專利名稱：一種適用于報警領域的紅外探測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紅外探測領域，特別涉及一種集成度高、功耗小的紅外探測系統(tǒng)。背景技術：
目前，市場上很多主動式紅外探測設備被用于報警領域，譬如保險柜或者固定物體的監(jiān)控等等。以一種現(xiàn)有的保險柜為例，其內(nèi)部設置了一個主動式紅外探測設備，可以探測所述保險柜的柜門是否打開，當在被惡意打開時發(fā)出報警信號。其中主動式紅外探測設備是一種通過主動發(fā)出紅外線，然后接收物體反射回的紅外線進行探測的紅外探測設備。 傳統(tǒng)主動式紅外探測設備的缺點是抗干擾能力很弱，在探測或者工作環(huán)境變化的情況下， 比如探測環(huán)境受光照影響、工作環(huán)境不同溫度差異等，都會引起所述主動式紅外探測設備探測能力大大下降的情況，因為此時所述主動式紅外探測設備接收到的紅外線不僅包含主動發(fā)出的紅外線，還包括外界的紅外線。對于傳統(tǒng)的主動式紅外探測設備，現(xiàn)有一種方案是對其發(fā)射的紅外線進行調(diào)制處理，然后再將反射回的紅外線進行解調(diào)。這樣就可以大大加強所述主動式紅外探測設備的抗干擾能力。對所述紅外線進行調(diào)制解調(diào)的過程，也可以理解為將某種基準信號加載在所述紅外線上傳播，以利用所述基準信號識別所述紅外線的過程，采用這種方案可以排除掉外界紅外線對主動式紅外探測設備的干擾。但是這種方案需要相應的編碼解碼裝置來生成所述基準信號和識別所述基準信號。而現(xiàn)有技術中的編碼解碼裝置都存在功耗較大的缺點，不適合長期不間斷探測的應用環(huán)境。另一方面，現(xiàn)有的主動式紅外探測設備通常包括多個分離元件，譬如包括音頻解碼系統(tǒng)、運算放大器系統(tǒng)、MCU和功率管等等。最終的產(chǎn)品體積比較大，集成度不高，對于一些應用環(huán)境狹小或者對集成度要求較高的場合不具備良好的適用性。因此，亟待提出一種先進的、可以克服上述缺點的技術方案。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗干擾能力和容錯能力強、成本低廉、功耗較小和集成度較高的紅外探測系統(tǒng)。為了達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種適用于報警領域的紅外探測系統(tǒng)，所述包括信號產(chǎn)生模塊，產(chǎn)生一基準信號，所述基準信號隔預定空閑時長包含預定工作時長的固定占空比的脈沖信號；紅外發(fā)射模塊，利用所述基準信號激勵紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線；紅外接收模塊，利用紅外接收二極管接收紅外線以獲得目標信號；接收放大模塊，放大所述目標信號；信號識別模塊，每隔預定空閑時長采樣一個預定工作時長內(nèi)的所述目標信號以獲得一系列采樣點，將對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)正脈沖的采樣點和對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)負脈沖的采樣點分別輸入積分電路，然后判斷所述積分電路的輸出電壓值是否超過預定閥值，當超過預定閥值時，輸出代表判定探測到物體的判斷結果，當未超過預定閥值時，輸出代表未探測到物體的判斷結果；報警判斷模塊，根據(jù)若干個預定工作時長的判斷結果產(chǎn)生報警信號。進一步地，所述信號產(chǎn)生模塊包括脈沖信號生成模塊和基準信號生成模塊，脈沖信號生成模塊，生成一固定占空比的脈沖信號；和基準信號生成模塊，隔預定空閑時長采樣預定工作時長的所述脈沖信號以生成基準信號。進一步地，所述基準信號生模塊包括方波信號生成單元和基準信號生成單元，所述方波信號生成單元將高頻的所述脈沖信號分頻為低頻的方波信號；和所述基準信號生成單元隔預定空閑時長采樣預定工作時長的所述方波信號以生成基準信號。