CN202041799U - 红外声光多功能电气控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电气控制技术领域的红外声光多功能电气控制器，其由电源模块、信号放大模块、微处理器模块及输出驱动模块组成；信号放大模块输入端连接有红外传感器和传声器并对红外传感器和传声器拾取的微小人体移动信号和声音振动信号进行两级滤波放大，信号放大器输出端与微处理器模块输入端连接，微处理器模块输入端还连接有光敏传感器，并且微处理器模块输出端与输出驱动模块连接；电源模块分别与信号放大模块、红外传感器、传声器和微处理器模块连接供电。由于采用多种传感器检测环境信息，具有主动、被动或主被动相结合的工作方式，适用范围更广；采用微处理器完成控制器初始化、传感器信号检测滤波、控制逻辑判别和控制信号输出，使得控制器的功能更加强大、灵活，可满足不同用户的各类需求。

Description

红外声光多功能电气控制器

技术领域

本实用新型涉及一种可由人体红外、声音振动及外界光线三类信号联合触发的光控晶闸管输出的多功能控制器。 

背景技术

在节能设备控制及室内报警控制经常用到的检测传感器包括：红外热释电传感器(PIR)、传声器(MIC)、雷达(微波)传感器及光敏传感器等等。其控制方法是通过上述检测传感器检测人体或其它被控对象移动信号，将该信号滤波放大处理后作为触发信号用来控制设备和报警器。常用的此类控制器主要有：红外控制开关、声光控开光、雷达探测模块、声光防盗报警器、短路断路报警器等。 

目前，此类控制器有以下不足： 

红外类控制器受环境温度影响很大，在低温时容易误动，而高温时反应迟钝；移动方向影响触发时间和灵敏度；不能在室外使用，因室外的空气对流可导致控制器误动。 

微波类控制器虽然受温度影响不大，但在不监测区域要采取有效的信号屏蔽措施，在许多工程应用上比较麻烦；微波控制器在天线轴线方向灵敏度高，在其它方向灵敏度相对来说要低得多。 

声音类控制器是被动式控制器，需要监测对象有意识地发出声音或振动信号才能被触发，使用有一定的局限性。 

大部分产品采用继电器输出形式，继电器的触点接通火花容易干扰控制电路引起控制器误动或其它故障。 

实用新型内容

为了克服现有产品技术功能不全面、可靠性不高和工程应用受到制约等缺点，本实用新型提供一种可综合检测人体红外、声音振动及外界光线信号的多功能控制方法。它可以根据实际需求连接一种或几种检测传感器，采用专门的通用信号滤波放大模块对弱小信号进行处理，采用微处理器软件实现自检、综合逻辑判断、异常情况剔除、延时控制等，输出采用光控晶闸管大大降低了负载接通瞬间对控制器电路部分的干扰。此外对红外信号还采取了温度补偿措施，极大地降低了环境温度变化引起的灵敏度变化。 

红外声光多功能电气控制器，其是由电源模块、信号放大模块、微处理器模块及输出驱动模块组成；信号放大模块输入端连接有红外传感器和传声器并对红外传感器和传声器拾取的微小人体移动信号和声音振动信号进行两级滤波放大，信号放大器输出端与微处理器模块输入端连接，微处理器模块输入端还连接有光敏传感器，并且微处理器模块输出端与输出驱动模块连接；电源模块分别与信号放大模块、红外传感器、传声器和微处理器模块连接供电。 

本实用新型相比现有技术的优点在于：由于采用多种传感器检测环境信息，具有主动、被动或主被动相结合的工作方式，适用范围更广；对红外信号采用了环境温度补偿设计，提高了在不同气候环境下控制器探测灵敏度的稳定性；采用微处理器完成控制器初始化、传感器信号检测滤波、控制逻辑判别和控制信号输出，使得控制器的功能更加强大、灵活，可满足不同用户的各类需求(只需修改软件)。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明： 

图1是红外声光多功能控制器系统框图。 

图2是红外声光多功能控制器信号放大模块框图。 

图3是红外声光多功能控制器初始化流程图。 

图4是红外声光多功能控制器主程序流程图。 

具体实施方式

参照附图1，红外声光多功能电气控制器，其是由电源模块、信号放大模块、微处理器模块及输出驱动模块组成；信号放大模块输入端连接有红外传感器和传声器并对红外传感器和传声器拾取的微小人体移动信号和声音振动信号进行两级滤波放大，信号放大器输出端与微处理器模块输入端连接，微处理器模块输入端还连接有光敏传感器，并且微处理器模块输出端与输出驱动模块连接；电源模块分别与信号放大模块、红外传感器、传声器和微处理器模块连接供电。信号放大模块包括对红外信号和声音信号分别进行初级放大的初级滤波放大器和次级反相放大器，在初级滤波放大器和次级反相放大器上连接有信号合成器。 

