CN210776247U

CN210776247U - 一种智能红外传感器

Info

Publication number: CN210776247U
Application number: CN201921526624.1U
Authority: CN
Inventors: 吴济温
Original assignee: Zhejiang Jushi Security Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Jushi Security Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2029-09-12

Abstract

一种智能红外传感器，红外发射模块包括第一电阻，第二电阻、PNP三级管以及红外发射管，第一电阻一端串接于第一I/O接口，另一端PNP三级管的基极，PNP三级管发射极连接电源电压，第二电阻一端连接集电极，另一端连接红外发射管的阳极，红外发射管的阴极对地连接，红外接收模块包括红外接收头，红外接收头包括信号输出脚，第一电源脚和第一接地脚，信号输出脚连接单片机第二I/O接口，所述第一电源脚设置有上拉电阻，串口wifi模块包括第二电源脚、第二接地脚、CH_PD脚、UTXD脚和URXD脚，第二电源脚和CH_PD脚连接电源电压，第二接地脚接地连接，UTXD脚连接单片机RXD接口，URXD脚连接单片机TXD接口，这样的设计实现了无人在现场时，通过智能终端有效进行实时监测。

Description

一种智能红外传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种智能红外传感器。

背景技术

业界内大多数采用的红外传感器只有检测和简单的报警功能，这样的设计方法的缺陷是：无法起到很好的防护效果，特别是无人在现场的时候，现场的报警并不能进行实时监测。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术的不足，提供了一种智能红外传感器，实现了无人在现场时，通过智能终端有效进行实时监测。

本实用新型技术方案：一种智能红外传感器，其特征在于，包括单片机、红外发射模块、红外接收模块、复位模块和串口wifi模块，所述单片机包括第一I/O接口、第二I/O接口、TXD接口和RXD接口，所述红外发射模块包括第一电阻，第二电阻、PNP三级管以及红外发射管，所述第一电阻一端串接于第一I/O接口，另一端PNP三级管的基极，所述PNP三级管发射极连接电源电压，所述第二电阻一端连接集电极，另一端连接红外发射管的阳极，所述红外发射管的阴极对地连接，所述红外接收模块包括红外接收头，所述红外接收头包括信号输出脚，第一电源脚和第一接地脚，所述信号输出脚连接单片机第二I/O接口，所述第一电源脚设置有上拉电阻，所述上拉电阻一端连接第一电源脚，另一端连接电源电压，所述第一接地脚接地连接，并与第一电源脚之间串接设置有第一电容，所述第一电容正极连接第一电源脚，负极连接接地，所述复位模块包括第一复位电阻、第二复位电阻、复位按键以及第二电容，所述第一复位电阻一端连接电源电压，另一端连接复位按键一端，所述复位按键另一端连接第二复位电阻一端，所述第二复位电阻另一端接地连接，所述第二电容并联连接于串联的复位按键和第一复位电阻两端，所述第二电容正极连接第一复位电阻，负极连接第二复位电阻，所述第二电容负极设置有复位信号输出脚，所述单片机设置有复位信号输入脚，所述复位信号输出脚连接至单片机的复位信号输入脚，所述串口wifi模块包括第二电源脚、第二接地脚、CH_PD脚、UTXD脚和URXD脚，所述第二电源脚和所述CH_PD脚连接电源电压，第二接地脚接地连接，所述UTXD脚连接单片机RXD接口，所述URXD脚连接单片机TXD接口。