進一步地，所述信號產(chǎn)生模塊還包括采樣信號生成模塊，所述采樣信號生成模塊生成采樣信號，所述采樣信號內(nèi)包括正脈沖，且所述采樣信號內(nèi)的正脈沖對應于所述基準信號內(nèi)的正脈沖和/或負脈沖，所述采樣信號內(nèi)的正脈沖長度小于或等于基準信號內(nèi)的正脈沖和/或負脈沖長度。進一步地，所述信號生成模塊還包括判斷信號生成模塊，所述判斷信號生成模塊生成判斷信號，所述判斷信號內(nèi)包括正脈沖，所述判斷信號內(nèi)的正脈沖對應時刻屬于區(qū)間 (A，A+T)，所述A為每個預定工作時長的末時刻，所述T為所述預定空閑時長的時間長度。進一步地，，所述信號識別模塊包括信號采樣模塊、積分解碼模塊和解碼判斷模塊，信號采樣模塊，根據(jù)采樣信號采樣所述目標信號得到采樣點，所述采樣點按照采樣順序依次包括奇數(shù)采樣點和偶數(shù)采樣點；積分解碼模塊，包括一積分電路，所述積分電路包括有兩個輸入端，其中一個輸入端接收所述奇數(shù)采樣點，另一個輸入端接收偶數(shù)采樣點；和解碼判斷模塊，判斷所述積分電路的輸出電壓值是否達到預定閥值，如果達到預定閥值，則判定探測到物體；如果未達到預定閥值，則判定未探測到物體。進一步地，所述信號采樣模塊在所述采樣信號為正脈沖時，采樣所述目標信號；所述解碼判斷模塊在所述判斷信號為正脈沖時，判斷所述積分電路的輸出電壓值是否達到預
定閥值。進一步地，所述積分電路為差分積分電路，所述差分積分電路包括兩個輸入端和兩個輸出端，所述輸出電壓值為兩個輸出端的電壓差值。進一步地，所述紅外發(fā)射模塊連接紅外發(fā)光二極管和所述紅外接收模塊連接紅外接收二極管，所述紅外發(fā)光二極管和紅外接收二極管按照紅外反射或者紅外對射的方位安置，當采用紅外對射方位安置時，所述信號識別模塊在所述積分電路的輸出電壓值未超過預定閥值時，判定探測到物體，所述紅外探測系統(tǒng)同時還包括報警模塊，所述報警模塊在接收到所述報警信號后報警。進一步地，所述報警判斷模塊在連續(xù)若干個預定工作時長的判斷結果都代表探測到物體時發(fā)出報警信號，所述若干個為預先設定的某一整數(shù)；或所述報警判斷模塊在連續(xù)M個預定工作時長的判斷結果中有N個判斷結果代表探測到物體時發(fā)出報警信號，所述M > N，且M，N為預先設定的某一整數(shù)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的紅外探測系統(tǒng)利用積分電路來完成解碼過程，實現(xiàn)時不需要太多的復雜器件，具有結構簡單和成本低廉的特點，同時由于所述正脈沖在基準信號內(nèi)所占有的時間較少，當使用所述基準信號來激勵發(fā)射紅外線時，可以節(jié)省很多能量，所以本發(fā)明同時具有功耗較小的特點。而且當所述預定工作時長內(nèi)包含很多個周期的脈沖信號時，具有良好的抗干擾能力。此外，所述報警判斷模塊是根據(jù)連續(xù)多個預定工作時長的判斷結果來發(fā)出報警信號，進一步地增強了報警信號的抗干擾能力和容錯能力。
結合參考附圖及接下來的詳細描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標記對應同樣的結構部件，其中圖1為本發(fā)明的一個實施例中的紅外探測系統(tǒng)的結構方框圖；圖2為本發(fā)明的一個實施例中的信號產(chǎn)生模塊的結構方框圖；圖3A-圖3D分別為本發(fā)明的一個實施例中的脈沖信號、基準信號、另一種基準信號和普通的目標信號；圖4為本發(fā)明的一個實施例中的基準信號、目標信號、高頻信號、采樣信號和判斷信號的波形示意圖；圖5為本發(fā)明的一個實施例中的基準信號生成模塊的結構方框圖；圖6為本發(fā)明的一個實施例中的信號識別模塊的結構方框圖；圖7為本發(fā)明的一個實施例中的差分積分電路的結構示意圖；和圖8為本發(fā)明的一個實施例中的紅外探測系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。