CN2470806Y - 可编码红外线探测器 - Google Patents

Abstract

一种可编码红外线探测器,由投光器和受光器组成。投光器包括频率发生器(2)和红外线发送电路(3),以及向频率发生器(2)发出编码信号的数字编码电路(1),所述编码信号经频率发生器(2)调频后,由红外线发送电路(3)传输。受光器包括红外线接收电路(4)、延时执行电路(7)以及外围电路(8),以及连接于选频放大电路(5)和延时执行电路(7)之间的解码识别电路(6)。本实用新型用编码方法实现,提高了灵敏度和可靠性,降低漏报发生率。

Description

可编码红外线探测器

本实用新型涉及一种可编码红外线探测器，特别是适用于防盗报警使用的探测器。

在现有技术中，红外探测器主要由投光器和受光器两部分构成。投光器发射光束，受光器接收来自投光器的光束，如果受光器接收到光束信息，意味着投光器和受光器之间无侵入物体，处于正常状态。而一旦光束受到阻隔，受光器接收不到信号，意味着有物入侵。当前通常采用的光束主要是红外光束，采用的方法是对红外光束进行调频，使投光器向受光器发出一串连续脉冲红外光，然后在受光器内对这束红外光进行选频滤波，再驱动相关电路发出动作。在实际使用中，现有红外探测器的频率资源非常有限。由此常常会出现同类型探测器产品使用同一频率，造成一只投光器发出的光束能使所有受光器接收，失去保密性；而且转弯或邻近使用相同设备时，由于光束的传播特性，投光器相互干扰会造成漏报，起不到报警防范目的。

正是为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种可编码红外线探测器，在有限的频率资源下，对选用频率加载数字编码，这样发出的光束就是经编码后的一串加载数字信息的红外光束，解决了可用频率重复的问题。

本实用新型的另一个目的是，通过受光器的识别判断，只有在受光器接收到了相应的投光器发出的码字与其预置码字一一对映时，才确定为安全状态，从而消除了邻近探测器之间由于光束传播特殊性造成的相互干扰。

本实用新型是这样实现的：包括投光器和受光器两部分组成。投光器部分包括相互串联的频率发生器2和红外线发送电路3，还包括与频率发生器2相连的发出编码信号的数字编码电路1，所述编码信号经频率发生器2调频后，由红外线发送电路3传输。受光器部分包括相互串联的红外线接收电路4和选频放大电路5，相互串联的延时执行电路7和外围电路8，还包括连接在选频放大电路5和延时执行电路7之间的解码识别电路6。

下面结合附图对本实用新型进行说明。

图1为本实用新型投光器的结构示意图；

图2为本实用新型受光器的结构示意图；

图3为本实用新型投光器的电路图；

图4为本实用新型受光器的电路图；

图5为本实用新型受光器中解码识别电路的工作流程图；

图6为本实用新型投光器中振荡电路的数字编码脉冲图。

参照附图，通过下面对本实用新型的详细描述，更好地理解本实用新型的特征和优点。

参见图1，投光器部分包括相互串联的频率发生器2和红外线发送电路3，以及与频率发生器2相连并发出编码信号的数字编码电路1，所述编码信号经频率发生器2调频后，由红外线发送电路3传输，红外线发送电路3包括红外线发送功率调节控制电路32和受其控制的红外线发送器31。受光器部分参见图2，包括相互串联的红外线接收电路4和选频放大电路5，相互串联的延时执行电路7和外围电路8，以及连接在选频放大电路5和延时执行电路7之间的解码识别电路6。

下面结合各自具体的电路图，分别描述上述投光器和受光器的详细结构。

参见图3，投光器中数字编码电路1由振荡电路IC1实现。该电路发出的数字编码脉冲参考图6，例如某红外光束的调制频率为f，则相邻两个脉冲间隔时间为T，(T＝1/f)，光束具有一定占空比。若定义编码方式为连续的5个发光脉冲后跟10个不发光脉冲为表示“1”字节的一个码，连续的10个发光脉冲后跟5个不发光脉冲为表示“0”字节的一个码。一个完整的码字由数个按照上述定义的“0”和“1”字节组成，根据需要确定相应的字节，从而构成数万种～数亿种码字，使得重码率几乎为零。频率发生器2由调频电路IC2实现。振荡电路IC1的起振频率≥400Hz，调频电路IC2的频率为振荡电路IC1频率的2倍以上。红外线发送电路3包括红外线发送器31和红外线发送功率调节控制电路32，其中红外线发送器31由并联的第一红外线发光管IR1和第二红外线发光管IR2组成，红外线发送功率调节控制电路32由滑动变阻器R3构成。振荡电路IC1的第一输出端与第一三极管T1的基极连接，振荡电路IC1的第二输出端经开关K与外电源S1的第一端相连，第一三极管T1的集电极与调频电路IC2的第一端和第二三极管T2的基极相连，第二三极管T2的集电极与红外线发送电路3的第一端和外电源S1第二端相连，振荡电路IC1的一个工作电源端与调频电路IC2的第二端，第二三极管T2的集电极，以及电源第二端相连，振荡电路IC2的另一个工作电源端与第一三极管T1的发射极，第二三极管的发射极以及电源S1的第一端相连。调频电路IC2的第二端连接外电源S1的第二端，红外线发送电路3的第二端连接同一外电源S1的第一端。工作时，合上开关K，振荡电路IC1发出图6所示的数字编码信号，先经第一三极管T1放大，由于该信号频率较低，传输时干扰较大，需将该频率调制到较高频率后加载于红外线光束上发送。这一调制过程由调频电路IC2实现，接着第二三极管T2将调制信号放大后，通过两个红外线发光管IR1和IR2发出一串调制好的编码信号，滑动变阻器R3用来调节光的强弱，电源S1采用5～12V的直流电。

