專利名稱：自動吸塵器的多路紅外信號處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬傳感器技術(shù)與家用電器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自動吸塵器采用高容量的可充電電池作為能量來源，是可以自主移動，自動吸塵， 自動清潔房間地面。為了保護(hù)吸塵器自身，同時不破壞家庭環(huán)境，自動吸塵器必須具有障礙 物檢測功能。目前，存在兩種方式進(jìn)行障礙物檢測超聲波測距技術(shù)和紅外測距技術(shù)。超聲波測 距是通過測量超聲波在障礙物與檢測探頭之間的傳播時間來計(jì)算距離。紅外線檢測具有主 要是通過檢測反射回來的紅外線能量來計(jì)算距離。紅外檢測技術(shù)具有反應(yīng)速度快，無危害， 價格低廉的特點(diǎn)，而得到廣泛應(yīng)用。但是因?yàn)槲鼔m器在半個圓周的范圍內(nèi)都需要設(shè)置檢測 探頭，所以電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，器件繁多，不利于降低成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明采用檢測紅外反射能量強(qiáng)度的方法測量障礙物距離，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉， 性能可靠，通過精心設(shè)計(jì)減少了電路器件，降低成本。本發(fā)明采取的技術(shù)方案自動吸塵器的多路紅外信號處理電路，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)1，發(fā)射 路選電路，信號發(fā)射陣列，信號接收陣列，接收路選電路，信號處理電路，所述的單片機(jī)1，通 過軟件算法產(chǎn)生交流信號2 ；所述的發(fā)射路選電路，包括與所述交流信號2連接的電阻R0，與所述電阻RO連接 的第一模擬多路開關(guān)3，所述第一模擬多路開關(guān)3連接所述單片機(jī)1的控制信號，將所述交 流信號2輸出給所述信號發(fā)射陣列；所述的信號發(fā)射陣列，包括至少一組紅外發(fā)射電路4，所述的紅外發(fā)射電路4包括 基極與所述第一模擬多路開關(guān)3的模擬通道連接的三極管Q0，所述三極管QO的發(fā)射極接 地，電阻Rl連接在所述三極管QO的基極和發(fā)射極，所述三極管QO的集電極連接電阻R9，所 述電阻R9另一端連接電源VCC ；所述的信號接收陣列，包括至少一個紅外接收管，所述紅外接收管的陽極接地，陰 極連接所述第一模擬多路開關(guān)3的模擬通道，可以接收紅外光信號；所述的接收路選電路，包括與所述信號接收陣列連接的第二模擬多路開關(guān)5，所述 第二模擬多路開關(guān)5連接所述單片機(jī)1的控制信號，將所述信號接收陣列的模擬信號輸送 到所述第二模擬多路開關(guān)5的公共端，所述第二模擬多路開關(guān)5的公共端與一端接電源VCC 的電阻R12連接；所述的信號處理電路，包括與所述第二模擬多路開關(guān)5的公共端連接的兩級放大 濾波電路6，與所述兩級放大濾波電路6連接的積分電路7，以及與所述積分電路7連接的 比較器電路8，所述比較器電路8的輸出連接所述單片機(jī)1的端口，所述的信號處理電路還
3包括參考電壓發(fā)生器9。所述的發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少一個第一模擬多路開關(guān)3。所述的接收路選電路，可以設(shè)置至少一個第二模擬多路開關(guān)5。實(shí)施本實(shí)用新型的積極效果是采用檢測紅外反射能量強(qiáng)度的方法測量障礙物距 離，電路結(jié)構(gòu)簡單，檢測速度快，性能可靠，通過精心設(shè)計(jì)減少了電路器件，降低成本。