請參考圖1，其示出了本發(fā)明的一個實施例中的紅外探測系統(tǒng)100的結構方框圖。 所述紅外探測系統(tǒng)100包括信號產(chǎn)生模塊110、紅外發(fā)射模塊120、紅外接收模塊130、接收放大模塊140、信號識別模塊150和報警判斷模塊160。信號產(chǎn)生模塊110產(chǎn)生用于調(diào)制紅外線的基準信號，所述基準信號隔預定空閑時長包含預定工作時長的固定占空比的脈沖信號。也即所述基準信號內(nèi)包含若干段空閑信號和工作信號，所述空閑信號和工作信號互相隔開，所述工作信號內(nèi)包括若干個周期的脈沖信號，一個周期的脈沖信號內(nèi)包括正脈沖和負脈沖。在一個實施例中，所述基準信號可以參考圖:3B中所示的基準信號B，所述基準信號B每隔IOOms的預定空閑時長包含30ms的預定工作時長的方波信號，所述方波信號的周期為10ms。紅外發(fā)射模塊120利用所述基準信號激勵紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線。所述紅外探測系統(tǒng)100外部通常包含有信號輸出端子(也稱引腳)，通過所述信號輸出端子連接紅外發(fā)光二極管后，利用所述信號輸出端子輸出所述基準信號以激勵所述紅外發(fā)光二極管發(fā)出包含所述基準信號信息的紅外線。具體的，所述信號輸出端子還通過可調(diào)電阻來連接紅外發(fā)光二極管(未具體示出)。紅外接收模塊I30利用紅外接收二極管接收紅外線以獲得目標信號。所述紅外接收二極管與所述紅外發(fā)光二極管通常為紅外對管，在安裝設置時通常也并列排布，以便易于接收到物體反射回的紅外線信號。所述紅外探測系統(tǒng)100外部通常還包含有信號輸入端子，所述紅外接收二極管通常通過電阻與所述信號輸入端子相連(未具體示出)。此時，所述紅外接收模塊130即可利用紅外接收二極管接收紅外線以獲得目標信號。接收放大模塊140放大所述目標信號。所述接收放大模塊140可以為場效應管、運算放大器或者多級放大電路中的一種。用于將所述目標信號放大輸出后傳輸給所述信號識別模塊150，由于信號放大技術為本領域技術人員所熟知的內(nèi)容，可以若干不同的實現(xiàn)方式，在此不再累述。信號識別模塊150每隔預定空閑時長采樣一個預定工作時長內(nèi)的所述目標信號以獲得一系列采樣點，將對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)正脈沖的采樣點和對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)負脈沖的采樣點分別輸入積分電路，然后判斷所述積分電路的輸出電壓值是否超過預定閥值，當超過預定閥值時，判定探測到物體；當未超過預定閥值時，判斷沒有探測到物體。由于積分電路具有將兩個輸入端之間的電壓差值累積并放大輸出的作用，故可以對每次輸入的采樣點之間的電壓差值進行累積并放大輸出，如果所述目標信號為所述基準信號的反射信號，則所述對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)正脈沖的采樣點和對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)負脈沖的采樣點之間存在著較為明顯的電壓差值，經(jīng)過若干個周期的累計，所述積分電路的輸出電壓值將會超過預定閥值，即可判定所述紅外探測系統(tǒng)探測到了物體。報警判斷模塊160根據(jù)若干個預定工作時長的判斷結果產(chǎn)生報警信號。由于所述信號識別模塊150對于每個預定工作時長進行一次判斷，將會持續(xù)產(chǎn)生多個判斷結果，為了避免某一次判斷結果是錯誤的情況。故所述報警判斷模塊160根據(jù)若干個預定工作時長的判斷結果產(chǎn)生報警信號。具體地，在一個實施例中，所述紅外探測系統(tǒng)100用于探測保險柜的門是否打開，則所述報警判斷模塊160在連續(xù)η次判斷結果都為探測到所述保險柜的門為打開時才發(fā)出報警信號，其中η為預設的某一個整數(shù)。