CN201796151U - 主动式红外探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭露了一种主动式红外探测装置，所述装置包括：红外调制模块，按照预定频率调制得到红外调制信号；红外发射模块，发射所述红外调制信号以探测物体；红外接收模块，接收被探测物体反射回的所述红外调制信号；和红外解调模块，将接收到的所述红外调制信号按照所述预定频率解调。本实用新型提供的主动式红外探测装置采用将发送的红外线使用同一频率信号进行调制和解调的方法，使所述主动式红外探测装置发送和接收具有“特殊标记”的红外线，排除了环境因素带来的大部分红外干扰，获得了良好的抗干扰能力。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种红外探测装置，特别涉及一种具有抗干扰能力的红外探测装置。
【背景技术】
红外探测设备(Infrared Detector)是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。现有技术中，红外探测设备已经广泛应用于人体检测、防盗监控等领域。
红外探测设备从原理讲基本分为两类，一类是通过接收物体自身发出的红外线来进行探测的被动式红外探测设备；另一类是通过主动发出红外线，接收物体反射回的红外线进行探测的主动式红外探测设备。被动式红外探测设备的典型代表是热释红外线传感器，但是其缺点是只接收人体或者动物所发出的红外线，探测种类或范围有限。主动式红外探测设备的缺点是抗干扰能力很弱，在探测或者工作环境变化的情况下，比如探测环境受光照影响、工作环境不同温度差异等，都会引起所述主动式红外探测设备探测能力大大下降的情况。
因此，亟待提出一种先进的、可以克服上述缺点的技术方案。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种具有抗干扰能力的主动式红外探测装置。
为了达到本实用新型的目的，本实用新型提供一种主动式红外探测装置，所述装置包括：红外调制模块，按照预定频率调制得到红外调制信号；红外发射模块，发射所述红外调制信号以探测物体；红外接收模块，接收被探测物体反射回的所述红外调制信号；和红外解调模块，将接收到的所述红外调制信号按照所述预定频率解调。
进一步地，所述主动式红外探测装置还包括接收放大模块，所述红外接收模块在接收到所述红外调制信号后经过所述接收放大模块放大输出到所述红外解调模块进行解调。
进一步地，所述红外调制模块和所述红外解调模块由同一调制解调芯片实现。
进一步地，所述红外调制模块包括调制解调芯片和振荡电路，所述振荡电路为所述调制解调芯片提供调制基准信号。
进一步地，所述红外发射模块包括红外发光二极管和第一放大电路，所述第一放大电路是三极管、场效应管、运算放大器或者多级放大电路中的一种，所述红外调制信号经过所述第一放大电路的放大输出后通过所述红外发光二极管发射。
进一步地，所述红外接收模块包括红外接收二极管，当接收到所述红外调制信号时所述红外接收二极管的阴极端输出所述红外调制信号。
进一步地，所述红外解调模块包括调制解调芯片和振荡电路，所述振荡电路为所述调制解调芯片提供调制基准信号，所述调试基准信号与所述红外调制模块所采用的调试基准信号为同一频率。
进一步地，所述调制解调芯片采用通用音调译码器LM567芯片，所述振荡电路包括依次串联的可调电阻RP1、电阻R1和电容C3，所述振荡电路的频率计算公式为f＝1/2∏(R7+RP1)C3，调节可调电阻RP1的阻值可导致所述振荡电路的频率发生变化。
进一步地，所述接收放大模块包括第二放大电路和RC滤波器，所述第二放大电路是三极管、场效应管、运算放大器或者多级放大电路中的一种，所述RC滤波器允许通过的频率包括所述红外调制模块采用的调制频率。
进一步地，所述红外发射模块和所述红外接收模块采用红外对管来进行所述红外调制信号的发射与接收。
与现有技术相比，本实用新型提供的主动式红外探测装置采用将发送的红外线使用同一频率信号进行调制和解调的方法，使所述主动式红外探测装置发送和接收具有“特殊标记”的红外线，排除了环境因素带来的大部分红外干扰，获得了良好的很好的抗干扰能力。即探测或者工作环境发生某种因素变化，所述主动式红外探测装置也不会产生接收信号与发送信号频率不匹配的情况；同时因为所述主动式红外探测装置接收的是调制后的红外线，外界光线的明亮变化也不会再干扰到所述主动式红外探测装置的正常探测。
【附图说明】
结合参考附图及接下来的详细描述，本实用新型将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：
图1为本实用新型中主动式红外探测装置在一个实施例中的结构方框图；和
图2为本实用新型中主动式红外探测装置在一个实施例中的电路结构图。
【具体实施方式】
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型所述主动式红外探测装置的重点或者特点之一在于，所述主动式红外探测装置发射和接收的红外信号是经过同一调制基准信号进行调制后的红外信号。
