CN219799681U - 一种无线门磁开关检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无线门磁开关检测电路，涉及开关检测技术领域，包括RS触发器模块、射频发射模块、射频接收模块、解码模块和D触发器模块，D触发器模块包括D触发器U4，RS触发器模块与射频发射模块电性连接，用于产生开关门信号并输出给射频发射模块；射频发射模块与射频接收模块电性连接，用于将开关门信号输出给射频接收模块；射频接收模块与解码模块电性连接，用于将所述的开关门信号解调并输出给解码模块进行解码；解码模块与D触发器U4电性连接，用于将解码后的信号输出给D触发器U4；D触发器U4与外部的MCU电性连接，输出电平状态给MCU，使MCU检测到开关门状态，并一直保持输出该电平状态。

Description

一种无线门磁开关检测电路

技术领域

本实用新型涉及开关检测技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种无线门磁开关检测电路。

背景技术

无线门磁开关检测及编解码电路已经应用于生活中的方方面面，其可用于探测门、窗、抽屉等是否被非法打开或移动，使用简单，实用性和适用性广泛。

但现有的无线开关检测电路，在开关接通后，射频发射模块持续处于发射状态，以保持检测门的开关状态，导致电路的功耗很大。因此，需要一种新的无线门磁开关检测电路。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种无线门磁开关检测电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无线门磁开关检测电路，其改进之处在于：包括RS触发器模块、射频发射模块、射频接收模块、解码模块和D触发器模块，D触发器模块包括D触发器U4；

RS触发器模块与射频发射模块电性连接，用于产生开关门信号并输出给射频发射模块；

射频发射模块与射频接收模块电性连接，用于将开关门信号输出给射频接收模块；

射频接收模块与解码模块电性连接，用于将所述的开关门信号解调并输出给解码模块进行解码；

解码模块与D触发器U4电性连接，用于将解码后的信号输出给D触发器U4；

D触发器U4与外部的MCU电性连接，输出电平状态给MCU，使MCU检测到开关门状态，并一直保持输出该电平状态。

在上述电路中，还包括电池模块，电池模块包括两个串联的纽扣电池，该纽扣电池与所述的RS触发器模块电性连接，用于给RS触发器模块供电。

在上述电路中，所述的电池模块还包括PMOS管Q2，PMOS管Q2的漏极与所述纽扣电池电性连接，源极与所述的RS触发器模块电性连接，栅极接地。

在上述电路中，还包括发光模块，发光模块包括发光二极管D4，该发光二极管D4与RS触发器模块连接，用于在RS触发器模块产生开关门信号时发光；

该发光二极管D4还与所述的纽扣电池连接，使纽扣电池给发光二极管D4供电。

在上述电路中，所述的RS触发器模块包括与非门芯片U3、NMOS管Q1和干簧管SW1，与非门芯片U3构成了第一RS触发器和第二RS触发器，第一RS触发器包括与非门芯片U3中的与非门单元U3C和与非门单元U3D，第二RS触发器包括与非门芯片U3中的与非门单元U3A和与非门单元U3B，

干簧管SW1与与非门单元U3C的其中一个输入端口连接，与非门单元U3C的输出端口与与非门单元U3D的输入端口连接，与非门单元U3D的输出端口与所述的射频发射模块连接；

干簧管SW1与NMOS管Q1的栅极连接，NMOS管Q1的漏极与与非门单元U3A的其中一个输入端口连接，与非门单元U3A的输出端口与与非门单元U3B的输入端口连接，与非门单元U3B的输出端口与所述的射频发射模块连接。

在上述电路中，所述的射频发射模块包括无线发射模组J3，无线发射模组J3的端口K0与所述的与非门单元U3D的输出端口连接，无线发射模组J3的端口K1与所述的与非门单元U3B的输出端口连接。