本实用新型的进一步设置：所述串口wifi模块为ESP8266串口wifi模块。

采用上述技术方案：本方案单片机采用AT89C2051，电源电压(VCC)为5V，红外发射模块包括红外发射管，即红外发光二极管，该红外发光二极管内部材料不同于普通发光发光二极管,使用时控制信号通过三极管放大,控制红外发光二极管中通过的电流，当红外发光二极管两端施加一定电压,便发出红外线，目前常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通发光二极管相同，常用的红外编码协议包括NEC Protocol的PWM(脉冲宽度调制)和Philips RC-5Protocol的PPM(脉冲位置调制)，本方案第一I/O接口接于单片机引脚P3_2，PNP三极管为9013，当引脚P3_2为高电平时,PNP三极管截止,红外发射模块不工作,不发射红外信号,当引脚P3_2为低电平时,PNP三极管导通,红外发射管正向导通,发射红外信号，红外接收模块内部电路包括红外监测二极管，放大器，限幅器，带通滤波器，解调电路、积分电路和比较器，红外监测二极管监测到红外信号时，把信号送至放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定水平，交流信号进入带通滤波器，通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形，红外接收头体积小，具备集成放大电路使用非常方便，本方案还具备手动复位功能，复位模块包括第一复位电阻、第二复位电阻、复位按键以及第二电容，第一复位电阻一端连接电源电压，另一端连接复位按键一端，复位按键另一端连接第二复位电阻一端，第二复位电阻另一端接地连接，第二电容并联连接于复位按键两端，第二电容正极连接第一复位电阻，负极连接第二复位电阻，第二电容负极设置有复位信号输出脚，单片机设置有复位信号输入脚，复位信号输出脚连接至单片机的复位信号输入脚RST/VPD，AT89C2051单片机为高电平复位，本方案在复位引脚RST/VPD上连接第二电容到电源电压VCC，再连接第二复位电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST/VPD脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个第二复位电阻和第二电容的值为10K和10uF，复位按键并联于第二电容两端用于手动复位，当复位按键按下时第二电容被放电、复位引脚RST/VPD也被拉到高电平，由于第二电容的充电，会保持一段时间的高电平促使单片机复位，串口wifi模块采用串口引脚与单片机串口对接，串口wifi模块包括第二电源脚、第二接地脚、CH_PD脚、UTXD脚和URXD脚，还包括wifi模块RST脚，wifi模块RST脚接单片机普通I/O接口，所述第二电源脚和所述CH_PD脚连接电源电压，第二接地脚接地连接，所述UTXD脚连接单片机RXD接口，所述URXD脚连接单片机TXD接口。

ESP8266串口wifi模块与AT89C2051单片机控制软件：

#include《reg52.h》//头文件

#define uchar unsigned char//宏定义

#define uint unsigned int//宏定义

void sendByte(uchar b)

{SBUF＝b；

while(！TI)；

TI＝0；}

//发送字符串

void sendString(uchar*s)

{while(*s！＝‘\0’)//字符串默认结尾‘\0’，以此来判断字符串的结束

{sendByte(*s)；

s++；}}

//初始化ESP8266串口wifi模块

void initEsp()

{uint a；

SCON＝0x50；//8位数据，可变波特率

TMOD＝0x20；//设置定时器1位16位自动重装模式

TL1＝0xfd；//设置定时器初值，波特率为9600

TH1＝0xfd；

ET1＝0；//禁止定时器1中断

TR1＝1；//启动定时器1

EA＝1；

for(a＝0；a《50000；a++)；//延时启动

sendString(“AT+CWMODE＝2\n”)；//设置为softAP和station共存模式

//WiFi热点不能通过代码设置，可使用串口助手进行设置，该设置断电不丢失

/*

for(a＝0；a《20000；a++)；

sendString(“AT+CWSAP＝‘TEST’，‘12345678’，1，3\n”)；//建立WiFi热点

*/

for(a＝0；a《50000；a++)；

sendString(“AT+CIPMUX＝1\n”)；//启动多连接

for(a＝0；a《20000；a++)；

sendString(“AT+CIPSERVER＝1，333\n”)；//建立server，端口为333

for(a＝0；a《20000；a++)；

sendString(“AT+CIPSTO＝50\n”)；//服务器超时时间设置

RI＝0；

ES＝1；//初始化完成，串行口中断打开

}

//主函数

void main()

{

initEsp()；

}

串口wifi模块采用串口引脚与单片机串口对接，工作在透传的模式下，单片机将红外发射模块和红外接收模块相关的设备状态，通过串口数据包发送到串口wifi模块中，串口wifi模块配置上之后，当串口wifi模块工作STA模式，智能终端(手机、平板)和串口wifi模块工作在无线路由器提供的无线网络环境中，数据信号经过无线路由器转发，从而实现无线控制，当串口wifi模块工作在AP模式，智能终端(手机、平板)直接接入串口wifi模块提供的网络，在同一个热点网络实现无线控制，当智能终端(手机、平板)和无线路由器处于不同的网络中，串口wifi模块负责将相关数据上传到服务器，这时候，智能终端和串口wifi模块电子设备的通讯都是经过服务器转发，通过智能终端(手机、平板)可实现远程控制，这样设计的智能红外传感器，有效实现无人在现场时，可通过智能终端(手机、平板)进行实时监测，起到很好的防护效果，大大提高了安全性。