在另一個實施例中，所述紅外探測系統(tǒng)100用于探測某一位置是否存在可疑物體，則所述報警判斷模塊160在連續(xù)m次判斷結果中，探測到存在可疑物體的判斷結果個數(shù)大于η個時發(fā)出報警信號，所述m>n，且 m，η都為預設的某一個整數(shù)。應當認識到，一方面，所述紅外探測系統(tǒng)100產(chǎn)生的基準信號并不是連續(xù)的信號， 而是間歇性的信號，由于主動式紅外探測裝置中的功耗主要是發(fā)射紅外線造成的，反而系統(tǒng)的功耗相對而言非常小。每當基準信號為正脈沖時將發(fā)射較強的紅外線會造成較大的功耗，如果所述基準信號內(nèi)的正脈沖較少，那么就會減少功耗，所以采用間隔一段空閑時長發(fā)射一段脈沖信號的方式可以獲得較低的功耗，非常適合于長期不間斷探測的應用環(huán)境。但是所述基準信號內(nèi)的空閑時長也不適宜太長，以免單位時間內(nèi)發(fā)射的紅外線太少，而導致應用所述紅外探測系統(tǒng)的主動式紅外探測裝置的反應速度給用戶“反應遲鈍”的感覺，通常所述空閑時長可以取100ms-300ms，當然不同的實施例中所述預定空閑時長可以是其他值。 另一方面，在實際應用中，所述一個預定工作時長內(nèi)包括的若干個周期的脈沖信號是指幾十個或者幾百個，以使所述積分電路能夠積累到足夠多的電壓差值為準，圖示中一段脈沖信號內(nèi)只包含三個或者幾個脈沖只是為了便于畫圖和便于理解。再一方面，所述紅外探測系統(tǒng)100識別目標信號是否是基準信號的反射信號時， 是根據(jù)基準信號的每段預定工作時長中成對出現(xiàn)的正脈沖和負脈沖之間存在較為明顯的電壓差值這個特點來利用積分電路進行識別。當然對于包含很多正脈沖和負脈沖的基準信號來講，并不嚴格要求每段預定工作時長中正脈沖和負脈沖都是成對出現(xiàn)的，此點不應當成為制約本發(fā)明的保護范圍的理由。由于一個預定工作時長內(nèi)包括若干個周期的脈沖信號是指幾十個或者幾百個，即便目標信號中發(fā)生了一定程度的失真和變形，也不會對最終判斷結果造成大的影響。再由于報警判斷模塊是根據(jù)多個判斷結果來產(chǎn)生報警信號，故所述紅外探測系統(tǒng)100具有非常強的抗干擾能力和防誤報能力。為了便于描述本發(fā)明的各個方面，下文將對所述紅外探測系統(tǒng)100的各個模塊或者說各個方面進行詳細地描述。請參考圖2，其示出了本發(fā)明的一個實施例中的信號產(chǎn)生模塊110的結構方框圖。 所述信號產(chǎn)生模塊110包括脈沖信號生成模塊112、基準信號生成模塊114、采樣信號生成模塊116和判斷信號生成模塊118。所述采樣信號用于幫助所述信號識別模塊150對目標信號進行采樣，所述判斷信號用于幫助所述信號識別模塊150在合適的時刻判斷所述積分電路的輸出電壓值。所述脈沖信號生成模塊112生成一固定占空比的脈沖信號。所述固定占空比的脈沖信號的產(chǎn)生有很多種方法，比如可以利用一電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲?，又或在一有源晶振?nèi)部加入整形電路以輸出脈沖，還可以利用環(huán)路振蕩器產(chǎn)生脈沖等等。在具體的實施例中，所述脈沖信號生成模塊112可以是環(huán)路振蕩器直接產(chǎn)生的是高頻信號，所述高頻信號的波形可以參考圖4中波形C所示。當然，現(xiàn)有技術中用于產(chǎn)生固定占空比的脈沖信號的任何方法都可以采用。所述基準信號生成模塊114包括方波信號生成單元502和基準信號生成單元504。 所述方波信號生成單元502用于將所述高頻信號分頻而產(chǎn)生方波信號，所述基準信號生成單元504隔預定空閑時長采樣預定工作時長的所述方波信號以生成基準信號。也即所述基準信號內(nèi)包含若干段空閑信號和工作信號，所述空閑信號和工作信號互相隔開，所述工作信號內(nèi)包括若干個周期的脈沖信號，一個周期的脈沖信號內(nèi)包括正脈沖和負脈沖。