CN203732720U - 道口异物检测雷达 - Google Patents
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Abstract
道口异物检测雷达，包括超声波换能器、微控制器和通信模块、信号驱动电路、功率放大电路、信号限幅电路、带通滤波器、第一跟随器、第二跟随器和检波输出电路，它由三极管N1和三极管P1组成乙类推挽电路，提高了电路的驱动能力；由三极管Q1、电容E1、变压器B1和整流桥Z1组成功率放大电路，提高了超声波换能器的发射强度；它还可通过RS232和RS485两个接口对外通信；该电路结构简单，实现了超声波在40米内的准确检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种雷达，具体地说是一种道口异物检测雷达。
背景技术
铁路道口的安全防护工作是铁路安全的重要部分，有时候，在铁路道口上会停留车辆、行人以及玩耍的儿童，如果停留时间过长，碰巧铁路经过，则给道口的安全防护工作带来很大问题，严重时可能出现人员伤亡，如何对铁路道口上停留的人以及车辆等进行检测是一个急需解决的问题，有一种方案是采用超声波雷达对道口上的异物进行检测，但目前的超声波雷达多数是用在汽车倒车雷达上的，由于倒车雷达电路的驱动能力有限，且为超声波换能器提供的能量不大，因此其探测距离较小。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种驱动能力高，发射强度大的道口异物检测雷达。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种道口异物检测雷达，包括超声波换能器、微控制器和通信模块，其特征在于，还包括信号驱动电路、功率放大电路、信号限幅电路、带通滤波器、第一跟随器、第二跟随器和检波输出电路，所述信号驱动电路的输入端与所述微控制器连接，其输出端与所述功率放大电路的输入端连接，功率放大电路的输出端和第一跟随器的输入端分别与所述超声波换能器连接，限幅电路连接在超声波换能器和第一跟随器之间，第一跟随器的输出端与带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与第二跟随器的输入端连接，第二跟随器的输出端与所述检波输出电路的输入端连接，检波输出电路的输出端与微控制器连接；所述通信模块与所述微控制器连接。
所述信号驱动电路包括由三极管N1和三极管P1组成的乙类推挽电路；所述功率放大电路包括三极管Q1、电容E1、变压器B1和续流器件Z1，三极管Q1的集电极与变压器B1的原边引脚1连接，三极管Q1的基极与所述乙类推挽电路的输出端连接，变压器B1的原边引脚2接电源并连接电容E1，所述续流器件Z1的输入端与变压器B1副边的输出脚连接，续流器件Z1的输出端与所述超声波换能器连接。
所述变压器B1的副边绕组匝数与原边绕组匝数之比为40。
所述信号限幅电路包括反向并联的二极管D5和二极管D6，二极管D5的阳极和二极管D6阴极接地。
所述检波输出电路包括运放器U1和三极管N2，所述运放器U1的输出端串接一电阻R18后与三极管N2的基极连接，运放器U1的同相输入端与三极管N2的集电极之间连接一电阻R17，三极管N2的集电极与微控制器连接，运放器U1的输出端下拉一电阻R19，三极管N2的发射极接地。
所述通信模块包括RS232通讯接口和RS485通讯接口。
所述微控制器为 AT89S52微控制器。
本实用新型的有益效果是：信号驱动电路中由三极管N1和三极管P1组成乙类推挽电路，提高了电路的驱动能力；由三极管Q1、电容E1、变压器B1和续流器件Z1组成的功率放大电路，提高了超声波换能器的发射强度；它还可通过RS232和RS485两个接口对外通信；该电路结构简单，实现了超声波在40米内的准确检测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型超声波收发电路图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的一实施方式包括超声波换能器T1、 AT89S52微控制器、通信模块、信号驱动电路、功率放大电路、信号限幅电路、带通滤波器、第一跟随器、第二跟随器和检波输出电路， 所述通信模块包括RS232通讯接口和RS485通讯接口，实现了异物检测雷达与外部的通讯；所述信号驱动电路的输入端通过接线端子J1与所述AT89S52微控制器连接，其输出端与所述功率放大电路的输入端连接，功率放大电路的输出端和第一跟随器的输入端分别与所述超声波换能器T1连接，限幅电路连接在超声波换能器和第一跟随器之间，第一跟随器的输出端与带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与第二跟随器的输入端连接，第二跟随器的输出端与所述检波输出电路的输入端连接，检波输出电路的输出端通过接线端子J1与AT89S52微控制器连接；所述通信模块与所述AT89S52微控制器连接。
