專利名稱：電磁鐵配合cmos電路檢查電極的踩踏式報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種踩踏式防盜報(bào)警裝置，特別是一種能夠自動(dòng)檢查行、列電極狀態(tài)的踩踏式報(bào)警器。
背景技術(shù)：
“防寵物踩踏式報(bào)警器及其測量面積以區(qū)分腳型的方法”(申請(qǐng)?zhí)?2010102285036,申請(qǐng)公布號(hào):CN 102339511 A,申請(qǐng)公布日:2012.02.01)公布了一種踩踏式報(bào)警器，該裝置逐根輸出高電平的行掃描信號(hào)，根據(jù)列電極上出現(xiàn)的電平判斷是否受到踩踏，并且計(jì)算出受到踩踏區(qū)域的面積，以此作為區(qū)分人或小動(dòng)物踩踏的依據(jù)。但是，該裝置不具備自我檢查電極故障的能力，不能發(fā)現(xiàn)電極斷線、電極粘連之類異常情況。
發(fā)明內(nèi)容為了解決“防寵物踩踏式報(bào)警器及其測量面積以區(qū)分腳型的方法”所述踩踏式報(bào)警裝置缺乏自檢能力的問題，本實(shí)用新型提供一種電磁鐵配合CMOS電路檢查電極的踩踏式報(bào)警器，它能夠檢測行電極或列電極發(fā)生斷線、同一組電極存在相鄰電極粘連以及行電極與列電極發(fā)生交叉粘連三類故障現(xiàn)象。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:它包括列電極組、行電極組、單片機(jī)系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進(jìn)電路、兩塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板、兩個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路、兩組CMOS開關(guān)電路、音樂電路以及電源；其中，列電極組和行電極組分別由一個(gè)長方形框架框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，每一組電極由彼此獨(dú)立、間距均勻、裸露的導(dǎo)線組成，兩組導(dǎo)線排列的方向相互垂直；單片機(jī)系統(tǒng)包括一塊單片機(jī)及其晶振電路和上電復(fù)位電路、程序存儲(chǔ)器以及隨機(jī)存儲(chǔ)器，單片機(jī)的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，電源供電本裝置的各部分電路；兩塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板的結(jié)構(gòu)相同，每一塊都是把一條導(dǎo)電橡膠固定在一塊支撐板上，每一塊支撐板各自連接到一個(gè)電磁鐵的活動(dòng)軸，每一條導(dǎo)電橡膠都經(jīng)過一個(gè)隔離二極管串聯(lián)到單片機(jī)的一條輸出口線；兩個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路的控制端各自連接到單片機(jī)的一根輸出口線；列電極組的電極各自連接一個(gè)下拉電阻，它們的一端依序連接到并入串進(jìn)電路的各個(gè)并行輸入端，其另一端按照奇、偶排列順序分別整齊排列，這兩個(gè)排列各自面對(duì)一塊導(dǎo)電橡膠，其間距位于所用電磁鐵的行程范圍之內(nèi)；行電極組電極的一端依序連接到串入并出電路的各個(gè)并行輸出端，它們的另一端按照奇、偶排列順序分別連接到兩組CMOS開關(guān)電路的各個(gè)輸入端，這兩組CMOS開關(guān)電路各自的輸出端分別連接到單片機(jī)的一根輸入口線。兩組CMOS開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)相同，分別由單個(gè)模擬開關(guān)組成，單個(gè)模擬開關(guān)選用CMOS模擬電子開關(guān)集成電路，或選用CMOS三態(tài)門電路；對(duì)于同一組CMOS開關(guān)電路，單個(gè)模擬開關(guān)的數(shù)目對(duì)應(yīng)著行電極組電極數(shù)目的一半，這些單個(gè)模擬開關(guān)的控制端構(gòu)成該組CMOS開關(guān)電路的一個(gè)輸入端，這些單個(gè)模擬開關(guān)的的輸入端都連接到電源正極，其輸出端并聯(lián)，構(gòu)成這該組CMOS開關(guān)電路的輸出端，該輸出端還連接一個(gè)下拉電阻。[0006]兩個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路的結(jié)構(gòu)相同，分別由一個(gè)三極管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)下拉電阻、一個(gè)電磁鐵和一個(gè)續(xù)流二極管組成；其中，基極電阻的一端構(gòu)成該電磁鐵及其激勵(lì)電路的控制端，其另一端與三極管的基極以及一個(gè)下拉電阻并聯(lián)，電源、電磁鐵的線圈、三極管的集電極及其發(fā)射極構(gòu)成串聯(lián)回路，續(xù)流二極管采取與三極管集電極電流流向相反的方式并聯(lián)在電磁鐵線圈的兩端。