CN206804884U - 一种用于大面积监控的人体到位检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于大面积监控的人体到位检测器，包括感应电极、振荡电路、调谐电路、校准电路、基准电路、第一退耦电路和第二退耦电路，所述振荡电路、所述调谐电路和所述基准电路的电源端均与外接电源电连接，所述感应电极、所述振荡电路、所述调谐电路、所述校准电路和所述基准电路依次串联，所述第一退偶电路设置在所述振荡电路的电源端与所述调谐电路的电源端之间，所述第二退偶电路设置在所述基准电路与所述外接电源之间；本实用新型一种用于大面积监控的人体到位检测器通过一个电极和一个振荡电路配合匹配电容，实现传感器对温度的高耐受及对一个面上人体靠近的准确检测。

Description

一种用于大面积监控的人体到位检测器

技术领域

本实用新型涉及人体检测领域，尤其涉及一种用于大面积监控的人体到位检测器。

背景技术

在传统的人体检测传感器中，主要通过红外、超声波等方式，而静态的人体的检测一般通过振荡电路检测，通过振荡电路产生的电信号被输入到包括检测电容的检测电路中和参考电路中，并通过检测电路的输出和参考电路的输出进行比较，检测出检测电路的输出的波形或者相位的任何变化，所述检测电容由于人体的靠近而被设置使得其电容发生变化，所述参考电路等效于没有任何人靠近检测电容条件下的检测电路，这样人体靠近检测电路就被检测。但是，使用这样的人体检测传感器，检测电容的电容越大且连续检查电容的连线较大，检测电容和连线的电容由于温度而发生较大的改变，由于温度的缘故检测电路的输出中的改变，使得检测电路不能获得恒定的检测结果。

部分解决方法是采用加设温度补偿电路，根据热敏电阻所检测到的温度，改变作为参考值的阈值，从而确定人体接近电容，但是在这种情况下，需要为多个检测电容提供多个参考电路和温度补偿电路。

还可以采用设置两个振荡电路的方法，通过两个振荡电路，两个电极来检测人体的技术，通过两个振动器的方式解决温度对电路的影响。但是实际应用中，两个电极技术如果要检测一个面上有没有人体靠近，就需要这个面上，布置多个该传感器，保证这个面上可能的接触点，人都可以同时接触到同一个传感器的两个电极。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于大面积监控的人体到位检测器。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于大面积监控的人体到位检测器，包括感应电极、振荡电路、调谐电路、校准电路、基准电路、第一退耦电路和第二退耦电路，所述振荡电路、所述调谐电路和所述基准电路的电源端均与外接电源电连接，所述感应电极、所述振荡电路、所述调谐电路、所述校准电路和所述基准电路依次串联，所述第一退耦电路设置在所述振荡电路的电源端与所述调谐电路的电源端之间，所述第二退耦电路设置在所述基准电路与所述外接电源之间。

进一步，所述检测器还包括第九电容、第十电容、第三电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一指示灯、第二指示灯、第一电感和第二电感；

所述振荡电路包括NE555集成电路、第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；

所述调谐电路包括第一二极管、第二二极管、第五电容、第六电容和第四电阻；

所述校准电路包括第五电阻；

所述基准电路包括LM358集成电路；

所述外接电源通过所述第一电感分别与所述第一电阻的第一端、所述NE555集成电路的第四引脚、所述NE555集成电路的第八引脚、所述第三电容的第一端、所述第四电容的第一端、所述第十电容的第一端、所述第三电阻的第一端、所述第七电阻的第一端、所述LM358集成电路的正电压端、所述第七电容的第一端、所述第八电容的第一端和所述第十一电阻的第一端连接；

所述感应电极分别与第一电容的第一端、所述第二电阻的第一端、所述NE555集成电路的第二引脚和所述NE555集成电路的第六引脚电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第一电阻的第二端和所述NE555集成电路的第七引脚连接，所述NE555集成电路的第五引脚与所述第二电容的第一端连接；

所述NE555集成电路的第三引脚与所述第九电容的第一端连接，所述第九电容的第二端与所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极分别与所述第五电容的第一端、所述第六电容的第一端、所述第十电容的第二端、所述第四电阻的第一端、所述第三电阻的第二端、所述第五电阻的第一端、所述第五电阻的滑动端和所述LM358集成电路的负极连接，所述第一二极管的正极分别与所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端、所述第四电阻的第二端连接并接地，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端分别与所述LM358集成电路的正极、所述第八电阻的第一端和所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第十电阻的第一端和所述LM358集成电路的输出端连接，所述第十电阻的第二端与所述第一指示灯的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述第二指示灯连接，所述第二电感的第一端与所述检测器的参考地线连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述NE555集成电路的第一引脚、所述第六电阻的第二端、所述第八电阻的第二端、所述LM358集成电路的负电压端、所述第一指示灯的第二端、所述第二指示灯的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端、所述第二电感的第二端均接地。