所述信号驱动电路包括由三极管N1和三极管P1组成的乙类推挽电路，三极管N1为NPN型，三极管P1为PNP型，三极管N1和P1的发射极e相连，作为输出端，三极管N1的集电极c接+12V电源，并接一旁路电容E2，三极管P1的集电极c接地；所述功率放大电路包括三极管Q1、电容E1、变压器B1和续流器件Z1，续流器件Z1包括二极管D1-二极管D4，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极连接，作为续流器件Z1的输入端，二极管D4的阳极与二极管D2的阴极连接，作为续流器件Z1的输出端，所述变压器B1的副边绕组匝数与原边绕组匝数之比为40，三极管Q1的集电极c与变压器B1的原边引脚1连接，三极管Q1的基极b与所述乙类推挽电路的输出端连接，变压器B1的原边引脚2接+12V电源并连接电容E1，所述续流器件Z1的输入端与变压器B1副边的输出脚连接，续流器件Z1的输出端与所述超声波换能器T1连接，续流器件Z1的输出端串接一电阻R4后与第一跟随器连接，在电阻R4后面连接信号限幅电路；所述信号限幅电路包括反向并联的二极管D5和二极管D6，二极管D5的阳极和二极管D6阴极接地，二极管D5的阴极和二极管D6阳极接在电阻R4后。
所述检波输出电路包括运放器U1和三极管N2，所述运放器U1的输出端串接一电阻R18后与三极管N2的基极连接，运放器U1的同相输入端与三极管N2的集电极之间连接一电阻R17，三极管N2的集电极通过接线端子J1与AT89S52微控制器连接，运放器U1的输出端下拉一电阻R19，三极管N2的发射极接地。
所述带通滤波器包括运算放大器U3、电容C2、电容C8及电阻R10-电阻R12。所述的第一跟随器和第二跟随器均是由运算放大器构成的，它们提供阻抗匹配，避免了它后面的负载影响了前面的电路，第一跟随器由运算放大器U4、电容C1及电阻R5-电阻R9组成，第二跟随器由运算放大器U2、电容C3及电阻R13-电阻R16组成。
其工作原理是：单片机产生40KHz方波信号，经由三极管N1和三极管P1组成的乙类推挽电路产生强大的驱动力推动方波信号输出，再经由三极管Q1、变压器B1和电容E1组成的功率放大电路为超声波换能器T1提供强大的推动功率，使超声波换能器T1发出高强度超声波；其回波经由二极管D5、二极管D6组成的限幅电路进行限幅接收后，由第一跟随器进行阻抗匹配后经过由运算放大器U3D、电容C2、电容C8及电阻R10-电阻R12组成的带通滤波器对回波信号进行滤波放大，之后经第二跟随器后由检波输出电路输出脉冲电平提供给单片机检测口。
以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种道口异物检测雷达，包括超声波换能器、微控制器和通信模块，其特征在于，还包括信号驱动电路、功率放大电路、信号限幅电路、带通滤波器、第一跟随器、第二跟随器和检波输出电路，所述信号驱动电路的输入端与所述微控制器连接，其输出端与所述功率放大电路的输入端连接，功率放大电路的输出端和第一跟随器的输入端分别与所述超声波换能器连接，限幅电路连接在超声波换能器和第一跟随器之间，第一跟随器的输出端与带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器的输出端与第二跟随器的输入端连接，第二跟随器的输出端与所述检波输出电路的输入端连接，检波输出电路的输出端与微控制器连接；所述通信模块与所述微控制器连接。
2.根据权利要求1所述的道口异物检测雷达，其特征在于，所述信号驱动电路包括由三极管N1和三极管P1组成的乙类推挽电路；所述功率放大电路包括三极管Q1、电容E1、变压器B1和续流器件Z1，三极管Q1的集电极与变压器B1的原边引脚1连接，三极管Q1的基极与所述乙类推挽电路的输出端连接，变压器B1的原边引脚2接电源并连接电容E1，所述续流器件Z1的输入端与变压器B1副边的输出脚连接，续流器件Z1的输出端与所述超声波换能器连接。
3.根据权利要求2所述的道口异物检测雷达，其特征在于，所述变压器B1的副边绕组匝数与原边绕组匝数之比为40。
4.根据权利要求1所述的道口异物检测雷达，其特征在于，所述信号限幅电路包括反向并联的二极管D5和二极管D6，二极管D5的阳极和二极管D6阴极接地。
5.根据权利要求1所述的道口异物检测雷达，其特征在于，所述检波输出电路包括运放器U1和三极管N2，所述运放器U1的输出端串接一电阻R18后与三极管N2的基极连接，运放器U1的同相输入端与三极管N2的集电极之间连接一电阻R17，三极管N2的集电极与微控制器连接，运放器U1的输出端下拉一电阻R19，三极管N2的发射极接地。
6.根据权利要求1所述的道口异物检测雷达，其特征在于，所述通信模块包括RS232通讯接口和RS485通讯接口。
7.根据权利要求1所述的道口异物检测雷达，其特征在于，所述微控制器为AT89S52 微控制器。
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| CN109557602A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-02 | 河南鑫安利安全科技股份有限公司 | 便携式气象测量仪控制系统 |
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| CN114341670A (zh) * | 2019-09-03 | 2022-04-12 | 株式会社电装 | 超声波传感器 |
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