在上述电路中，所述的射频接收模块包括无线接收芯片U2，无线接收芯片U2接收所述的无线发射模组J3发射的信号并进行解调；

无线接收芯片U2与所述的解码模块连接，将解调后的信号输出给解码模块进行解码。

在上述电路中，所述的解码模块包括无线解码芯片U1，无线解码芯片U1接收所述无线接收芯片U2发出的解调后的信号；

无线接收芯片U2与D触发器U4连接，将解码后的信号输出给D触发器U4。

本实用新型的有益效果是：通过D触发器对开门和关门的状态进行输出且输出状态可保持，实现可自动长时间记忆门的开关状态，避免了在没有外部动作时对门的开关状态反复发射和接收信号、反复检测，减少电路的功耗。

附图说明

附图1为本实用新型的无线门磁开关检测电路的方框图示意图。

附图2为图1中的RS触发器模块、射频发射模块、电池模块和发光模块的电路图示意图。

附图3为本实用新型的无线门磁开关检测电路的射频接收模块的电路图示意图。

附图4为本实用新型的无线门磁开关检测电路中的解码模块的电路图示意图。附图5为为本实用新型的无线门磁开关检测电路中的D触发器模块的电路图示意图。

附图6为图1中的外部电源的电路图示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1所示，本实用新型提供了一种无线门磁开关检测电路，包括RS触发器模块10、射频发射模块20、射频接收模块30、解码模块40和D触发器模块50，D触发器模块50包括D触发器U4，RS触发器模块10与射频发射模块20电性连接，用于产生开关门信号并输出给射频发射模块20；射频发射模块20与射频接收模块30电性连接，用于将开关门信号输出给射频接收模块30；射频接收模块30与解码模块40电性连接，用于将所述的开关门信号解调并输出给解码模块40进行解码；解码模块40与D触发器U4电性连接，用于将解码后的信号输出给D触发器U4；D触发器U4与外部的MCU电性连接，输出电平状态给MCU，使MCU检测到开关门状态，并且D触发器U4一直保持输出该电平状态，直至有新的开关信号时，D触发器U4会重新输出电平状态。通过D触发器对开门和关门的状态进行输出，并且在无外部信号的时候，D触发器U4输出给MCU的输出状态可保持，实现可自动长时间记忆门的开关状态，避免了在没有外部动作时对门的开关状态反复发射和接收信号、反复检测，减少电路的功耗。当门磁开关闭合和断开时会分别触发一次射频发射模块的发射，之后射频发射模块会进入睡眠模式，而普通的开关检测电路在开关接通后，射频发射模块持续处于发射状态，功耗很大，并且因功耗大，导致电路在用电池作为电源时，续航较短。

结合图1和图2所示，本实用新型还包括电池模块60，电池模块60包括两个串联的纽扣电池(BAT1和BAT2)，纽扣电池的型号为CR2032，该纽扣电池与所述的RS触发器模块10电性连接，给RS触发器模块10供电；进一步的，所述的电池模块60还包括PMOS管Q2，PMOS管Q2为增强型PMOS管，PMOS管Q2的型号为AO3401，PMOS管Q2的漏极与所述纽扣电池连接，源极与所述的RS触发器模块10电性连接，栅极接地。通过PMOS管Q2实现电池的防反接，防反接的原理为：当电池正常安装时，电池电压通过PMOS管Q2的体二极管到达PMOS管的源极，此时源极电压为高电平。PMOS管Q2的栅极连接电源地，此时Ugs＜Ugs(th),PMOS管Q2导通，电池为外部电路正常供电；当电池反接时，PMOS管Q2的栅极为6V电压，漏极为接地，源极为低，PMOS管Q2不导通，电池无法为外部电路供电。

结合图2所示，还包括发光模块70，发光模块70包括发光二极管D4，该发光二极管D4与RS触发器模块10连接，用于在RS触发器模块10产生开关门信号时发光，作为提示。该发光二极管D4还与所述的纽扣电池连接，纽扣电池给发光二极管D4供电。