所述串入并出電路由74HC164級(jí)聯(lián)組成:第一塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A連接到單片機(jī)的輸出口線P1.2，其最高位輸出端QH連接到第二塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A，第二塊74HC164的最高位輸出端QH連接到第三塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A，依次類推，全部74HC164的清零端與信號(hào)串行輸入端B都連接到電源的正極，全部74HC164的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.3，全部74HC164所有的并行輸出端一起依序構(gòu)成串入并出電路的并行輸出端。所述并入串進(jìn)電路由74HC165級(jí)聯(lián)組成:最后一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到前一塊74HC165的信號(hào)串行輸入端DS，依次類推，第一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到單片機(jī)的輸入口線Pl.5，全部74HC165的并入數(shù)據(jù)裝載控制端/PL都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.6，全部74HC165的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.7，全部74HC165的時(shí)鐘使能輸入端/CE都連接到電源的負(fù)極，全部74HC165的所有并行輸入端一起依序構(gòu)成并入串進(jìn)電路的并行輸入端。如果奇數(shù)組行電極或偶數(shù)組行電極上全部呈現(xiàn)低電平，與其連接的一組CMOS開關(guān)電路中諸單個(gè)模擬開關(guān)的控制端全部無效，單個(gè)模擬開關(guān)其輸入端與輸出端之間的電阻很大，處于開路狀態(tài)，這時(shí)，該組CMOS開關(guān)電路的輸出端之電平來自其下拉電阻引入的低電平。只要一根行電極上出現(xiàn)高電平，其連接的這組CMOS開關(guān)電路的單個(gè)模擬開關(guān)的控制端有效，該單個(gè)模擬開關(guān)其輸入端與輸出端之間的電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)，該行電極對(duì)應(yīng)的CMOS開關(guān)電路的輸出端之電平變化成電源電平。當(dāng)串入并出電路逐根送出高電平的行掃描檢查信號(hào)的時(shí)候，正常情況下，單片機(jī)應(yīng)當(dāng)檢測到兩組CMOS開關(guān)電路的輸出端出現(xiàn)一高一低的兩個(gè)電平，并且該高、低電平交替變化。如果行電極發(fā)生斷線，CMOS開關(guān)電路的輸出端上檢測不到相應(yīng)的高電平信號(hào)；如果發(fā)生相鄰行電極粘連，兩組CMOS開關(guān)電路的輸出端則會(huì)同時(shí)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)高電平信號(hào)。問題發(fā)生的位置對(duì)應(yīng)串入并出電路的行掃描輸出順序。平時(shí)，列電極上的電平為其所接下拉電阻引入的低電平。電磁鐵受單片機(jī)控制而推動(dòng)或吸引一塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板發(fā)生位移，使得相應(yīng)的一組列電極與導(dǎo)電橡膠構(gòu)成緊密接觸，把導(dǎo)電橡膠上來自單片機(jī)輸出口線的電平引到該組列電極上。奇、偶兩組列電極的電平通過并入串進(jìn)電路進(jìn)入單片機(jī)。因此，使用兩個(gè)電磁鐵，使之一先一后發(fā)生動(dòng)作，單片機(jī)應(yīng)當(dāng)能檢測到交替變化出現(xiàn)的一高一低兩個(gè)電平，據(jù)此分析出列電極是否發(fā)生斷線、是否發(fā)生相鄰列電極粘連。問題發(fā)生的位置對(duì)應(yīng)并入串進(jìn)電路的輸入順序。正常的掃描檢測工作可以檢測行電極與列電極是否發(fā)生交叉粘連。本實(shí)用新型的有益效果是:運(yùn)用市售的2個(gè)小型電磁鐵配合兩塊導(dǎo)電橡膠檢查列電極，而以兩組CMOS開關(guān)電路檢查行電極，為“踩踏式”系列報(bào)警裝置提供了一條自動(dòng)檢查行、列電極狀態(tài)的新技術(shù)；較之同期提交國家專利局審查的“電磁鐵配合二級(jí)管檢查電極的踩踏式報(bào)警器”、“電磁鐵配合晶體管檢查電極的踩踏式報(bào)警器”以及“電磁鐵配合光電耦合器檢查電極的踩踏式報(bào)警器”等實(shí)用新型，具有不消耗串入并出電路電流的優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步具體說明本實(shí)用新型。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2表示用⑶4066作單個(gè)模擬開關(guān)的一組CMOS開關(guān)電路的電路原理圖。圖3表示用三態(tài)門作單個(gè)模擬開關(guān)的一組CMOS開關(guān)電路的電路原理圖。