附图说明

附图1为本实用新型具体实施例的整体电路图；

附图2为本实用新型具体实施例的结构框图；

附图3为本实用新型具体实施例的串口wifi模块内部结构图；

附图4为本实用新型具体实施例的电源电压转化电路图。

具体实施方式

如图1至4所示的一种智能红外传感器，包括单片机1、红外发射模块、红外接收模块3、复位模块和串口wifi模块2，所述单片机1包括第一I/O接口P2.4、第二I/O接口P2.7、TXD接口P3.1/TXD和RXD接口P3.0/RXD，所述红外发射模块包括第一电阻11，第二电阻12、PNP三级管13以及红外发射管14，所述第一电阻11一端串接于第一I/O接口P2.4，另一端PNP三级管13的基极，所述PNP三级管13发射极连接电源电压VCC，所述第二电阻12一端连接集电极，另一端连接红外发射管14的阳极，所述红外发射管14的阴极对地VSS连接，所述红外接收模块3包括红外接收头，所述红外接收头包括信号输出脚OUT，第一电源脚和第一接地脚，所述信号输出脚OUT连接单片机1第二I/O接口P2.7，所述第一电源脚设置有上拉电阻，所述上拉电阻21一端连接第一电源脚，另一端连接电源电压VCC，所述第一接地脚接地连接，并与第一电源脚之间串接设置有第一电容22，所述第一电容22正极连接第一电源脚，负极连接接地，所述复位模块包括第一复位电阻31、第二复位电阻32、复位按键33以及第二电容34，所述第一复位电阻31一端连接电源电压VCC，另一端连接复位按键33一端，所述复位按键33另一端连接第二复位电阻32一端，所述第二复位电阻32另一端接地连接，所述第二电容34并联连接于串联的复位按键33和第一复位电阻31两端，所述第二电容34正极连接第一复位电阻31，负极连接第二复位电阻32，所述第二电容34负极设置有复位信号输出脚，所述单片机1设置有复位信号输入脚RST/VPD，所述复位信号输出脚连接至单片机1的复位信号输入脚RST/VPD，所述串口wifi模块2包括第二电源脚、第二接地脚、CH_PD脚、UTXD脚和URXD脚，所述第二电源脚和所述CH_PD脚连接电源电压VCC，第二接地脚接地连接，所述UTXD脚连接单片机RXD接口P3.0/RXD，所述URXD脚连接单片机TXD接口P3.1/TXD。

所述串口wifi模块2为ESP8266串口wifi模块。

本方案单片机采用AT89C2051,单片机1还包括晶振起动电路，电源电压(VCC)为5V，通过附图4所示电源电压转化电路图，经过变压器至LT317稳压芯片101，再通过7805稳压芯片102输出5V电源电压,红外发射模块包括红外发射管14，即红外发光二极管14，该红外发光二极管14内部材料不同于普通发光二极管,使用时控制信号通过三极管放大,控制红外发光二极管14中通过的电流，当红外发光二极管14两端施加一定电压,便发出红外线，目前常用的红外发光二极管14发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通发光二极管相同，常用的红外编码协议包括NEC Protocol的PWM(脉冲宽度调制)和Philips RC-5Protocol的PPM(脉冲位置调制)，本方案第一I/O接口接于单片机引脚P2.4，PNP三极管13为9013，当引脚P2.4为高电平时,PNP三极管13截止,红外发射模块不工作,不发射红外信号,当引脚P2.4为低电平时,PNP三极管13导通,红外发射管14正向导通,发射红外信号，红外接收模块3内部电路包括红外监测二极管，放大器，限幅器，带通滤波器，解调电路、积分电路和比较器，红外监测二极管监测到红外信号时，把信号送至放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定水平，交流信号进入带通滤波器，通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形，红外接收头体积小，具备集成放大电路使用非常方便，本方案还具备手动复位功能，复位模块包括第一复位电阻31、第二复位电阻32、复位按键33以及第二电容34，第一复位电阻31一端连接电源电压VCC，另一端连接复位按键33一端，复位按键33另一端连接第二复位电阻32一端，第二复位电阻32另一端接地连接，第二电容34并联连接于串联的第一复位电阻31和复位按键33两端，第二电容34正极连接第一复位电阻31，负极连接第二复位电阻32，第二电容34负极设置有复位信号输出脚，单片机1设置有复位信号输入脚RST/VPD，复位信号输出脚连接至单片机1的复位信号输入脚RST/VPD，AT89C2051单片机为高电平复位，本方案在复位引脚RST/VPD上连接第二电容34到电源电压VCC，再连接第二复位电阻32到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机1在上电时RST/VPD脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个第二复位电阻32和第二电容34的值为10K和10uF，复位按键33并联于第二电容34两端用于手动复位，当复位按键33按下时第二电容34被放电、复位引脚RST/VPD也被拉到高电平，由于第二电容34的充电，会保持一段时间的高电平促使单片机1复位，串口wifi模块采用串口引脚与单片机串口对接，串口wifi模块包括第二电源脚、第二接地脚、CH_PD脚、UTXD脚和URXD脚，还包括wifi模块RST脚，wifi模块RST脚接单片机1普通I/O接口P3.7，第二电源脚和所述CH_PD脚连接电源电压VCC，第二接地脚接地连接，UTXD脚连接单片机RXD接口P3.1/TXD，URXD脚连接单片机TXD接口P3.0RXD。

