一種微波探測(cè)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及非接觸式探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微波探測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]非接觸式探測(cè)技術(shù)是指利用聲、光、磁等信號(hào)物質(zhì)作為介質(zhì)執(zhí)行對(duì)目標(biāo)物體的探測(cè)、感知?，F(xiàn)有技術(shù)中以光作為信號(hào)的探測(cè)器探測(cè)距離有限且成本較高，以聲波作為信號(hào)的探測(cè)器其不僅受到探測(cè)距離過(guò)近的局限同時(shí)穿透力不強(qiáng)且極易受到干擾，因此幾近淘汰，而以磁場(chǎng)作為信號(hào)的探測(cè)器只適用于某些金屬物體的探測(cè)范圍。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的非接觸式探測(cè)器普遍存在技術(shù)缺陷。
[0003]微波是頻率范圍在300MHz到300GHz的高頻電磁波，其波長(zhǎng)從1mm到lm。微波具有如下主要特點(diǎn):直線傳播，很容易被反射；波段寬，可利用的頻率多；微波設(shè)備比較小；對(duì)一些非金屬材料有一定的穿透力，金屬物體對(duì)微波有良好的反射特性；不受其他電磁波干擾。微波的多普勒效應(yīng)是當(dāng)發(fā)射信號(hào)與接收者之間存在相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的回波信號(hào)的頻率(或相位)將發(fā)生變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型旨在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)缺陷，提供一種微波探測(cè)器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中非接觸式移動(dòng)物體探測(cè)器所存在的抗干擾能力差、靈敏度低、功耗高的技術(shù)缺陷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)缺陷:
[0006]—種微波探測(cè)器，其特征在于包括電源模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊，脈沖電源模塊，放大整形模塊，微波傳感器模塊，其中電源模塊為單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊和脈沖電源模塊供電，脈沖電源模塊一端與單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊一端相連接、脈沖電源模塊另一端與微波傳感器模塊一端相連接，微波傳感器模塊另一端與放大整形模塊一端連接，放大整形模塊另一端與單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊另一端連接，同時(shí):所述脈沖電源模塊的供電參數(shù)為頻率1kHz、占空比2% ;所述單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊的主控制芯片是Atmega8。
[0007]優(yōu)選的，所述電源模塊采用直流供電；在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)選的，所述電源模塊的輸出電壓為5V、輸出電流為100mA。
[0008]優(yōu)選的，所述微波傳感器模塊是GH100微波移動(dòng)傳感器。
[0009]在以上技術(shù)方案中:
[0010]電源模塊的穩(wěn)壓芯片采用HT7550低壓差三端穩(wěn)壓芯片，該芯片具有超低功耗、低輸入輸出壓差、低輸出電壓溫漂、輸出電壓為5V，可以提供100mA的輸出電流，其電源電路如附圖2所示。
[0011]為了降低系統(tǒng)功耗以及延長(zhǎng)微波模塊的壽命，本探測(cè)器對(duì)微波模塊采用脈沖供電，利用單片機(jī)產(chǎn)生頻率為1kHz，占空比為2%的脈沖為微波模塊供電，這樣可以節(jié)省98%的能量，同時(shí)在脈沖供電環(huán)境下微波模塊并不是時(shí)刻都在工作，所以又可以延長(zhǎng)微波模塊的使用年限。該脈沖電源的電路如附圖3所示，三極管的基極通過(guò)一個(gè)電阻連到單片機(jī)的脈沖輸出引腳，發(fā)射極連到VCC上這樣便構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單穩(wěn)定的脈沖電源。