應當認識到，所述基準信號的具體形式可以自由設定，也就是說，所述基準信號中間隔的每個預定空閑時長可以為等長或不等長的時間長度，間隔的每個預定工作時長也可以為等長或不等長的時間長度，但是在優(yōu)選地實施例中，所述預定空閑時長大于等于所述預定工作時長。譬如，在一個實施例中，所述脈沖信號生成模塊112生成的是周期恒定為IOms的方波，所述基準信號生成模塊114每隔IOOms的空閑時長采樣30ms的工作時長的方波信號以生成基準信號，如圖:3B所示。在另一個實施例中，所述脈沖信號生成模塊112生成的是周期恒定為 8ms的方波，所述基準信號生成模塊114隔IOOms的空閑時長采樣40ms的工作時長的方波信號后，隔200ms的空閑時長再采樣的工作時長的方波信號；然后又隔IOOms的空閑時長采樣40ms的工作時長的方波信號后，隔200ms的空閑時長再采樣的工作時長的方波信號以形成基準信號，如圖3C所示。所述基準信號被產(chǎn)生后用于主動式紅外探測裝置中調(diào)制紅外線，所述紅外線被物體反射并接收回主動式紅外探測裝置后，將會發(fā)生一定的衰減、移相和被干擾，譬如電路器件的干擾因素，具體的接收到的目標信號可能如圖4中所示信號B，(此處假設所述基準信號采用的是圖4中所示信號A，圖4中所述信號A為圖;3B所示基準信號的一個預定工作時長內(nèi)的波形示意)。為了能夠盡可能精確地采樣所述目標信號。所述采樣信號生成模塊116用于生成采樣信號，所述采樣信號可以幫助所述信號識別模塊150從目標信號中提取盡量有效的采樣點而減少衰減和干擾對采樣結果的影響。在一個實施例中，所述采樣信號生成模塊116根據(jù)所述高頻信號生成采樣信號，所述采樣信號內(nèi)的正脈沖對應于所述基準信號內(nèi)的正脈沖和/或負脈沖。由于所述高頻信號的周期為所述方波信號的周期的二分之一、四分之一、 八分之一或者十六分之一等，故所述采樣信號的正脈沖長度也為所述基準信號內(nèi)的正脈沖長度的二分之一、四分之一、八分之一或者十六分之一等。比如在一個實施例中，所述脈沖信號是所述脈沖信號生成模塊112生成的方波信號，所述高頻信號的頻率為方波信號的頻率的八分之一，如圖4中所示信號C，而所述采樣信號根據(jù)所述高頻信號生成，所述采樣信號中的每個正脈沖都與所述基準信號中的正脈沖和負脈沖對應，如圖4中所示信號D。同理地，所述判斷信號生成模塊118與所述采樣信號生成模塊116類似，用于生成一個判斷信號，如圖4中所示信號E，所述判斷信號的每個正脈沖都與預定工作時長的末時刻對應，可以略微靠后但是應當在下一次預定工作時長來臨以前，比如所述判斷信號的時刻屬于區(qū)間(A，A+T)，所述A為每個預定工作時長的末時刻，所述T為所述預定空閑時長的時間長度。這是因為，此時一個預定工作時長內(nèi)的采樣點通常都已經(jīng)輸入給積分電路，可以認為積分電路的輸出電壓值已經(jīng)累積到了合適的程度(實際應用中，一個預定工作時長內(nèi)的脈沖個數(shù)為幾十個或者幾百個)。請繼續(xù)參考圖6，其示出了本發(fā)明的一個實施例中的信號識別模塊150的結構方框圖。所述信號識別模塊150包括信號采樣模塊152、積分解碼模塊IM和解碼判斷模塊 156。所述信號采樣模塊152根據(jù)采樣信號采樣所述目標信號以得到采樣點，具體地， 所述信號采樣模塊152在所述采樣信號為正脈沖時，采樣所述目標信號以獲得一系列的采樣點，所述采樣點按照采樣順序依次包括奇數(shù)采樣點和偶數(shù)采樣點。由于所述采樣信號內(nèi)包括正脈沖，且所述采樣信號內(nèi)的正脈沖對應于所述基準信號內(nèi)的正脈沖和/或負脈沖。 此時得到的一系列的采樣點中，奇數(shù)采樣點恰好對應于基準信號內(nèi)的正脈沖，而偶數(shù)采樣點恰好對應于基準信號內(nèi)的負脈沖。所述積分解碼模塊IM包括一積分電路，所述積分電路包括有兩個輸入端，其中一個輸入端接收所述奇數(shù)采樣點，另一個輸入端接收偶數(shù)采樣點。在本實施例中，所述積分電路可以為圖7所示的差分積分電路700。所述差分積分電路700包括兩個輸入端和兩個輸出端，所述兩個輸入端包括正輸入端701和負輸入端702，其中正輸入端701接收對應于正脈沖的采樣點，負輸入端702接收對應于負脈沖的采樣點。