优选地，所述感应电极为金属网，所述金属网固定在网基上或两个网基之间，所述金属网的尺寸小于所述网基的尺寸。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型一种用于大面积监控的人体到位检测器通过一个电极和一个振荡电路配合匹配电容，实现传感器对温度的高耐受及对一个面上人体靠近的准确检测。

附图说明

图1是本实用新型所述一种用于大面积监控的人体到位检测器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型一种用于大面积监控的人体到位检测器，包括感应电极CN1、振荡电路2、调谐电路4、校准电路5、基准电路7、第一退耦电路3、第二退耦电路6和多个内部连接元器件振荡电路2、调谐电路4和基准电路7的电源端均与外接电源电连接，感应电极CN1、振荡电路2、调谐电路4、校准电路5和基准电路7依次串联，第一退耦电路3设置在振荡电路2的电源端与调谐电路4的电源端之间，第二退耦电路6设置在基准电路7与外接电源之间。

振荡电路2包括NE555集成电路IC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2；调谐电路4包括第一二极管D1、第二二极管D2、第五电容C5、第六电容C6和第四电阻R4；校准电路5包括第五电阻R5；基准电路7包括LM358集成电路IC2；多个内部连接元器件包括第九电容C9、第十电容C10、第三电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、第一电感L1和第二电感L2；

外接电源通过第一电感L1分别与第一电阻R1的第一端、NE555集成电路IC1的第四引脚、NE555集成电路IC1的第八引脚、第三电容C3的第一端、第四电容C4的第一端、第十电容C10的第一端、第三电阻R3的第一端、第七电阻R7的第一端、LM358集成电路IC2的正电压端、第七电容C7的第一端、第八电容C8的第一端和第十一电阻R11的第一端连接；感应电极CN1分别与第一电容C1的第一端、第二电阻R2的第一端、NE555集成电路IC1的第二引脚和NE555集成电路IC1的第六引脚电连接，第二电阻R2的第二端分别与第一电阻R1的第二端和NE555集成电路IC1的第七引脚连接，NE555集成电路IC1的第五引脚与第二电容C2的第一端连接；NE555集成电路IC1的第三引脚与第九电容C9的第一端连接，第九电容C9的第二端与第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2的负极分别与第五电容C5的第一端、第六电容C6的第一端、第十电容C10的第二端、第四电阻R4的第一端、第三电阻R3的第二端、第五电阻R5的第一端、第五电阻R5的滑动端和LM358集成电路IC2的负极连接，第一二极管D1的正极分别与第五电容C5的第二端、第六电容C6的第二端、第四电阻R4的第二端连接并接地，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端连接，第七电阻R7的第二端分别与LM358集成电路IC2的正极、第八电阻R8的第一端和第九电阻R9的第一端连接，第九电阻R9的第二端分别与第十电阻R10的第一端和LM358集成电路IC2的输出端连接，第十电阻R10的第二端与第一指示灯LED1的第一端连接，第十一电阻R11的第二端与第二指示灯LED2连接，第二电感L2的第一端与检测器的参考地线连接，第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端、NE555集成电路IC1的第一引脚、第六电阻R6的第二端、第八电阻R8的第二端、LM358集成电路IC2的负电压端、第一指示灯LED1的第二端、第二指示灯LED2的第二端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端、第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端、第二电感L2的第二端均接地。

本实用新型一种用于大面积监控的人体到位检测器的工作原理如下：

将感应电极CN1(附图中的标号为1的部分)连接到振荡电路2，这样人体靠近时，电路状态发生改变；

调谐电路4，用于将振荡电路2产生的波形频率变化转换为电压变化输出，调谐电路4采用倍压整流电路。

基准电路7，用于和调谐电路4的输出电压做比较。

校准电路5，用于校准基准电路7电压，控制传感器的灵敏度。

NE555集成电路IC1构成一个振荡电路2，其振荡频率由第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2及感应电极CN1引入的电信号决定。人体不靠近感应电极CN1时，振荡电路2产生的振荡频率很高；当人体靠近感应电极CN1后，由于人体靠近所产生的电容、电阻、电感作用于NE555集成电路IC1，振荡频率降低并相对稳定，此振荡波形经过NE555集成电路IC1的3脚输出，经第九电容C9耦合到后级电路，第一二极管D1、第二二极管D2组成倍压整流电路，将振荡频率变成脉动直流，经第五电容C5、第六电容C6滤波后，在第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6上累积成电压信号，作用于LM358集成电路IC2(其实质为一个常用的单电源双运放IC)的负级，本电路只用了一个运算放大器构成的电压比较器，负级和正级电压比较，负级电平高于正级，OUT端(即LM358的输出端)输出低电平；负级低于正级电平，OUT输出高电平。

