CN203179210U - 一种地毯式人体探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种地毯式人体探测装置，其包括有一地毯及一单片机U1，所述地毯上设有电极，所述单片机U1输出的方波脉冲信号依次通过反相器U2A和反相器U2B而传输至第一运放电路，并通过该第一运放电路放大处理后返回至单片机U1，该方波脉冲信号还依次通过反相器U2C和反相器U2D而传输至第二运放电路，并通过该第二运放电路放大处理后返回至单片机U1，所述反相器U2D的输入端连接至地毯的电极，所述单片机U1用于对第一运放电路和第二运放电路返回的两路电信号的电压差进行分析处理，之后输出控制指令。该探测装置不受人体所处位置的影响，从而避免了出现误判或者错判的情况，使得探测结果更加准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及安防、监控设备技术领域，尤其涉及一种地毯式人体探测装置。
背景技术
随着社会的不断进步，人们的安防意识越来越高，于是市场上出现了种类繁多的人体探测设备，例如热释电红外探测设备等。现有技术中，多数的探测设备都设置于固定位置，当空间内有人体行走或者站立时，探测设备产生电信号并根据该电信号而发出提示或者作其他处理。但是这种类型的探测设备，由于其位置是固定的，所以受人体所处位置的影响，探测设备与人体之间的距离或远或近，容易出现误判或者错判的情况，从而导致探测结果不够准确。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种地毯式人体探测装置，该探测装置在使用过程中，只要人体位于地毯之上就能被探测装置检测到，所以该探测装置不受人体所处位置的影响，从而避免了出现误判或者错判的情况，使得探测结果更加准确。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。
一种地毯式人体探测装置，其包括有一地毯及一单片机U1，所述地毯上设有电极，所述单片机U1输出的方波脉冲信号依次通过反相器U2A和反相器U2B而传输至第一运放电路，并通过该第一运放电路放大处理后返回至单片机U1，该方波脉冲信号还依次通过反相器U2C和反相器U2D而传输至第二运放电路，并通过该第二运放电路放大处理后返回至单片机U1，所述反相器U2D的输入端连接至地毯的电极，所述单片机U1用于对第一运放电路和第二运放电路返回的两路电信号的电压差进行分析处理，之后输出控制指令。
优选地，所述反相器U2A通过电阻R1而连接至反相器U2B，所述电阻R1并联有二极管D1，所述二极管D1的阴极连接反相器U2A的输出端，其阳极连接反相器U2B的输入端，所述反相器U2B的输入端还通过电容C1接地。
优选地，所述反相器U2C通过电阻R4而连接至反相器U2D，所述电阻R4并联有二极管D2，所述二极管D2的阴极连接反相器U2C的输出端，其阳极连接反相器U2D的输入端。
优选地，所述第一运放电路和第二运放电路均为反相运算放大电路。
优选地，所述第一运放电路包括有一反相放大器U3B，所述反相放大器U3B的型号为LM358，其反相端作为第一运放电路的输入端，其输出端作为第一运放电路的输出端，其同相端通过电阻R7而连接至电源端VCC，该反相放大器U3B的反相端和输出端之间连接有电阻R9。
优选地，所述反相器U2B的输出端通过依次串联的电阻R2和电阻R3而连接至反相放大器U3B的反相端，所述电阻R2和电阻R3的连接点还通过滤波电容C2接地。
优选地，所述第二运放电路包括有一反相放大器U3A，所述反相放大器U3A的型号为LM358，其反相端作为第二运放电路的输入端，其输出端作为第二运放电路的输出端，其同相端通过电阻R8而连接至电源端VCC，该反相放大器U3A的反相端和输出端之间连接有电阻R10。
优选地，所述反相器U2D的输出端通过依次串联的电阻R5和电阻R6而连接至反相放大器U3A的反相端，所述电阻R5和电阻R6的连接点还通过滤波电容C3而连接至电源端VCC。
优选地，所述单片机U1是AVR单片机，其型号是ATmega48、ATmega88或ATmega168，所述单片机U1的IO口PD6用于输出方波脉冲信号，该IO口PD6连接至反相器U2A的输入端和反相器U2C的输入端，所述单片机U1的IO口PC0连接至第一运放电路的输出端，其IO口PC1连接至第二运放电路的输出端，其IO口PB3、IO口PB4和IO口PB5用于输出控制指令。
优选地，所述反相器U2A、反相器U2B、反相器U2C和反相器U2D分别由4个与非门构成，且4个与非门集成于一个四2输入与非门芯片中，该芯片型号为CD4011，其中每个与非门的两个输入端相互连接后作为反相器的输入端，该与非门的输出端作为反相器的输出端。