[0012]本探測(cè)器采用Atmel公司的8位高性能AVR單片機(jī)Atmega8作為主控制芯片，硬件部分電路如附圖4所示。圖中R1和R4構(gòu)成了分壓電路對(duì)模塊的輸入電壓進(jìn)行分壓，然后送入單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，當(dāng)檢測(cè)到外部供電電池的電壓低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。J1和R10構(gòu)成了環(huán)境亮度檢測(cè)電路，當(dāng)環(huán)境亮度不同時(shí)該電路分出的電壓也不同，將該電壓送入單片機(jī)進(jìn)行采樣通過(guò)軟件智能判斷是黑夜還是白天，當(dāng)白天時(shí)模塊處于休眠狀態(tài)，黑夜時(shí)模塊處于警戒狀態(tài)，起到低功耗作用。S1及其外部電阻構(gòu)成了外部硬件靈敏度調(diào)節(jié)接口，可以進(jìn)行16級(jí)靈敏度調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。S2及其外部電阻構(gòu)成了報(bào)警時(shí)長(zhǎng)接口，一共可以設(shè)置4種報(bào)警時(shí)長(zhǎng)。B1為蜂鳴器，它可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，以及進(jìn)行開(kāi)機(jī)初始化提示，電池低電壓報(bào)警等。接口 J4為在線調(diào)試接口，通過(guò)該接口可以隨時(shí)向單片機(jī)中下載程序，方便進(jìn)行軟硬件調(diào)試。電阻R27為工作模式選擇電阻，當(dāng)焊接上該電阻時(shí)選擇為單點(diǎn)工作模式，通過(guò)硬件調(diào)節(jié)靈敏度以及報(bào)警時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)該電阻未焊接時(shí)選擇為聯(lián)網(wǎng)工作模式，在該模式下相關(guān)設(shè)置可以通過(guò)串行接口發(fā)送到模塊，同時(shí)模塊也會(huì)向外不斷地發(fā)送模塊的工作狀態(tài)，比如電池電壓，報(bào)警信號(hào)，當(dāng)前設(shè)置等信息。單片機(jī)的第9引腳為報(bào)警輸出端，可以用它去驅(qū)動(dòng)繼電器來(lái)控制自動(dòng)門的開(kāi)關(guān)等。單片機(jī)的13引腳經(jīng)過(guò)一個(gè)PNP型三極管后變?yōu)檎伎毡葹? %的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)去驅(qū)動(dòng)M0S管Q2來(lái)控制中頻信號(hào)的通斷，避免了在微波模塊上電的瞬間產(chǎn)生的電流沖擊信號(hào)送入信號(hào)處理電路造成誤報(bào)警，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。
[0013]微波傳感器模塊采用型號(hào)為GH100的微波移動(dòng)傳感器，GH100微波移動(dòng)傳感器是X波段移動(dòng)傳感多譜勒模塊，它由介質(zhì)振蕩器(DR0)和一對(duì)微帶天線組成，微波頻率為
10.525GHzο該模塊的工作原理是基于微波的多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)是當(dāng)發(fā)射信號(hào)與接收者之間存在相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的回波信號(hào)的頻率(或相位)將發(fā)生變化。GH100微波模塊集收發(fā)為一體，通過(guò)天線向周圍空間發(fā)射無(wú)線電磁波，同時(shí)又由天線接收周圍物體反射的回波，通過(guò)模塊內(nèi)部電路對(duì)收、發(fā)信號(hào)的相位進(jìn)行比較，如果周圍空間有移動(dòng)物體存在，回波信號(hào)將產(chǎn)生頻移與相差，最后從傳感器輸出一個(gè)低頻率的電壓。
[0014]此外，由于傳感器信號(hào)輸出(IF)端的輸出強(qiáng)度與發(fā)射能量的反射強(qiáng)度有關(guān)，一般在微伏級(jí)，所以需要一個(gè)高增益的低頻放大器來(lái)處理該信號(hào)使它能達(dá)到用處理器來(lái)處理。放大整形電路如附圖5所示。圖中M0S管Q2為信號(hào)開(kāi)關(guān)，當(dāng)微波模塊上電時(shí)打開(kāi)信號(hào)開(kāi)關(guān)，當(dāng)微波模塊失電時(shí)關(guān)閉信號(hào)開(kāi)關(guān)，這樣可以防止干擾信號(hào)進(jìn)入放大電路。信號(hào)通過(guò)信號(hào)開(kāi)關(guān)后送入集成運(yùn)放U1A的同相輸入端進(jìn)行放大，濾除高頻的干擾信號(hào)后經(jīng)電容C9耦合至后級(jí)電路，后級(jí)電路是一個(gè)引入了輕微負(fù)反饋的比較器電路，引入負(fù)反饋后可以增強(qiáng)本電路的抗干擾性能，改善輸出波形，擴(kuò)寬通頻帶，同時(shí)還可以消除電路的靜態(tài)干擾信號(hào)，將低于門限的靜態(tài)干擾信號(hào)濾除，然后將經(jīng)過(guò)放大濾波整形后的信號(hào)直接送入單片機(jī)的AD采樣通道進(jìn)行采樣，通過(guò)設(shè)置不同的閾值來(lái)改變靈敏度。
[0015]該微波探測(cè)器的主程序流程如附圖6所示。主程序初始化完硬件后進(jìn)行工作模式選擇，然后在選定的模式下循環(huán)掃描，有報(bào)警事件時(shí)進(jìn)行報(bào)警，電池電壓過(guò)低時(shí)停機(jī)，白天時(shí)關(guān)閉PWM輸出，進(jìn)入低功耗模式。兩個(gè)主分支的結(jié)構(gòu)基本相同，唯一不同的是右分支