本实用新型采用模块化结构设计，主要有电源模块、信号放大模块、微处理器模块及输出驱动模块。电源模块为控制器提供直流12V和5V两种电源，在电路上采用全波整流桥和逐级稳压元件设计实现。12V是输出驱动电源，5V为信号放大模块和微处理器模块工作电源；信号放大模块主要对传感器拾取的微小人体移动信号和声音振动信号进行两级滤波放大(见附图2)，红外信号有负温度系数热敏电阻NTC进行灵敏度补偿。设计有用信号频带为0.1～10Hz，红外信号增益为2500，声音振动增益为1000；微处理器模块是控制器的控制部分，以51系列微处理器(也就是单片机)为核心，主要 实现对人体移动信号、声音振动信号和环境光强弱信号进行综合判断，输出一定延时时间的控制信号，不同的延时时间和控制功能组合只需更改相应驱动程序和进行相应的通道设置即可；输出驱动模块实现对交流负载的驱动功能，由于继电器触头频繁通断易产生故障及火花干扰，所以设计采用光控晶闸管，避免了火花干扰所引起的控制器误动，提高了可靠性。 

下面具体说明控制器工作过程： 

(1)控制器初始化(参见图3) 

上电后控制器进入初始化(参见图3)，此时控制器输出有效信号30秒，晶闸管导通，工作指示灯亮。初始化主要是等待微处理的复位和完成输入输出端口设定，更重要的是等待传感器和放大电路因上电冲击所产生的振荡趋于稳定，否则会产生错误控制信号。初始化完成后，软件进入主循环程序，控制器处于检测工作状态。 

(2)控制器循环检测工作状态(参见图4) 

首先判断延时时间计数器值是否为零。 

如果不为零执行如下操作：控制器输出有效，晶闸管导通，工作指示灯亮，每秒钟延时时间计数器值减1，然后循环判断断延时时间计数器值； 

如果断延时时间计数器值为零执行如下操作：控制器输出无效，晶闸管截止，工作指示灯熄灭。接着判断是否有触发信号，如果有将断延时时间计数器值置设定值。 

接着判断光敏信号是否超限。 

如果不超限(例如走廊照明为30LUX)，返回循环开始判断延时时间计数器值是否为零。 

如果超限将进入光控子程序，此时改变光敏门限，时光敏控制 有一定的阈值，不发生振荡。进入光控子程序后，控制器输出无效，晶闸管截止，工作指示灯熄灭。直到外界光强度达到设定门限(例如走廊照明为10LUX)，退出光控子程序，返回循环开始判断延时时间计数器值是否为零。 

本实用新型一种可由人体红外、声音振动及外界光线三类信号联合触发的输出(光控晶闸管)的多功能控制器，包括下述步骤： 

1)控制器上电后进行自检，自检完成后处于待机状态 

2)通过红外热释电传感器检测人体移动信号； 

3)通过传声器(话筒)检测人员有意识发出的声音信号； 

4)信号放大模块处理人体移动信号和声音信号； 

5)微处理器(装有专门的软件)的模拟比较器对信号放大模块处理过的信号进行比较，确认信号超过预设门限；微处理器还直接接收光敏传感器输出的信号； 

6)微处理器(根据预定需求)循环综合判断人体移动信号、声音振动信号和光敏台阶信号后决定是否输出具有固定延时时间的控制信号，而不管此时控制信号是否有效。 

Claims (4)

1.红外声光多功能电气控制器，其特征是由电源模块、信号放大模块、微处理器模块及输出驱动模块组成；信号放大模块输入端连接有红外传感器和传声器并对红外传感器和传声器拾取的微小人体移动信号和声音振动信号进行两级滤波放大，信号放大器输出端与微处理器模块输入端连接，微处理器模块输入端还连接有光敏传感器，并且微处理器模块输出端与输出驱动模块连接；电源模块分别与信号放大模块、红外传感器、传声器和微处理器模块连接供电。

2.根据权利要求1所述的红外声光多功能电气控制器，其特征是电源模块在电路上采用全波整流桥和逐级稳压元件并提供直流12V和5V两种电源。

3.根据权利要求1或2所述的红外声光多功能电气控制器，其特征是信号放大模块包括对红外信号和声音信号分别进行初级放大的初级滤波放大器和次级反相放大器，在初级滤波放大器和次级反相放大器上连接有信号合成器。

4.根据权利要求3所述的红外声光多功能电气控制器，其特征是输出驱动模块采用光控晶闸管。

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