本实用新型公开的地毯式人体探测装置中，单片机U1输出的方波脉冲信号依次通过反相器U2A、反相器U2B和第一运放电路处理后返回至单片机U1，同时该方波脉冲信号依次通过反相器U2C、反相器U2D和第二运放电路处理后返回至单片机U1。当地毯上无人时，第一运放电路和第二运放电路所返回的脉冲信号的电压值相同，单片机U1以此判断出地毯上无人体存在；当地毯上有人站立或者行走时，人体所存在的电容通过电极而连接至反相器U2D的输入端，使反相器U2C输出的脉冲信号对该电容充电，同时反相器U2D输入端的脉冲信号出现由方波向锯齿波变化的趋势，使得脉冲信号的脉宽变窄，该脉冲信号通过第二运放电路运算放大后返回至单片机U1，单片机U1根据第一运放电路和第二运放电路所返回信号的电压差判断出地毯上有人体存在。上述探测装置中，由于人体所存在的电容通过地毯上的电极而连接至反相器U2D的输入端，所以只要地毯上有人体时，就能够使返回至单片机U1的两路脉冲信号产生电压差，单片机U1根据该电压差即能够判断出地毯上有人体存在，从而实现了对人体的探测，本实用新型相比现有的人体探测设备而言，不受人体所处位置的影响，从而避免了出现误判或者错判的情况，使得探测结果更加准确。
附图说明
图1为本实用新型提出的地毯式人体探测装置的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作更加详细的描述。
本实用新型公开一种地毯式人体探测装置，如图1所示，其包括有一地毯10及一单片机U1，所述地毯10上设有电极，所述单片机U1输出的方波脉冲信号依次通过反相器U2A和反相器U2B而传输至第一运放电路20，并通过该第一运放电路20放大处理后返回至单片机U1，该方波脉冲信号还依次通过反相器U2C和反相器U2D而传输至第二运放电路30，并通过该第二运放电路30放大处理后返回至单片机U1，所述反相器U2D的输入端连接至地毯10的电极，所述单片机U1用于对第一运放电路20和第二运放电路30返回的两路电信号的电压差进行分析处理，之后输出控制指令。
上述探测装置中，单片机U1输出的方波脉冲信号依次通过反相器U2A、反相器U2B和第一运放电路20处理后返回至单片机U1，同时该方波脉冲信号依次通过反相器U2C、反相器U2D和第二运放电路30处理后返回至单片机U1。当地毯上无人时，第一运放电路20和第二运放电路30所返回的脉冲信号的电压值相同，单片机U1以此判断出地毯10上无人体存在；当地毯上有人站立或者行走时，人体所存在的电容通过电极而连接至反相器U2D的输入端，使反相器U2C输出的脉冲信号对该电容充电，同时反相器U2D输入端的脉冲信号出现由方波向锯齿波变化的趋势，使得脉冲信号的脉宽变窄，该脉冲信号通过第二运放电路30运算放大后返回至单片机U1，单片机U1根据第一运放电路20和第二运放电路30所返回信号的电压差判断出地毯10上有人体存在。上述探测装置中，由于人体所存在的电容通过地毯10上的电极而连接至反相器U2D的输入端，所以只要地毯10上有人体时，就能够使返回至单片机U1的两路脉冲信号产生电压差，单片机U1根据该电压差即能够判断出地毯10上有人体存在，从而实现了对人体的探测，本实用新型相比现有的人体探测设备而言，不受人体所处位置的影响，从而避免了出现误判或者错判的情况，使得探测结果更加准确。
本实施例中，所述反相器U2A通过电阻R1而连接至反相器U2B，所述电阻R1并联有二极管D1，所述二极管D1的阴极连接反相器U2A的输出端，其阳极连接反相器U2B的输入端，所述反相器U2B的输入端还通过电容C1接地。所述反相器U2C通过电阻R4而连接至反相器U2D，所述电阻R4并联有二极管D2，所述二极管D2的阴极连接反相器U2C的输出端，其阳极连接反相器U2D的输入端。其中相互并联电阻R1和二极管D1用于防止反向电压对电路的冲击，相互并联的电阻R4和二极管D2也同样用于防止反向电压对电路的冲击。所述电容C1用于配补地毯10上的电极的常态电容。
本实施例中，所述第一运放电路20和第二运放电路30均为反相运算放大电路。所述第一运放电路20包括有一反相放大器U3B，所述反相放大器U3B的型号为LM358，其反相端作为第一运放电路20的输入端，其输出端作为第一运放电路20的输出端，其同相端通过电阻R7而连接至电源端VCC，该反相放大器U3B的反相端和输出端之间连接有电阻R9。所述反相器U2B的输出端通过依次串联的电阻R2和电阻R3而连接至反相放大器U3B的反相端，所述电阻R2和电阻R3的连接点还通过滤波电容C2接地。其中电阻R2和电阻R3为限流电阻。
本实施例中，所述第二运放电路30包括有一反相放大器U3A，所述反相放大器U3A的型号为LM358，其反相端作为第二运放电路30的输入端，其输出端作为第二运放电路30的输出端，其同相端通过电阻R8而连接至电源端VCC，该反相放大器U3A的反相端和输出端之间连接有电阻R10。所述反相器U2D的输出端通过依次串联的电阻R5和电阻R6而连接至反相放大器U3A的反相端，所述电阻R5和电阻R6的连接点还通过滤波电容C3而连接至电源端VCC。其中电阻R5和电阻R6为限流电阻。
应当说明的是，本是实施例中的第一运放电路20和第二运放电路30均是由LM358构成的反相放大电路，但是这仅是本实用新型的一个较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，在本实用新型的其他实施例中，第一运放电路20和第二运放电路30还可以是其他类型的运算放大电路。