圖4表示用⑶4007作單個(gè)模擬開關(guān)的一組CMOS開關(guān)電路的電路原理圖。圖5是兩個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路之一的電路原理圖。圖中，1.單片機(jī)系統(tǒng)，2.串入并出電路，3.并入串進(jìn)電路，41.奇數(shù)組行電極，42.偶數(shù)組行電極，51.奇數(shù)組列電極，52.偶數(shù)組列電極，81.—組CMOS開關(guān)電路，82.—組CMOS開關(guān)電路，91.電磁鐵及其激勵(lì)電路，92.電磁鐵及其激勵(lì)電路，93.—塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板，94.一塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板,95.兩個(gè)電磁鐵之一。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖2、圖3、圖4分別表示采用模擬開關(guān)集成電路例如⑶4066、三態(tài)門以及集成MOSFET電子開關(guān)例如⑶4007作為單個(gè)模擬開關(guān)組成一組CMOS開關(guān)電路的電路原理。其優(yōu)點(diǎn)是，在電路中對(duì)行電極的狀態(tài)不發(fā)生任何影響，既不降低行電極的電平也不消耗電流。制作時(shí)略嫌其體積偏大，但利于集成化生產(chǎn)。可供選用的三態(tài)門電路種類較多，包括8路D型三態(tài)觸發(fā)器例如HC373、雙向緩沖器例如HC244均可以承擔(dān)工作。圖5表示一個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路的電路原理。電磁鐵的工作電壓采用DC5V或DC9V的直流穩(wěn)壓電源供電，配置0.01uF、0.1uF與470uF的濾波電容。超小型、低功耗、低工作電壓、行程較短的電磁鐵為本實(shí)用新型提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。單片機(jī)(I)通過電磁鐵及其激勵(lì)電路(91 )、電磁鐵及其激勵(lì)電路(92 )控制兩個(gè)電磁鐵(95 )發(fā)生動(dòng)作，從而推動(dòng)或吸引導(dǎo)電橡膠及其支撐板(93)、導(dǎo)電橡膠及其支撐板(94)發(fā)生位移，使得其上的導(dǎo)電橡膠分別與列電極組中的奇數(shù)組列電極(51)、偶數(shù)組列電極(52)發(fā)生緊密接觸。導(dǎo)電橡膠及其支撐板(93)與導(dǎo)電橡膠及其支撐板(94)上導(dǎo)電橡膠的高電平信號(hào)來自單片機(jī)的P3.2與P3.3。導(dǎo)電橡膠也可以直接連接到電源的正極，省去兩根單片機(jī)的輸出口線。正常的掃描檢測程序就是檢查行電極與列電極是否發(fā)生交叉接觸，不再詳述。音樂電路用于發(fā)聲報(bào)警，根據(jù)需要采用發(fā)聲器件及其驅(qū)動(dòng)電路。單片機(jī)(I)的有關(guān)口線可以根據(jù)情況另行安排。級(jí)聯(lián)組成串入并出電路(2)的74HC164、級(jí)聯(lián)組成并入串進(jìn)電路(3)的74HC165的數(shù)目根據(jù)行電極與列電極的需要量配置。還可以選用其它的集成電路實(shí)現(xiàn)相同的串行移位輸入、輸出功能。
權(quán)利要求1.一種電磁鐵配合CMOS電路檢查電極的踩踏式報(bào)警器，它包括:列電極組、行電極組、單片機(jī)系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進(jìn)電路、音樂電路以及電源，其特征是:它還包括有兩塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板、兩個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路以及兩組CMOS開關(guān)電路；其中，列電極組和行電極組分別由一個(gè)長方形框架框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，每一組電極由彼此獨(dú)立、間距均勻、裸露的導(dǎo)線組成，兩組導(dǎo)線排列的方向相互垂直；單片機(jī)系統(tǒng)包括一塊單片機(jī)及其晶振電路和上電復(fù)位電路、程序存儲(chǔ)器以及隨機(jī)存儲(chǔ)器，單片機(jī)的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，電源供電本裝置的各部分電路；所述串入并出電路由74HC164級(jí)聯(lián)組成:第一塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.2，其最高位輸出端QH連接到第二塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A，第二塊74HC164的最高位輸出端QH連接到第三塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A，依次類推，全部74HC164的清零端與信號(hào)串行輸入端B都連接到電源的正極，全部74HC164的