第三电容C3、第四电容C4和第七电容C7、第八电容C8为电源的退耦电容，起减小电路互相关联，稳定电信号的作用。接通电源后，电路开始工作，第十电容C10的作用是当电路未稳定时，短时提高LM358集成电路IC2的负级电压，使开机时不会误动作输出短暂的高电平。电路通电稳定后，人未到位前，调节第五电阻R5使LM358集成电路IC2的负级电位略高于正级，OUT输出为低电平(此时传感器的灵敏度最高)；人到位后，由于人体的电容、电阻和电感大幅地叠加在感应电极CN1上，形成对NE555集成电路IC1振荡电容大幅度加大，NE555集成电路IC1振荡频率大幅度降低，由于第九电容C9的容抗作用，使得LM358集成电路IC2的负级前电路积累的电平值下降，当这个电平电压比正级的电压低后，LM358集成电路IC2输出OUT由低转高，完成人体到位检测。

C9为反馈电阻，其作用使得LM358集成电路IC2起到施密特触发器作用，使电路不变的太灵敏而是比较稳定。

感应电极CN1采用金属网，固定在网基上面，金属网面积根据需要可以调整，网基可以采用棉布等材料，金属网可以在两层网基之间。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于大面积监控的人体到位检测器，其特征在于：包括感应电极、振荡电路、调谐电路、校准电路、基准电路、第一退耦电路和第二退耦电路，所述振荡电路、所述调谐电路和所述基准电路的电源端均与外接电源电连接，所述感应电极、所述振荡电路、所述调谐电路、所述校准电路和所述基准电路依次串联，所述第一退耦电路设置在所述振荡电路的电源端与所述调谐电路的电源端之间，所述第二退耦电路设置在所述基准电路与所述外接电源之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于大面积监控的人体到位检测器，其特征在于：还包括第九电容、第十电容、第三电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一指示灯、第二指示灯、第一电感和第二电感；

所述振荡电路包括NE555集成电路、第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；

所述调谐电路包括第一二极管、第二二极管、第五电容、第六电容和第四电阻；

所述校准电路包括第五电阻；

所述基准电路包括LM358集成电路；

所述外接电源通过所述第一电感分别与所述第一电阻的第一端、所述NE555集成电路的第四引脚、所述NE555集成电路的第八引脚、所述第三电容的第一端、所述第四电容的第一端、所述第十电容的第一端、所述第三电阻的第一端、所述第七电阻的第一端、所述LM358集成电路的正电压端、所述第七电容的第一端、所述第八电容的第一端和所述第十一电阻的第一端连接；

所述感应电极分别与第一电容的第一端、所述第二电阻的第一端、所述NE555集成电路的第二引脚和所述NE555集成电路的第六引脚电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第一电阻的第二端和所述NE555集成电路的第七引脚连接，所述NE555集成电路的第五引脚与所述第二电容的第一端连接；

所述NE555集成电路的第三引脚与所述第九电容的第一端连接，所述第九电容的第二端与所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极分别与所述第五电容的第一端、所述第六电容的第一端、所述第十电容的第二端、所述第四电阻的第一端、所述第三电阻的第二端、所述第五电阻的第一端、所述第五电阻的滑动端和所述LM358集成电路的负极连接，所述第一二极管的正极分别与所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端、所述第四电阻的第二端连接并接地，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端分别与所述LM358集成电路的正极、所述第八电阻的第一端和所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第十电阻的第一端和所述LM358集成电路的输出端连接，所述第十电阻的第二端与所述第一指示灯的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述第二指示灯连接，所述第二电感的第一端与所述检测器的参考地线连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述NE555集成电路的第一引脚、所述第六电阻的第二端、所述第八电阻的第二端、所述LM358集成电路的负电压端、所述第一指示灯的第二端、所述第二指示灯的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端、所述第二电感的第二端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种用于大面积监控的人体到位检测器，其特征在于：所述感应电极为金属网，所述金属网固定在网基上或两个网基之间，所述金属网的尺寸小于所述网基的尺寸。