本实施例中，所述单片机U1是AVR单片机，其型号是ATmega48、ATmega88或ATmega168，所述单片机U1的IO口PD6用于输出方波脉冲信号，该IO口PD6连接至反相器U2A的输入端和反相器U2C的输入端，所述单片机U1的IO口PC0连接至第一运放电路20的输出端，其IO口PC1连接至第二运放电路30的输出端，其IO口PB3、IO口PB4和IO口PB5用于输出控制指令。但是，在本实用新型的其他实施例中，所述单片机U1还可以是其他类型的单片机，同时也可以灵活地选择IO口而作为单片机U1的输入、输出端口。
本实施例中，所述反相器U2A、反相器U2B、反相器U2C和反相器U2D分别由4个与非门构成，且4个与非门集成于一个四2输入与非门芯片中，该芯片型号为CD4011，其中每个与非门的两个输入端相互连接后作为反相器的输入端，该与非门的输出端作为反相器的输出端。
本实用新型公开的地毯式人体探测装置中，由于人体所存在的电容通过地毯10上的电极而连接至反相器U2D的输入端，所以只要地毯10上有人体时，就能够使返回至单片机U1的两路脉冲信号产生电压差，单片机U1根据该电压差即能够判断出地毯10上有人体存在，从而实现了对人体的探测，本实用新型相比现有的人体探测设备而言，不受人体所处位置的影响，从而避免了出现误判或者错判的情况，使得探测结果更加准确。
以上所述只是本实用新型较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本实用新型所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种地毯式人体探测装置，其特征在于，所述探测装置包括有一地毯（10）及一单片机U1，所述地毯（10）上设有电极，所述单片机U1输出的方波脉冲信号依次通过反相器U2A和反相器U2B而传输至第一运放电路（20），并通过该第一运放电路（20）放大处理后返回至单片机U1，该方波脉冲信号还依次通过反相器U2C和反相器U2D而传输至第二运放电路（30），并通过该第二运放电路（30）放大处理后返回至单片机U1，所述反相器U2D的输入端连接至地毯（10）的电极，所述单片机U1用于对第一运放电路（20）和第二运放电路（30）返回的两路电信号的电压差进行分析处理，之后输出控制指令。
2.如权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述反相器U2A通过电阻R1而连接至反相器U2B，所述电阻R1并联有二极管D1，所述二极管D1的阴极连接反相器U2A的输出端，其阳极连接反相器U2B的输入端，所述反相器U2B的输入端还通过电容C1接地。
3.如权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述反相器U2C通过电阻R4而连接至反相器U2D，所述电阻R4并联有二极管D2，所述二极管D2的阴极连接反相器U2C的输出端，其阳极连接反相器U2D的输入端。
4.如权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述第一运放电路（20）和第二运放电路（30）均为反相运算放大电路。
5.如权利要求4所述的探测装置，其特征在于，所述第一运放电路（20）包括有一反相放大器U3B，所述反相放大器U3B的型号为LM358，其反相端作为第一运放电路（20）的输入端，其输出端作为第一运放电路（20）的输出端，其同相端通过电阻R7而连接至电源端VCC，该反相放大器U3B的反相端和输出端之间连接有电阻R9。
6.如权利要求5所述的探测装置，其特征在于，所述反相器U2B的输出端通过依次串联的电阻R2和电阻R3而连接至反相放大器U3B的反相端，所述电阻R2和电阻R3的连接点还通过滤波电容C2接地。
7.如权利要求4所述的探测装置，其特征在于，所述第二运放电路（30）包括有一反相放大器U3A，所述反相放大器U3A的型号为LM358，其反相端作为第二运放电路（30）的输入端，其输出端作为第二运放电路（30）的输出端，其同相端通过电阻R8而连接至电源端VCC，该反相放大器U3A的反相端和输出端之间连接有电阻R10。
8.如权利要求7所述的探测装置，其特征在于，所述反相器U2D的输出端通过依次串联的电阻R5和电阻R6而连接至反相放大器U3A的反相端，所述电阻R5和电阻R6的连接点还通过滤波电容C3而连接至电源端VCC。
9.如权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述单片机U1是AVR单片机，其型号是ATmega48、ATmega88或ATmega168，所述单片机U1的IO口PD6用于输出方波脉冲信号，该IO口PD6连接至反相器U2A的输入端和反相器U2C的输入端，所述单片机U1的IO口PC0连接至第一运放电路（20）的输出端，其IO口PC1连接至第二运放电路（30）的输出端，其IO口PB3、IO口PB4和IO口PB5用于输出控制指令。
10.如权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述反相器U2A、反相器U2B、反相器U2C和反相器U2D分别由4个与非门构成，且4个与非门集成于一个四2输入与非门芯片中，该芯片型号为CD4011，其中每个与非门的两个输入端相互连接后作为反相器的输入端，该与非门的输出端作为反相器的输出端。
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