所述兩個輸出端包括第一輸出端707和第二輸出端704，所述正輸入端701通過第一電容Cl接地，所述負輸入端702通過第二電容C2接地，所述正輸入端701和第一輸出端703之間通過第三電容C3相連，所述負輸入端702和第二輸出端704之間通過第四電容C4相連。當對應于正脈沖的采樣點和對應于負脈沖的采樣點以成對地方式分別輸入所述兩個輸入端時，所述正輸入端701將一個對應于正脈沖的采樣點的電壓儲能在所述第一電容Cl，所述負輸入端702將一個對應于正脈沖的采樣點的電壓儲能在所述第二電容C2，當正輸入端701接收到的電壓值大于所述負輸出端702接收到的電壓值時，所述第一輸出端703放大輸出兩個電壓值的差值，并且將所述差值和所述第一電容Cl上的電壓累積在所述第三電容C3上，所述第二輸出端704放大輸出兩個電壓值的差值，并且將所述差值和所述第二電容C2上的電壓累積在所述第四電容C4上；具體表現(xiàn)為，隨著符合基準信號特征的目標信號的采樣點的輸入，所述第一輸出端703輸出的電壓值越來越高，所述第二輸出端704輸出的電壓值越來越低；最終，多對對應于正脈沖的采樣點和對應于負脈沖的采樣點輸入所述差分積分電路700后，所述第一輸出端703和第二輸出端704之間的電壓差值代表按照一定的放大倍率累積輸出的兩個輸入端的電壓差值的積分。所述解碼判斷模塊156判斷所述積分電路的輸出電壓值是否達到預定閥值，如果達到預定閥值，則判定所述目標信號符合基準信號的特征；如果未達到預定閥值，則判定所述目標信號不符合基準信號的特征。具體地，所述解碼判斷模塊156在所述判斷信號為正脈沖時，判斷所述積分電路的輸出電壓值是否達到預定閥值。此時，如果目標信號是不包含所述基準信號的雜亂信號， 比如類似于圖3D中所示的目標信號，則所述差分積分電路700的兩個輸出端的電壓不會超過預定閥值，這是因為雜亂信號中采樣的奇數(shù)采樣點和偶數(shù)采樣點之間并不存在固定的電壓差，故所述差分積分電路700即便是累積每對奇數(shù)采樣點和偶數(shù)采樣點之間的電壓差值，也不會超過預定閥值。而如果接收到的所述目標信號為圖4中所示信號B，則所述差分積分電路700的兩個輸出端的電壓會超過預定閥值。這是因為對于每對奇數(shù)采樣點和偶數(shù)采樣點之間都會存在電壓差值，即便有很少幾對奇數(shù)采樣點和偶數(shù)采樣點之間因為干擾或者衰減等原因?qū)е虏淮嬖陔妷翰钪祷蛘叽嬖诤苄〉碾妷翰钪?，但是將所有奇?shù)采樣點和偶數(shù)采樣點之間的電壓差值累積起來后，仍然可以超過預定閥值。所以當所述差分積分電路 700的輸出電壓值未達到預定閥值時，則判定所述目標信號不符合基準信號的特征；當所述差分積分電路700的輸出電壓值達到預定閥值時，則判定所述目標信號符合基準信號的特征。此處所述的差分積分電路的輸出電壓值是指所述差分積分電路700的兩個輸出端之間的電壓差值。對于所述基準信號中的每段預定工作時長進行一次判斷，并在判斷信號過后的時間到下一次預定工作時長來臨之前復位所述差分積分電路700，以便對下一次預定工作時長對應段的目標信號重復上述判斷過程。以所述基準信號為圖:3B所示的基準信號B為例，所述基準信號B其實是一個周期為(預定空閑時長+預定工作時長)=130ms的周期信號，而對于所述基準信號B的每個周期，所述解碼判斷模塊156都會判斷一次是否探測到物體，當探測到物體時，可以輸出相應的信號給所述報警判斷模塊160，比方說高電平信號，然后所述報警判斷模塊160再根據(jù)連續(xù)多個判斷結果來產(chǎn)生報警信號。在具體的實施例中，所述紅外探測系統(tǒng)100可以通過普通的四節(jié)AAA干電池供電，而能夠持續(xù)使用兩年之久，當然也可以選擇將居民用電變壓轉換為直流電源供電。同時，所述紅外探測系統(tǒng)100將大部分部件都集成與一塊系統(tǒng)之內(nèi)， 集成度較高導致安裝使用非常簡單，并且占用空間較小，在諸如保險柜之類的應用中，能夠取得良好的效果。請參考圖8，其示出了本發(fā)明的一個實施例中的紅外探測系統(tǒng)100的結構示意圖。 