阳极端，所述放大电路（41）的输出端连接于所述或门芯片U7，所述检测电路（42）的输入端连接于所述红外接收管ISO1，所述检测电路（42）的输出端连接于所述或门芯片U7，所述或门芯片U7用于向所述门禁主机接口传送电信号。

4.根据权利要求3所述的一种基于红外检测的门禁系统，其特征在于：所述检测电路（42）包括比较器U18，所述比较器U18的1引脚连接有电阻器R30，所述电阻器R30的另一端连接于所述供电电路（1），所述比较器U18的1引脚连接有电阻器R31，所述电阻器R31的另一端连接有电阻器R32，所述电阻器R32的另一端连接有电阻器R33，所述电阻器R33的另一端连接于接地端，所述电阻器R31与所述电阻器R32的连接点连接于所述或门芯片U7的2引脚，所述比较器U18的2引脚连接有电阻器R23，所述电阻器R23的另一端连接于接地端，所述比较器U18的2引脚连接有电阻器R19，所述电阻器R19的另一端连接于所述供电电路（1），所述比较器U18的3引脚连接有电阻器R18，所述电阻器R18的另一端连接于所述红外接收管ISO1的阳极端，所述电阻器R18与所述红外接收管ISO1的连接点连接有防静电器件D8，所述防静电器件D8的阳极端连接于接地端，所述比较器U18的4引脚连接于接地端；

所述比较器U18的5引脚连接于接地端，所述比较器U18的6引脚和7引脚均与所述比较器U18的5引脚短接，所述比较器U18的8引脚连接有电容器C15，所述电容器C15的另一端连接于接地端，所述电容器C15并联有电容器C14，所述电容器C14的8引脚还连接有电阻器R26，所述电阻器R26的另一端连接于电源输入端SYS。

5.根据权利要求3所述的一种基于红外检测的门禁系统，其特征在于：所述放大电路（41）包括运算放大模块U3，所述运算放大模块U3的1引脚连接有电阻器R24，所述电阻器R24的另一端连接有电容器C20，所述电容器C20的另一端连接有电阻器R22，所述电阻器R22的另一端连接有电容器C19，所述电容器C19的另一端连接于所述红外接收管ISO1的阳极端，所述电阻器R22并联有电阻器R38，所述运算放大模块U3的2引脚连接于所述电阻器R24与所述电容器C20的连接点，所述运算放大模块U3的1引脚还连接有电阻器R25，所述电阻器R25的另一端连接有电阻器R29，所述电阻器R29的另一端连接于接地端，所述运算放大模块U3的1引脚还连接有电容器C17，所述电容器C17的另一端连接有电阻器R28，所述电阻器R28的另一端连接于接地端；

所述运算放大模块U3的4引脚连接于所述供电电路（1），所述供电电路（1）连接有电容器C13，所述电容器C13的另一端连接于接地端，所述供电电路（1）还连接有电阻器R2，所述电阻器R2的另一端连接有电阻器R5，所述电阻器R5的另一端连接于接地端，所述电阻器R5并联有电容器C10，所述电阻器R2与所述电阻器R5的连接点处连接有第三供电端VREF1，所述运算放大模块U3的3引脚连接于所述第三供电端VREF1，所述运算放大模块U3的5引脚也连接于所述第三供电端VREF1；

所述运算放大模块U3的6引脚连接有电容器C21，所述电容器C21的另一端连接于所述电阻器R25与所述电阻器R29的连接点，所述运算放大模块U3的6引脚还连接有电阻器R27，所述电阻器R27的另一端连接于所述运算放大模块U3的7引脚，所述运算放大模块U3的7引脚还连接有电容器C22，所述电容器C22的另一端连接于所述电阻器R25与所述电阻器29的连接点，所述运算放大模块U3的8引脚连接有电阻器R14，所述电阻器R14的另一端连接有二极管D2，所述二极管D2的阴极端连接有电阻器R20，所述电阻器R20的另一端连接于接地端，所述电阻器R20并联有电容器C16；

所述运算放大模块U3的9引脚连接有电容器C25，所述电容器C25的另一端连接于接地端，所述运算放大模块U3的9引脚还连接有电阻器R36，所述电阻器R36的另一端连接有电阻器R35，所述电阻器R35的另一端连接于接地端，所述运算放大模块U3的9引脚还连接有电阻器R37，所述电阻器R37的另一端连接于供电电路（1），所述运算放大模块U3的10引脚连接有电阻器R12，所述电阻器R12的另一端连接于所述运算放大模块U3的7引脚，运算放大模块U3的11引脚连接于接地端；

所述运算放大模块U3的12引脚连接于所述二极管D2的阴极端，所述运算放大模块U3的13引脚连接于所述第三供电端VREF1，所述运算放大模块U3的14引脚连接有电阻器R15，所述电阻器R15的另一端连接于所述或门芯片U7的1引脚。

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