这种编码方法除了可以用振荡电路实现之外，还可以用单片机或其他集成电路组成。码字及字节的长度都可自定义。振荡电路IC1和调频电路IC2可以采用80C51单片机，两个三极管T1、T2的型号可以为9013，红外线发光管IR1、IR2可以为JIR305的红外发光管。

在受光器一侧，参考图4，红外线接收电路4由第一红外线接收管D1和第二红外线接收管D2的第一端各自与第一电阻R4和第二电阻R5串联后相并联组成，选频放大电路5包括第一滤波放大电路IC3和第二滤波放大电路IC4，解码识别电路6和延时执行电路7分别由电路IC5和电路IC6实现，第一红外线接收管D1同第一电阻R4，第二红外线接收管D2与第二电阻R5的相连点各自分别通过第一滤波放大电路IC3和第二滤波放大电路IC4的输入端与解码识别电路IC5的第一和第二输入端相连，解码识别电路IC5的输出端与稳态延时电路IC6输入端相连，稳态延时电路IC6的输出端连接外围电路8，第一红外线接收管D1与第一电阻R4，第二红外线接收管D2与第二电阻R5的两串联支路，解码识别电路IC5，稳态延时电路IC6，第一放大滤波电路IC3和第二放大滤波电路IC4的工作电源端都分别并联于一电源S2。稳态延时电路IC6与外围电路8之间连接第三三极管T3，第三三极管T3的集电极和发射极并联于电源S2两端。外围电路8可以由继电器J和二极管D并联组成，且并联到第三三极管T3的集电极和发射极两端。工作时，第一，第二红外线接收管D1和D2接收投光器发出的经调制的编码红外线信号，先通过两个滤波放大电路IC3和IC4滤去载波，检出所需的编码信号，再输入识别比较电路IC5中完成解码、比较功能，结合附图5，下面对解码比较过程进一步说明。

步骤S1，首先进入开始状态；步骤S2，当受光器工作时，解码识别电路IC5处于待命状态；步骤S3，滤波放大电路IC3和IC4有选频信号输出；步骤S4，进行第一次码字匹配的判断，第一次码字匹配判断是将接受的双光束信号第一个码字采样周期内的码字与解码识别电路IC5中预置码字相比较，如果不一致，进入步骤S6，输出信号置“0”，接着返回待命状态；如果一致，进入步骤S5，再进行第二次码字匹配的判断，将双光束信号第二个码字采样周期内的码字与解码识别电路IC5中预置码字进行比较，如果不一致，转入步骤S6，输出信号置“0”，回到待命状态；如果一致，进入步骤S7，输出信号才置“1”，表示已经接收到投光器发来的信息。接着对第三个码字采样周期内的码字与解码识别电路IC5中预置码字进行比较，如果一致，表示探测区域处于正常状态，继续步骤S8，进行第四个码字采样周期内的码字判断；如果不一致，表示可能出现异常，对第四个码字采样周期内的码字比较判断，此时码字若与预置码字一致，重复步骤S8对第五个码字采样周期内的码字判断；如果不一致，进入步骤S6，输出信号置“0”，回到步骤S2的待命状态。由此看出，这里是分别对两束接受光同时采样判断，识别比较电路IC5得到的两束光组合输出信号为“0”“0”，“0”“1”和“1”“1”。其含义分别是：输出信号为“0”“0”，表示接收不到双光束，可能有较大物体入侵，需进行报警；输出信号为“0”“1”，表示可能是由于昆虫等小飞虫阻断单束光信号造成，此时毋须报警；当组合输出信号为“1”“1”时，表示完整接受到投光器发出的双光束，此时探测区域无任何异常出现。通过这个逻辑判断，识别出两束光同时被遮挡的情况。