结合图1和图2所示，所述的RS触发器模块10包括与非门芯片U3、NMOS管Q1和干簧管SW1，NMOS管Q1为增强型NMOS管，NMOS管Q1的型号为2N7002/SOT，本电路使用的干簧管为常开干簧管，干簧管的型号为MKA10110 7-10，与非门芯片U3构成了第一RS触发器101和第二RS触发器102，第一RS触发器101包括与非门芯片U3中的与非门单元U3C和与非门单元U3D，第二RS触发器102包括与非门芯片U3中的与非门单元U3A和与非门单元U3B，干簧管SW1与与非门单元U3C的其中一个输入端口(本实施例中是与非门芯片U3的第9脚)连接，与非门单元U3C的输出端口与与非门单元U3D的输入端口连接，与非门单元U3D的输出端口与所述的射频发射模块连接；

干簧管SW1与NMOS管Q1的栅极连接，NMOS管Q1的漏极与与非门单元U3A的其中一个输入端口(本实施例中是与非门芯片U3的第2脚)连接，与非门单元U3A的输出端口与与非门单元U3B的输入端口连接，与非门单元U3B的输出端口与所述的射频发射模块连接。

结合图1和图2所示，所述的射频发射模块20包括无线发射模组J3，无线发射模组J3的端口K0通过二极管D2与所述的与非门单元U3D的输出端口连接，无线发射模组J3的端口K1通过二极管D3与所述的与非门单元U3B的输出端口连接，接收RS触发器模块10产生的开关门信号，并发射给射频接收模块30。

结合图1和图3所示，所述的射频接收模块30包括无线接收芯片U2，无线接收芯片U2接收所述的无线发射模组J3发射的信号并进行解调；无线接收芯片U2与所述的解码模块40连接，将解调后的信号输出给解码模块40进行解码。

结合图1、图4和图5所示，所述的解码模块40包括无线解码芯片U1，无线解码芯片U1接收所述无线接收芯片U2发出的解调后的信号；无线接收芯片U2与D触发器U4连接，将解码后的信号输出给D触发器U4。

电路工作时，可将电池模块60、RS触发器模块10和射频发射模块20视为电路中的发射部分，由电池模块60中的纽扣电池给RS触发器模块10和射频发射模块20供电，电路待机电流小，在10微安左右，待机时间可以很长；射频接收模块30、解码模块40和D触发器模块50可视为电路中的接收部分，并且，参照图6所示，可以设置一个外部电源80给射频接收模块30、解码模块40和D触发器模块50供电。

当RS触发器模块10中的干簧管SW1吸合时，第一触发器101输出一瞬间的低电平，第二触发器102输出为高电平，当干簧管SW1断开时，第二触发器102输出一瞬间的低电平，第一触发器101输出为高电平，当第一触发器101或第二触发器102的输出为低电平时，发光二极管D4发光。射频发射模块20中的无线发射模组J3，型号可以为TX(315M)，对RS触发器模块10中的与非门芯片U3(型号CD4011BM96)的输出的信号进行发射传输，射频接收模块30由无线接收芯片U2及其外围电路构成，无线接收芯片U2的型号为CMT2210LB-ESR，其可把接收的信号进行解调后输出给解码模块40进行解码，解码模块40由无线解码芯片U1及发光二极管和按键构成，无线解码芯片U1的型号为RF272，无线解码芯片U1内部自带程序且可对遥控按键进行学习，发光二极管对芯片的解码是否有效起到一个提示作用，有效则亮，无效不亮。遥控解码模块40中的无线解码芯片U1对接收到的数据进行解码后输出给D触发器U4，D触发器U4的型号为SN74LVC1G175DBVR，由D触发器U4进行数据的处理后，送入外部MCU中进行高低电平的检测，普通的设备需要两个输入口对两个数据进行检测，本实用的电路，数据经过D触发器后只需要一个输入口就可以进行数据的采集，起到节约I/O的作用，且经过D触发器的信号当无外部信号的时候可长时间保持。无线解码芯片U1可进入任意键学习模式，进行发射端按键的学习，实现解码模块在任意键学习模式下，可以在发射模块按键与该芯片输出钝口编码不对应的情况下进行学习调整，从而达到不更改发射芯片端口与解码芯片相对应即可遥控输出的目的，使芯片学习的是无线解码芯片U1的端口D0对应无线发射模组J3的端口K0，端口D1对应无线发射模组J3的端口K1，无线解码芯片U1内部带程序，有三种模式(互锁、点动、自锁)可以切换，本实施例中的电路使用的是点动模式，无线解码芯片U1收到对应的遥控器(即无线发射模组J3)按键按下时，无线解码芯片U1对应的端口输出高电平，当遥控器按键松开时，无线解码芯片U1对应的端口为低电平，完成解码。