ESP8266串口wifi模块2与AT89C2051单片机1控制软件：

#include《reg52.h》//头文件

#define uchar unsigned char//宏定义

#define uint unsigned int//宏定义

void sendByte(uchar b)

{SBUF＝b；

while(！TI)；

TI＝0；}

//发送字符串

void sendString(uchar*s)

{sendByte(*s)；

s++；}}

//初始化ESP8266串口wifi模块

void initEsp()

{uint a；

SCON＝0x50；//8位数据，可变波特率

TMOD＝0x20；//设置定时器1位16位自动重装模式

TL1＝0xfd；//设置定时器初值，波特率为9600

TH1＝0xfd；

ET1＝0；//禁止定时器1中断

TR1＝1；//启动定时器1

EA＝1；

for(a＝0；a《50000；a++)；//延时启动

sendString(“AT+CWMODE＝2\n”)；//设置为softAP和station共存模式

/*

for(a＝0；a《20000；a++)；

*/

for(a＝0；a《50000；a++)；

sendString(“AT+CIPMUX＝1\n”)；//启动多连接

for(a＝0；a《20000；a++)；

sendString(“AT+CIPSERVER＝1，333\n”)；//建立server，端口为333

for(a＝0；a《20000；a++)；

sendString(“AT+CIPSTO＝50\n”)；//服务器超时时间设置

RI＝0；

ES＝1；//初始化完成，串行口中断打开

}

//主函数

void main()

{

initEsp()；

}

串口wifi模块2采用串口引脚与单片机1串口对接，工作在透传的模式下，单片机1将红外发射模块和红外接收模块相关的设备状态，通过串口数据包发送到串口wifi模块2中，串口wifi模块2配置上之后，当串口wifi模块2工作STA模式，智能终端(手机、平板)和串口wifi模块2工作在无线路由器提供的无线网络环境中，数据信号经过无线路由器转发，从而实现无线控制，当串口wifi模块2工作在AP模式，智能终端(手机、平板)直接接入串口wifi模块2提供的网络，在同一个热点网络实现无线控制，当智能终端(手机、平板)和无线路由器处于不同的网络中，串口wifi模块2负责将相关数据上传到服务器，这时候，智能终端和串口wifi模块2电子设备的通讯都是经过服务器转发，通过智能终端(手机、平板)可实现远程控制，这样设计的智能红外传感器，有效实现无人在现场时，可通过智能终端(手机、平板)进行实时监测，起到很好的防护效果，大大提高了安全性。

Claims

1.一种智能红外传感器，其特征在于，包括单片机、红外发射模块、红外接收模块、复位模块和串口wifi模块，所述单片机包括第一I/O接口、第二I/O接口、TXD接口和RXD接口，所述红外发射模块包括第一电阻，第二电阻、PNP三级管以及红外发射管，所述第一电阻一端串接于第一I/O接口，另一端PNP三级管的基极，所述PNP三级管发射极连接电源电压，所述第二电阻一端连接集电极，另一端连接红外发射管的阳极，所述红外发射管的阴极对地连接，所述红外接收模块包括红外接收头，所述红外接收头包括信号输出脚，第一电源脚和第一接地脚，所述信号输出脚连接单片机第二I/O接口，所述第一电源脚设置有上拉电阻，所述上拉电阻一端连接第一电源脚，另一端连接电源电压，所述第一接地脚接地连接，并与第一电源脚之间串接设置有第一电容，所述第一电容正极连接第一电源脚，负极连接接地，所述复位模块包括第一复位电阻、第二复位电阻、复位按键以及第二电容，所述第一复位电阻一端连接电源电压，另一端连接复位按键一端，所述复位按键另一端连接第二复位电阻一端，所述第二复位电阻另一端接地连接，所述第二电容并联连接于串联的复位按键和第一复位电阻两端，所述第二电容正极连接第一复位电阻，负极连接第二复位电阻，所述第二电容负极设置有复位信号输出脚，所述单片机设置有复位信号输入脚，所述复位信号输出脚连接至单片机的复位信号输入脚，所述串口wifi模块包括第二电源脚、第二接地脚、CH_PD脚、UTXD脚和URXD脚，所述第二电源脚和所述CH_PD脚连接电源电压，第二接地脚接地连接，所述UTXD脚连接单片机RXD接口，所述URXD脚连接单片机TXD接口。

2.根据权利要求1所述的智能红外传感器，其特征在于，所述串口wifi模块为ESP8266串口wifi模块。