所述紅外探測系統(tǒng)100包括一塊芯片和芯片外部的10個端子(或稱引腳):al端子、a2端子、a3端子、a4端子、bl端子、b2端子、b3端子、b4端子、VCC端子和GND端子。所述al端子和a2端子為信號輸出端子，可以通過可控電阻與紅外發(fā)光二極管相連；所述bl端子和1^2端子為信號輸入端子，可以通過可控電阻與紅外接收二極管相連；所述b3端子和b4端子為報警信號輸出端子，可以連接報警蜂鳴器、或者觸發(fā)短信發(fā)送設備之類的其他報警裝置；所述a3端子和a4端子可以連接指示燈等等。顯然，所述紅外探測系統(tǒng) 100集成度較高，只需要結合紅外對管、很少幾個電阻或者電容等器件就可以安裝實施，具有非常好的易用性和適用性。在具體的實施例中，所述紅外探測系統(tǒng)100同時還可以包括用于報警的譬如蜂鳴器之類的報警模塊，所述報警模塊接收所述報警信號而報警。其中紅外對管可以按照紅外反射或者紅外對射的方位安置，顯然采用紅外對射安裝時，判斷策略與采用紅外反射安裝時的判斷策略正好相反，本文不再累述。 上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實施方式
。需要指出的是，熟悉該領域的技術人員對本發(fā)明的具體實施方式
所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權利要求書的范圍。 相應地，本發(fā)明的權利要求的范圍也并不僅僅局限于所述具體實施方式
。
權利要求
1.一種適用于報警領域的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，其包括信號產(chǎn)生模塊，產(chǎn)生一基準信號，所述基準信號隔預定空閑時長包含預定工作時長的固定占空比的脈沖信號；紅外發(fā)射模塊，利用所述基準信號激勵紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線； 紅外接收模塊，利用紅外接收二極管接收紅外線以獲得目標信號； 接收放大模塊，放大所述目標信號；信號識別模塊，每隔預定空閑時長采樣一個預定工作時長內(nèi)的所述目標信號以獲得一系列采樣點，將對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)正脈沖的采樣點和對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)負脈沖的采樣點分別輸入積分電路，然后判斷所述積分電路的輸出電壓值是否超過預定閥值，當超過預定閥值時，輸出代表判定探測到物體的判斷結果，當未超過預定閥值時，輸出代表未探測到物體的判斷結果；報警判斷模塊，根據(jù)若干個預定工作時長的判斷結果產(chǎn)生報警信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號產(chǎn)生模塊包括脈沖信號生成模塊和基準信號生成模塊，脈沖信號生成模塊，生成一固定占空比的脈沖信號；和基準信號生成模塊，隔預定空閑時長采樣預定工作時長的所述脈沖信號以生成基準信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述基準信號生模塊包括方波信號生成單元和基準信號生成單元，所述方波信號生成單元將高頻的所述脈沖信號分頻為低頻的方波信號；和所述基準信號生成單元隔預定空閑時長采樣預定工作時長的所述方波信號以生成基準信號。
4.根據(jù)權利要求2所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號產(chǎn)生模塊還包括采樣信號生成模塊，所述采樣信號生成模塊生成采樣信號，所述采樣信號內(nèi)包括正脈沖，且所述采樣信號內(nèi)的正脈沖對應于所述基準信號內(nèi)的正脈沖和/或負脈沖，所述采樣信號內(nèi)的正脈沖長度小于或等于基準信號內(nèi)的正脈沖和/或負脈沖長度。