请参考图1，其示出了本实用新型的一个实施例中的主动式红外探测装置100的结构方框图。所述主动式红外探测装置100包括红外调制模块101、红外发射模块102、红外接收模块103、接收放大模块104和红外解调模块105。
所述红外调制模块101按照预定频率调制得到红外调制信号。所述红外调制模块101包括调制解调芯片和振荡电路，所述振荡电路为所述调制解调芯片提供调制基准信号。在一个实施例中，所述调制解调芯片可以采用通用音调译码器LM567芯片。
所述红外发射模块102发射所述红外调制信号以探测物体。所述红外发射模块102可以是红外发光二极管，也可以是红外发光二极管和第一放大电路，所述第一放大电路是三极管、场效应管、运算放大器或者多级放大电路中的一种，所述红外调制信号经过所述第一放大电路的放大输出后通过所述红外发光二极管发射。显然在需要提高发射功率的实施例中，所述红外发射模块102还可以采用较大发射功率的红外发光二极管以及更大功率的第一放大电路。
红外接收模块103接收被探测物体反射回来的所述红外调制信号。红外接收模块103包括红外接收二极管，红外接收模块103接收由被探测物体发射回来的红外调制信号并由所述红外接收二极管的阴极端将所述红外调制信号输出给接收放大模块104。在一个具体的实施例中，所述红外接收模块103采用电阻串联红外接收二极管的方式实现。而且所述红外接收二极管和所述红外发光二极管为红外对管。
所述接收放大电路104包括第二放大电路和RC滤波器，所述第二放大电路是三极管、场效应管、运算放大器或者多级放大电路中的一种。所述RC滤波器允许通过的频率包括所述红外调制模块101采用的调制频率，同时所述RC滤波器允许通过的频率尽量不包括可以干扰所述主动式红外探测装置100的频率，这样可以滤掉大部分的干扰信号。在具体的实施时，可以采取对常见的干扰信号的频率进行统计分析，以获得这些干扰信号的频率。所述红外接收模块103接收到所述红外调制信号后经过所述接收放大电路104放大输出并且滤波后传输给所述红外解调模块105进行解调。在需要探测更远距离的实施例中，所述接收放大电路104可以采用多级放大以提高放大倍数。
所述红外解调模块105将接收到的所述红外调制信号按照所述预定频率解调。所述红外解调模块105包括调制解调芯片和振荡电路，所述振荡电路为所述调制解调芯片提供调制基准信号，所述调试基准信号与所述红外调制模块所采用的调试基准信号为同一频率。在一个实施例中，所述红外解调模块105和所述红外调制模块101由同一个调制解调芯片实现。即所述红外解调模块105和所述红外调制模块101可以认为是红外解调/调制模块，也即可以集成为同一个模块，该模块即可实现调制功能，也可以实现解调功能。
综上所述，所述主动式红外探测装置100采用将发送的红外线使用同一频率信号进行调制和解调的方法，可以达到很好的抗干扰能力。即使探测或者工作环境发生某种因素变化，所述主动式红外探测装置100也不会产生接收信号与发送信号频率不匹配的情况。同时因为接收的是调制后的红外线，外界光线的明亮变化也不会再干扰到所述主动式红外探测装置100的正常探测。
为了便于描述本实用新型，下文将通过具体实施例中的电路图来详细描述本实用新型。
请参考图2，其示出了本实用新型在一个实施例中的主动式红外探测装置200的电路结构图。所述主动式红外探测装置200包括红外调制/解调模块210、红外发射模块220、红外接收模块230和接收放大模块240。
所述红外调制/解调模块210包括调制解调芯片212和由电阻R7、可调电阻RP1和电容C3组成的振荡电路。所述调制解调芯片212可以采用通用音调译码器LM567芯片，其包括R+、C+、GND、OUT、V+、IN、LFIL和OFIL八个引脚。所述调制解调芯片212的R+引脚依次与可调电阻RP1、电阻R7和电容C3串联并电性相连，电容C3的另一端接地。所述调制解调芯片212的C+引脚与串联的电阻R7和电容C3之间的节点相连。所述调制解调芯片212的LFIL和OFIL引脚各经过电容C5和C6接地。所述调制解调芯片212的V+引脚与电源VCC相连，并且所述V+引脚连接一个电容C7接地以便于滤波。
所述红外发射模块220包括串联的可调电阻R1、红外发光二极管D1和三极管J1。所述可调电阻R1的一端与电源VCC相连。所述红外发光二极管D1的阳极与所述可调电阻R1的另一端电性相连，所述红外发光二极管D1的阴极与所述三极管J1的集电极电性相连。所述三极管J1的发射极接地，所述三极管J1的基极与所述红外调制/解调模块210的调制解调芯片212的R+引脚相连。
所述红外接收模块230包括串联的电阻R2、电阻R3和红外接收二极管D2。所述电阻R2的一端与电源VCC相连，所述电阻R2的另一端与电阻R3的一端相连。所述红外接收二极管D2的阴极与所述电阻R3的另一端相连，所述红外接收二极管D2的阳极接地。在所述电阻R2和所述电阻R3之间的节点还通过一个电容C8接地。