当门被打开时，本实用新型的无线门磁开关检测电路完成检测的工作原理:门磁磁铁远离干簧管SW1时，干簧管SW1断开，此时与非门芯片U3的第8脚为高电平，与非门芯片U3的第9脚为高电平，与非门芯片U3的第12脚、第13脚共接100K电阻到地，所以与非门芯片U3的第11脚为高电平，第9脚和第11脚相连，所以第9脚为高电平。因为第9脚和第11脚为高电平，所以与非门芯片U3的第10脚为低电平。因为射频发射模块20中无线发射模组J3的端口K0和端口K1的内部自带上拉电阻，即无线发射模组J3的K0口为高电平。由于干簧管SW1断开，NMOS管Q1的栅极为高电平，NMOS管Q1源极接地，由于Ugs＞Ugs(th)，所以NMOS管Q1导通，与非门芯片U3的第1脚由高电平转为低电平，此时与非门芯片U3的第3脚输出高电平，由于第3脚为高电平，则电容C4充电瞬间导通，此时与非门芯片U3的第5脚和第6脚为有一瞬间的时间为高电平，即与非门芯片U3的第4脚输出一瞬间的低电平，发光二极管D4亮起后又熄灭。因为无线发射模组J3的端口K0和端口K1的内部自带上拉电阻，即无线发射模组J3的端口K1一瞬间为低电平。端口K0为高电平，端口K1为低电平，此时数据发送给射频接收模块30中的无线接收芯片U2，无线接收芯片U2把接收的信号进行解调后输出给遥控解码模块中的无线解码芯片U1。

发射芯片J3的端口K1为低电平，则无线解码芯片U1的端口D1输出高电平，所以D触发器U4的CLK脚转为高电平，由于此时发射芯片J3的端口K0为高电平，无线解码芯片U1的端口D0浮空，D触发器U4的CLK引脚为高电平，D触发器U4的D脚为高电平，所以此时，D触发器U4的Q脚输出高电平给外部的MCU，MCU管脚检测为开门的状态，并且此时D触发器U4的Q脚一直为高电平，实现可自动长时间记忆门的打开状态。

当门被关闭时，本实用新型的无线门磁开关检测电路完成检测的工作原理:门磁磁铁靠近干簧管SW1时，干簧管SW1闭合，此时与非门芯片U3的第8脚为低电平，所以与非门芯片U3的第10脚输出为高电平，由于第10脚为高电平，则电容C1充电瞬间导通，此时与非门芯片U3的第12和第13脚为有一瞬间的时间为高电平，即与非门芯片U3的第11脚输出一瞬间的低电平，发光二极管D4亮起后又熄灭。因为无线发射模组J3的端口K0和端口K1的内部自带上拉电阻，即无线发射模组J3的端口K0一瞬间为低电平。由于干簧管SW1闭合，NMOS管Q1的栅极则为低电平，NMOS管Q1不导通,因为与非门芯片U3的第1脚有接上拉电阻，所以第1脚为高电平，与非门芯片U3的第2脚为高电平，与非门芯片U3的第5脚和第6脚共接100K电阻到地，所以与非门芯片U3的第4脚为高电平，第4脚和第2脚相连，所以第2脚为高电平。因为第2脚和第1脚为高电平，所以与非门芯片U3的第3脚为低电平。因为无线发射模组J3的端口K0和端口K1的内部自带上拉电阻，即无线发射模组J3的端口K1为高电平。端口K0为低电平，端口K1为高电平，此时数据发送给射频接收模块30中的无线接收芯片U2，无线接收芯片U2把接收的信号进行解调后输出给解码模块40中的无线解码芯片U1。