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.3，全部74HC164的并行輸出端一起依序構(gòu)成串入并出電路的并行輸出端；所述并入串進(jìn)電路由74HC165級(jí)聯(lián)組成:最后一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到前一塊74HC165的信號(hào)串行輸入端DS，依次類推，第一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到單片機(jī)的輸入口線Pl.5，全部74HC165的并入數(shù)據(jù)裝載控制端/PL都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.6，全部74HC165的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到單片機(jī)的輸出口線Pl.7，全部74HC165的時(shí)鐘使能輸入端/CE都連接到電源的負(fù)極，全部74HC165的所有并行輸入端一起依序構(gòu)成并入串進(jìn)電路的并行輸入端；兩塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板的結(jié)構(gòu)相同，每一塊都是把一條導(dǎo)電橡膠固定在一塊支撐板上，每一塊支撐板各自連接到一個(gè)電磁鐵的活動(dòng)軸，每一條導(dǎo)電橡膠都經(jīng)過一個(gè)隔離二極管串聯(lián)到單片機(jī)的一條輸出口線；兩個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路的控制端各自連接到單片機(jī)的一根輸出口線；列電極組的電極各自連接一個(gè)下拉電阻，它們的一端依序連接到并入串進(jìn)電路的各個(gè)并行輸入端，其另一端按照奇、偶排列順序分別整齊排列，這兩個(gè)排列各自面對(duì)一塊導(dǎo)電橡膠，其間距位于所用電磁鐵的行程范圍之內(nèi)；行電極組電極的一端依序連接到串入并出電路的各個(gè)并行輸出端，它們的另一端按照奇、偶排列順序分別連接到兩組CMOS開關(guān)電路的各個(gè)輸入端，這兩組CMOS開關(guān)電路各自的輸出端分別連接到單片機(jī)的一根輸入口線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵配合CMOS電路檢查電極的踩踏式報(bào)警器，其特征是:兩組CMOS開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)相同，分別由單個(gè)模擬開關(guān)組成，單個(gè)模擬開關(guān)選用CMOS模擬電子開關(guān)集成電路，或選用CMOS三態(tài)門電路；對(duì)于同一組CMOS開關(guān)電路，單個(gè)模擬開關(guān)的數(shù)目對(duì)應(yīng)著行電極組電極數(shù)目的一半，這些單個(gè)模擬開關(guān)的控制端構(gòu)成該組CMOS開關(guān)電路的一個(gè)輸入端，這些單個(gè)模擬開關(guān)的的輸入端都連接到電源正極，其輸出端并聯(lián)，構(gòu)成這該組CMOS開關(guān)電路的輸出端，該輸出端還連接一個(gè)下拉電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵配合CMOS電路檢查電極的踩踏式報(bào)警器，其特征是:兩個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路的結(jié)構(gòu)相同，分別由一個(gè)三極管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)下拉電阻、一個(gè)電磁鐵和一個(gè)續(xù)流二極管組成；其中，基極電阻的一端構(gòu)成該電磁鐵及其激勵(lì)電路的控制端，其另一端連接到三極管的基極，三極管的基極還連接一個(gè)下拉電阻，電源、電磁鐵的線圈、三極管的集電極及其發(fā)射極構(gòu)成串聯(lián)回路，續(xù)流二極管采取與三極管集電極電流流向相反的方式并聯(lián)在電磁鐵線圈的兩端。
專利摘要電磁鐵配合CMOS電路檢查電極的踩踏式報(bào)警器是一種能夠檢查行、列電極狀態(tài)的踩踏式報(bào)警器。其中，每條導(dǎo)電橡膠都經(jīng)過一個(gè)隔離二極管串聯(lián)到單片機(jī)的一條輸出口線，并通過支撐板連接到一個(gè)電磁鐵的活動(dòng)軸；兩個(gè)電磁鐵激勵(lì)電路的控制端各自連接到單片機(jī)的一根輸出口線；列電極組的電極各自連接一個(gè)下拉電阻，其一端依序連接到并入串進(jìn)電路的并行輸入端，另一端按照奇、偶排列順序分別整齊排列，各自面對(duì)一塊導(dǎo)電橡膠；行電極的一端依序連接到串入并出電路的并行輸出端，其另一端按照奇、偶排列順序分別連接到兩組CMOS開關(guān)電路的各個(gè)輸入端，每組CMOS開關(guān)電路由單個(gè)模擬開關(guān)組成，其輸出端連接到單片機(jī)的一根輸入口線。用于防盜報(bào)警。
文檔編號(hào)G08B13/10GK203055053SQ20132001474
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者曾藝 申請(qǐng)人:王西偉