所述接收放大模块240包括运算放大器241，所述运算放大器241可以采用LM324芯片，所述运算放大器241的反相输入端经过串联的电容C1和电阻R6与所述红外接收模块230的红外接收二极管D2的阴极相连。其中串联的电容C1和电阻R6形成RC滤波器将所述红外接收模块230的红外接收二极管D2的阴极接收到的红外调制信号滤波后传输给所述运算放大器241的反相输入端进行放大，同时所述运算放大器241的输出端还通过一电阻R4与其反相输入端相连以起到负反馈的作用。所述运算放大器241的同相输入端接地，所述运算放大器241的输出端经过电容C4与所述红外调制/解调模块210的调制解调芯片212的IN引脚相连，以便于对放大后的所述红外调制信号进行解调。所述运算放大器241的正电源端与电源VCC相连，并且所述正电源端连接一个电容C2接地以便于滤波。所述运算放大器241的负电源端接地。
综上所述，本文已经通过一个具体实施例中的电路图已经详尽地描述了本实用新型中所述主动式红外探测装置的实现方式。应当认识到，所述RC滤波器允许通过的频率应当包括所述振荡电路的调制频率f，而由电阻R7、可调电阻RP1和电容C3组成的振荡电路的振荡频率计算公式为f＝1/2∏(R7+RP1)C3，这样当所述主动式红外探测装置200在制作成为产品后，可以通过调节可调电阻RP1的阻值使所述振荡电路的频率发生变化，从而适应所述RC滤波器允许通过的频率段以达到良好地滤波效果，这也是本实用新型的重点和亮点之一。另外在实际的使用中，当所述主动式红外探测装置200接收到物体反射的有足够强度的红外调制信号后，所述红外调制/解调模块210的调制解调芯片212的OUT引脚将输出低电平。
上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于所述具体实施方式。
Claims (10)
1.一种主动式红外探测装置，其特征在于，其包括：
红外调制模块，按照预定频率调制得到红外调制信号；
红外发射模块，发射所述红外调制信号以探测物体；
红外接收模块，接收被探测物体反射回的所述红外调制信号；和
红外解调模块，将接收到的所述红外调制信号按照所述预定频率解调。
2.根据权利要求1所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述主动式红外探测装置还包括接收放大模块，所述红外接收模块在接收到所述红外调制信号后经过所述接收放大模块放大输出到所述红外解调模块进行解调。
3.根据权利要求1所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述红外调制模块和所述红外解调模块由同一调制解调芯片实现。
4.根据权利要求1所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述红外调制模块包括调制解调芯片和振荡电路，所述振荡电路为所述调制解调芯片提供调制基准信号。
5.根据权利要求1所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述红外发射模块包括红外发光二极管和第一放大电路，所述第一放大电路是三极管、场效应管、运算放大器或者多级放大电路中的一种，所述红外调制信号经过所述第一放大电路的放大输出后通过所述红外发光二极管发射。
6.根据权利要求1所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述红外接收模块包括红外接收二极管，当接收到所述红外调制信号时所述红外接收二极管的阴极端输出所述红外调制信号。
7.根据权利要求1所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述红外解调模块包括调制解调芯片和振荡电路，所述振荡电路为所述调制解调芯片提供调制基准信号，所述调试基准信号与所述红外调制模块所采用的调试基准信号为同一频率。
8.根据权利要求7所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述调制解调芯片采用通用音调译码器LM567芯片，所述振荡电路包括依次串联的可调电阻RP1、电阻R1和电容C3，所述振荡电路的频率计算公式为f＝1/2∏(R7+RP1)C3，调节可调电阻RP1的阻值可导致所述振荡电路的频率发生变化。
9.根据权利要求2所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述接收放大模块包括第二放大电路和RC滤波器，所述第二放大电路是三极管、场效应管、运算放大器或者多级放大电路中的一种，所述RC滤波器允许通过的频率包括所述红外调制模块采用的调制频率。
10.根据权利要求1所述的主动式红外探测装置，其特征在于，所述红外发射模块和所述红外接收模块采用红外对管来进行所述红外调制信号的发射与接收。
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