无线发射模组J3的端口K0为低电平，则无线解码芯片U1的端口D0输出高电平，D触发器U4的CLK引脚由高电平转换成低电平，由于此时无线解码芯片U1的端口K1为高电平，所以无线解码芯片U1的端口D1没有输出高电平，为浮空状态，则D触发器U4的CLK脚为X状态(即没有定义信号输出)，又因D触发器U4的D脚为高电平，所以此时D触发器U4的Q脚输出低电平给外部的MCU，MCU管脚检测为关门的状态，并且此时D触发器U4的Q脚一直为低电平，实现可自动长时间记忆门的关闭状态。

本实用新型的无线门磁开关检测电路，通过D触发器对开门和关门的状态进行输出且输出状态可保持，实现可自动长时间记忆门的开关状态，避免了在没有外部动作时对门的开关状态反复发射和接收信号、反复检测，减少电路的功耗。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种无线门磁开关检测电路，其特征在于：包括RS触发器模块、射频发射模块、射频接收模块、解码模块和D触发器模块，D触发器模块包括D触发器U4，

RS触发器模块与射频发射模块电性连接，用于产生开关门信号并输出给射频发射模块；

射频发射模块与射频接收模块电性连接，用于将开关门信号输出给射频接收模块；

射频接收模块与解码模块电性连接，用于将所述的开关门信号解调并输出给解码模块进行解码；

解码模块与D触发器U4电性连接，用于将解码后的信号输出给D触发器U4；

D触发器U4与外部的MCU电性连接，输出电平状态给MCU，使MCU检测到开关门状态，并一直保持输出该电平状态。

2.如权利要求1所述的一种无线门磁开关检测电路，其特征在于：还包括电池模块，电池模块包括两个串联的纽扣电池，该纽扣电池与所述的RS触发器模块电性连接，用于给RS触发器模块供电。

3.如权利要求2所述的一种无线门磁开关检测电路，其特征在于：所述的电池模块还包括PMOS管Q2，PMOS管Q2的漏极与所述纽扣电池电性连接，源极与所述的RS触发器模块电性连接，栅极接地。

4.如权利要求2所述的一种无线门磁开关检测电路，其特征在于：还包括发光模块，发光模块包括发光二极管D4，该发光二极管D4与RS触发器模块连接，用于在RS触发器模块产生开关门信号时发光；

该发光二极管D4还与所述的纽扣电池连接，使纽扣电池给发光二极管D4供电。

5.如权利要求1所述的一种无线门磁开关检测电路，其特征在于：所述的RS触发器模块包括与非门芯片U3、NMOS管Q1和干簧管SW1，与非门芯片U3构成了第一RS触发器和第二RS触发器，第一RS触发器包括与非门芯片U3中的与非门单元U3C和与非门单元U3D，第二RS触发器包括与非门芯片U3中的与非门单元U3A和与非门单元U3B，

干簧管SW1与与非门单元U3C的其中一个输入端口连接，与非门单元U3C的输出端口与与非门单元U3D的输入端口连接，与非门单元U3D的输出端口与所述的射频发射模块连接；

干簧管SW1与NMOS管Q1的栅极连接，NMOS管Q1的漏极与与非门单元U3A的其中一个输入端口连接，与非门单元U3A的输出端口与与非门单元U3B的输入端口连接，与非门单元U3B的输出端口与所述的射频发射模块连接。

6.如权利要求5所述的一种无线门磁开关检测电路，其特征在于：所述的射频发射模块包括无线发射模组J3，无线发射模组J3的端口K0与所述的与非门单元U3D的输出端口连接，无线发射模组J3的端口K1与所述的与非门单元U3B的输出端口连接。

7.如权利要求6所述的一种无线门磁开关检测电路，其特征在于：所述的射频接收模块包括无线接收芯片U2，无线接收芯片U2接收所述的无线发射模组J3发射的信号并进行解调；

无线接收芯片U2与所述的解码模块连接，将解调后的信号输出给解码模块进行解码。

8.如权利要求7所述的一种无线门磁开关检测电路，其特征在于：所述的解码模块包括无线解码芯片U1，无线解码芯片U1接收所述无线接收芯片U2发出的解调后的信号；

无线接收芯片U2与D触发器U4连接，将解码后的信号输出给D触发器U4。