稳态延时电路IC6使识别比较信号具有一定的延时，然后经第三三极管T3信号放大，驱动继电器J吸合，产生触点报警信号，继而还可以通过其他电路实现相应功能。这里的滤波电路IC4，IC5为两路输入，旨在确保只有双光束同时被遮断的情况才判定报警输出。避免由于昆虫等小生物阻断信号造成误报。该实施例中，三极管T3的型号可以为9013，红外线发光管IR1、IR2可以是JIR305的红外发光管，红外接收管D1、D2型号可以为PH302，放大滤波电路IC3、IC4型号可以为CX20106。电路IC5和IC6的型号分别为7400和7805，稳态延时电路可以是555时基电路等常规延时电路。

对于熟悉本技术领域的人员而言，在不用进行创造性劳动的前提下，可以将这里提到的一般原理应用于其他实施例。因此，本实用新型并不局限于上述实施例的具体结构，而是通过所附权利要求书的描述加以限定。

Claims (13)

1.一种投光器，由频率发生器(2)和红外线发送电路(3)串联组成，其特征在于，还包括与频率发生器(2)相连的发出编码信号的数字编码电路(1)，所述编码信号经频率发生器(2)调频后，由红外线发送电路(3)传输。

2.根据权利要求1所述的投光器，其特征在于，所述红外线发送电路(3)中，包括与频率发生器(2)相连的红外线发送器(31)。

3.根据权利要求2所述的投光器，其特征在于，所述红外线发送电路(3)中，还包括连接并控制红外线发送器(31)功率的红外线发送功率调节控制电路(32)。

4.根据权利要求1或2或3所述的投光器，其特征在于，所述数字编码电路(1)和频率发生器(2)分别由振荡电路(IC1)和调频电路(IC2)实现，振荡电路(IC1)的第一输出端与第一三极管(T1)的基极连接，振荡电路(IC1)的第二输出端经开关(K)与外电源(S1)的第一端相连，第一三极管(T1)的集电极与调频电路(IC2)的第一端和第二三极管(T2)的基极相连，第二三极管(T2)的集电极与红外线发送电路(3)的第一端和外电源(S1)第二端相连，振荡电路(IC1)的两工作电源端并联在电源(S1)两端，调频电路(IC2)的第二端连接外电源(S1)的第二端，红外线发送电路(3)的第二端连接同一外电源(S1)的第一端。

5.根据权利要求4所述的投光器，其特征在于，所述红外线发送器(31)由两并联的第一红外线发光管(IR1)和第二红外线发光管(IR2)组成。

6.根据权利要求4所述的投光器，其特征在于，所述红外发送功率调节控制电路(32)由滑动变阻器(R3)实现，滑动变阻器(R3)连接于第二三极管T2的集电极和红外线发送器(31)之间。

7.根据权利要求4所述的投光器，其特征在于，振荡电路(IC1)的起振频率≥400Hz，所述调频电路(IC2)的频率为振荡电路(IC1)频率的2倍以上。

8.根据权利要求4所述的可编码红外线探测器，其特征在于，所述电源(S1)可以采用5～12V的直流电。

9.一种受光器，包括两串联的红外线接收电路(4)和选频放大电路(5)，以及串联的稳态延时电路(7)和外围电路(8)，其特征在于，还包括连接在选频放大电路(5)和延时执行电路(7)之间的解码识别电路(6)。

10.根据权利要求9所述的受光器，其特征在于，所述红外线接收电路(4)包括第一红外线接收管(D1)和第二红外线接收管(D2)的第一端各自与第一电阻(R4)和第二电阻(R5)串联后相并联组成，选频放大电路(5)包括第一滤波放大电路(IC3)和第二滤波放大电路(IC4)，解码识别电路(6)和延时执行电路(7)分别由电路(IC5)和电路(IC6)实现，第一红外线接收管(D1)同第一电阻(R4)，第二红外线接收管(D2)与第二电阻(R5)的相连点各自分别通过第一滤波放大电路(IC3)和第二滤波放大电路(IC4)的输入端与解码识别电路(IC5)的第一和第二输入端相连，解码识别电路(IC5)的输出端与稳态延时电路(IC6)输入端相连，稳态延时电路(IC6)的输出端与外围电路(8)连接，所述第一红外线接收管(D1)与第一电阻(R4)，第二红外线接收管(D2)与第二电阻(R5)的两串联支路，解码识别电路(IC5)，稳态延时电路(IC6)，第一放大滤波电路(IC3)和第二放大滤波电路(IC4)的两工作电源端都分别并联于一电源(S2)。

11.根据权利要求10所述的受光器，其特征在于，所述稳态延时电路(IC6)与外围电路(8)之间设置第三三极管(T3)，第三三极管(T3)的基极连接稳态延时电路(IC6)的输出，集电极连接外围电路(8)的输入端，和电源(S2)一端，发射极连接电源(S2)的另一端。

12.根据权利要求10或11所述的受光器，其特征在于，所述外围电路(8)可以由继电器(J)和二极管(D)并联组成，且并联到第三三极管(T3)的集电极和发射极两端。

13.一种可编码红外线探测器，其特征在于，包括权利要求1的投光器和权利要求9的受光器组成。

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