圖1是自動吸塵器的發(fā)射路選電路原理圖；圖2是自動吸塵器的信號發(fā)射電路原理圖；圖3是自動吸塵器的信號接收電路原理圖；圖4是自動吸塵器的接收路選電路原理圖；圖5是自動吸塵器的信號處理電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1-5，自動吸塵器的多路紅外信號處理電路，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單 片機(jī)1，發(fā)射路選電路，信號發(fā)射陣列，信號接收陣列，接收路選電路，信號處理電路。所述的單片機(jī)1，通過軟件算法產(chǎn)生交流信號2。所述的發(fā)射路選電路，包括與所述交流信號2連接的電阻R0，與所述電阻RO連接 的第一模擬多路開關(guān)3，所述第一模擬多路開關(guān)3連接所述單片機(jī)1的通道選擇信號AO、 A1、A2和使能信號SEN。當(dāng)使能信號SEN為低電平時，改變通道選擇信號A0、A1、A2的數(shù)值， 可以將交流信號2分別輸送給模擬通道X0、Xl.....X7。所述的信號發(fā)射陣列，包括至少一組紅外發(fā)射電路4，所述紅外發(fā)射電路4包括基 極與所述第一模擬多路開關(guān)3的模擬通道連接的三極管Q0，所述三極管QO的發(fā)射極接地， 電阻Rl連接在所述三極管QO的基極和發(fā)射極，所述三極管QO的集電極連接電阻R9，所述 電阻R9另一端連接電源VCC。因?yàn)樗械募t外發(fā)射電路是在不同時刻工作的，所以共用一 個限流電阻，這樣可以減少電子器件。所述的信號接收陣列，包括至少一個紅外接收管，所述紅外接收管的陽極接地，陰 極連接所述接收路選電路，可以接收紅外光信號。因?yàn)樗械募t外接收管是在不同時刻工 作的，所以都沒有接采樣電阻，而是把公用的采樣電阻放在接收所述的路選電路中，這樣可 以減少電子器件。所述的接收路選電路，包括第二模擬多路開關(guān)5，所述的信號接收陣列的紅外接收
管陰極連接至第二模擬多路開關(guān)5的模擬通道X0、X1.....X7，所述第二模擬多路開關(guān)5連
接單片機(jī)1的通道選擇信號A0、A1、A2和使能信號SEN。當(dāng)使能信號SEN為低電平時，改變
通道選擇信號A0、A1、A2的數(shù)值，可以將模擬通道X0,Xl.....X7的信號IR0、IR1......IR7
輸送至第二模擬多路開關(guān)5的公共端。第二模擬多路開關(guān)5的公共端與一端接電源VCC的 電阻R12連接。所述的信號處理電路，包括與所述第二模擬多路開關(guān)5的公共端連接的兩級放大 濾波電路6，與所述兩級放大濾波電路6連接的積分電路7，以及與所述積分電路7連接的 比較器電路8，所述比較器電路8的輸出連接所述單片機(jī)1的端口，還包括參考電壓發(fā)生器
49。參考電壓發(fā)生器9包括，電阻RlO和電阻Rll對電源VCC進(jìn)行分壓，獲得的電壓連 接運(yùn)放13的同相端，運(yùn)放12的反相端連接輸出端，構(gòu)成電壓跟隨器，輸出參考電壓VREF。兩級放大濾波電路6包括，第二模擬多路開關(guān)5的公共端輸出的信號連接電容Cl， 電容Cl另一端連接到由運(yùn)放10，電阻R13，R14，R15和電容C2組成的反相放大濾波電路； 運(yùn)放10的輸出端通過電容C3連接到由運(yùn)放11，電阻R16，R17，R18和電容C4組成的反相 放大濾波電路。積分電路7包括，陽極連接運(yùn)放11輸出端的二極管D16，其陰極通過電阻R19接 地，并連接由電阻R20和電容C5組成的低通濾波器，低通濾波器輸出信號給比較器電路8。比較器電路8包括，電阻R21連接運(yùn)放12的同相端，同時連接來自積分電路7的 輸出信號；電阻R22和電阻R23對電源VCC分壓以后，連接運(yùn)放12的反相端，運(yùn)放12的輸 出端連接單片機(jī)1的端口。所述發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少一個第一模擬多路開關(guān)3。所述接收路選電路， 可以設(shè)置至少一個第二模擬多路開關(guān)5。這樣可以增加紅外發(fā)射及接收通道的數(shù)量，提高紅 外檢測的覆蓋范圍。