5.根據(jù)權利要求2所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號生成模塊還包括判斷信號生成模塊，所述判斷信號生成模塊生成判斷信號，所述判斷信號內(nèi)包括正脈沖，所述判斷信號內(nèi)的正脈沖對應時刻屬于區(qū)間(A，A+T)，所述A為每個預定工作時長的末時刻，所述 T為所述預定空閑時長的時間長度。
6.根據(jù)權利要求1至5任一所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號識別模塊包括信號采樣模塊、積分解碼模塊和解碼判斷模塊，信號采樣模塊，根據(jù)采樣信號采樣所述目標信號得到采樣點，所述采樣點按照采樣順序依次包括奇數(shù)采樣點和偶數(shù)采樣點；積分解碼模塊，包括一積分電路，所述積分電路包括有兩個輸入端，其中一個輸入端接收所述奇數(shù)采樣點，另一個輸入端接收偶數(shù)采樣點；和解碼判斷模塊，判斷所述積分電路的輸出電壓值是否達到預定閥值，如果達到預定閥值，則判定探測到物體；如果未達到預定閥值，則判定未探測到物體。
7.根據(jù)權利要求6所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采樣模塊在所述采樣信號為正脈沖時，采樣所述目標信號；所述解碼判斷模塊在所述判斷信號為正脈沖時，判斷所述積分電路的輸出電壓值是否達到預定閥值。
8.根據(jù)權利要求6所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述積分電路為差分積分電路， 所述差分積分電路包括兩個輸入端和兩個輸出端，所述輸出電壓值為兩個輸出端的電壓差值。
9.根據(jù)權利要求1所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外發(fā)射模塊連接紅外發(fā)光二極管和所述紅外接收模塊連接紅外接收二極管，所述紅外發(fā)光二極管和紅外接收二極管按照紅外反射的方位安置，當采用紅外對射方位安置時，所述信號識別模塊在所述積分電路的輸出電壓值未超過預定閥值時，判定探測到物體，所述紅外探測系統(tǒng)同時還包括報警模塊，所述報警模塊在接收到所述報警信號后報Sfc目。
10.根據(jù)權利要求1所述的紅外探測系統(tǒng)，其特征在于，所述報警判斷模塊根據(jù)若干個預定工作時長的判斷結果產(chǎn)生報警信號包括所述報警判斷模塊在連續(xù)若干個預定工作時長的判斷結果都代表探測到物體時發(fā)出報警信號，所述若干個為預先設定的某一整數(shù)；或所述報警判斷模塊在連續(xù)M個預定工作時長的判斷結果中有N個判斷結果代表探測到物體時發(fā)出報警信號，所述M > N，且M，N為預先設定的某一整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種適用于報警領域的紅外探測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括信號產(chǎn)生模塊、紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、接收放大模塊、信號識別模塊和報警判斷模塊。其中信號識別模塊每隔預定空閑時長采樣一個預定工作時長內(nèi)的所述目標信號以獲得一系列采樣點，將對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)正脈沖的采樣點和對應于所述脈沖信號內(nèi)每個周期內(nèi)負脈沖的采樣點分別輸入積分電路，然后判斷所述積分電路的輸出電壓值是否超過預定閥值，當超過預定閥值時，判定探測到物體并輸出判斷結果；報警判斷模塊，根據(jù)若干個預定工作時長的判斷結果產(chǎn)生報警信號。本發(fā)明具有集成度高，功耗小等特點。
文檔編號G08B13/181GK102236944SQ20111009705
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者馮向光, 孫海, 顧奇龍 申請人:無錫輻導微電子有限公司