權(quán)利要求自動吸塵器的多路紅外信號處理電路，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)(1)，發(fā)射路選電路，信號發(fā)射陣列，信號接收陣列，接收路選電路，信號處理電路，其特征是所述的發(fā)射路選電路，包括電阻R0，與所述電阻R0連接的第一模擬多路開關(guān)(3)，所述第一模擬多路開關(guān)(3)連接所述單片機(jī)(1)的控制信號；所述的信號發(fā)射陣列，包括至少一組紅外發(fā)射電路(4)，所述的紅外發(fā)射電路(4)包括基極與所述第一模擬多路開關(guān)(3)的模擬通道連接的三極管Q0，所述三極管Q0的發(fā)射極接地，電阻R1連接在所述三極管Q0的基極和發(fā)射極，所述三極管Q0的集電極連接電阻R9，所述電阻R9另一端連接電源VCC；所述的信號接收陣列，包括至少一個紅外接收管，所述紅外接收管的陽極接地，陰極連接所述第一模擬多路開關(guān)(3)的模擬通道，可以接收紅外光信號；所述的接收路選電路，包括與所述信號接收陣列連接的第二模擬多路開關(guān)(5)，所述第二模擬多路開關(guān)(5)連接所述單片機(jī)(1)的控制信號，將所述信號接收陣列的模擬信號輸送到所述第二模擬多路開關(guān)(5)的公共端，所述第二模擬多路開關(guān)(5)的公共端與一端接電源VCC的電阻R12連接；所述的信號處理電路，包括與所述第二模擬多路開關(guān)(5)的公共端連接的兩級放大濾波電路(6)，與所述兩級放大濾波電路(6)連接的積分電路(7)，以及與所述積分電路(7)連接的比較器電路(8)，所述比較器電路(8)的輸出連接所述單片機(jī)(1)的端口，所述的信號處理電路還包括參考電壓發(fā)生器(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動吸塵器的多路紅外信號處理電路，其特征是所述的發(fā) 射路選電路，可以設(shè)置至少一個第一模擬多路開關(guān)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動吸塵器的多路紅外信號處理電路，其特征是所述的接 收路選電路，可以設(shè)置至少一個第二模擬多路開關(guān)(5)。
專利摘要自動吸塵器的多路紅外信號處理電路，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)，發(fā)射路選電路，信號發(fā)射陣列，信號接收陣列，接收路選電路，信號處理電路。單片機(jī)，通過軟件算法產(chǎn)生交流信號；交流信號通過發(fā)射路選電路，分別輸出給信號發(fā)射陣列的多組紅外發(fā)射電路，紅外發(fā)射電路主要由三極管，紅外發(fā)射管，和限流電阻組成；信號接收陣列，包括至少一個紅外接收管，可以將紅外光信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號與接收路選電路的模擬通道連接；接收路選電路將多路電信號送到信號處理電路，信號處理電路包括兩級放大濾波電路，積分電路，比較器電路，比較器電路連接所述單片機(jī)的端口，還包括參考電壓發(fā)生器。發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少一個第一模擬多路開關(guān)。接收路選電路，可以設(shè)置至少一個第二模擬多路開關(guān)。本專利采用檢測紅外反射能量強(qiáng)度的方法測量障礙物距離，實(shí)施本專利后，可以大大減少電路器件，降低成本，并且工作可靠，穩(wěn)定。
文檔編號A47L9/28GK201752389SQ20102014167
公開日2011年3月2日 申請日期2010年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月27日
發(fā)明者劉瑜 申請人:劉瑜