專利名稱：電磁鐵配合晶體管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)警器及其輪廓法測(cè)量面積區(qū)分腳型的方法”(申請(qǐng)?zhí)?2010102285159，申請(qǐng)公布號(hào):CN 102339513 A，申請(qǐng)公布日:2012.02.01)公布了一種踩踏式報(bào)警器，該裝置借助單片機(jī)往行電極上逐根輸出高電平的行掃描信號(hào)，再檢測(cè)列電極上出現(xiàn)的電平，分析得到行電極與列電極發(fā)生接觸的情況，判斷是否受到踩踏，并且區(qū)分人的踩踏與小動(dòng)物的踩踏。但是，該裝置不能夠自動(dòng)檢查電極出現(xiàn)的故障。
發(fā)明內(nèi)容為了解決“防寵物踩踏式報(bào)警器及其輪廓法測(cè)量面積區(qū)分腳型的方法”所述踩踏式報(bào)警裝置不能夠自動(dòng)檢查電極狀態(tài)的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種電磁鐵配合晶體管檢查電極的踩踏式報(bào)警器，它具備自檢能力，包括檢測(cè)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。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)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、兩個(gè)晶體管接口電路、音樂(lè)電路以及電源；其中，列電極組和行電極組分別安排在一個(gè)長(zhǎng)方形框架中，由該框架的兩側(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(lè)電路的輸入端，電源供電本裝置的各部分電路；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；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(guò)一個(gè)隔離二極管串聯(lián)到單片機(jī)的一條輸出口線；列電極組的電極各自連接一個(gè)下拉電阻，依序連接到并入串進(jìn)電路的各個(gè)并行輸入端，在遠(yuǎn)離并入串進(jìn)電路的一端，列電極按照奇、偶排列順序分別排列整齊，這兩個(gè)排列分別面對(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)，這兩個(gè)排列的寬度分別與所面對(duì)的導(dǎo)電橡膠的長(zhǎng)度相當(dāng)；行電極組的每根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，其另一端按照奇、偶排列順序分別連接到兩個(gè)晶體管接口電路的輸入端，這兩個(gè)晶體管接口電路的輸出端各自連接到單片機(jī)的一根輸入口線。兩個(gè)晶體管接口電路的結(jié)構(gòu)相同，各自由單個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)電路組成，每一個(gè)晶體管接口電路包含的單個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)電路的數(shù)目對(duì)應(yīng)著行電極組電極數(shù)目的一半；其中，單個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)電路分別由一個(gè)晶體管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)下拉電阻及一個(gè)上拉電阻組成，基極電阻的一端構(gòu)成該晶體管接口電路的一個(gè)輸入端，其另一端連接到晶體管的基極，晶體管的基極還連接一個(gè)下拉電阻，電源、上拉電阻以及晶體管的兩個(gè)非基極電極構(gòu)成串聯(lián)回路；對(duì)于每一個(gè)晶體管接口電路，所有的晶體管之非接電源負(fù)極的非基極電極并聯(lián)，構(gòu)成該晶體管接口電路的輸出端。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。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，每一塊74HC164有8位并行輸出端，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。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，兩個(gè)晶體管接口電路的輸出端的電平有高電平也有低電平，并且該高、低電平交替變化。如果行電極發(fā)生斷線，晶體管接口電路的輸出端上檢測(cè)不到相應(yīng)的高電平信號(hào)；如果發(fā)生相鄰行電極粘連，兩個(gè)晶體管接口電路的輸出端則會(huì)同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)高電平信號(hào)。單片機(jī)控制電磁鐵發(fā)生動(dòng)作，電磁鐵推動(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。因此，當(dāng)一個(gè)電磁鐵受觸發(fā)而動(dòng)作，與導(dǎo)電橡膠相接觸的列電極上出現(xiàn)來(lái)自單片機(jī)輸出口線的電平，而未接觸導(dǎo)電橡膠的列電極上仍然為其所接下拉電阻引入的低電平，這兩種電平通過(guò)并入串進(jìn)電路進(jìn)入單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)能否檢測(cè)到高、低電平交替出現(xiàn)的組合信號(hào)，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。正常的掃描檢測(cè)工作也可以檢測(cè)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，以兩組晶體管開(kāi)關(guān)電路檢查行電極，使得“踩踏式”系列報(bào)警裝置能夠檢查行、列電極的狀態(tài)，技術(shù)方案新穎，且經(jīng)濟(jì)、可行；較之同期提交國(guó)家專利局審查的“電磁鐵配合繼電器檢查電極的踩踏式報(bào)警器”與“采用四個(gè)電磁鐵分別檢查行列電極的踩踏式報(bào)警器”，提高了檢查速度。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步具體說(shuō)明本實(shí)用新型。[0014]

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2表示采用三極管的兩個(gè)晶體管接口電路之一的電路原理圖。圖3表示采用增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的一個(gè)晶體管接口電路的電路原理圖。圖4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.晶體管接口電路，82.晶體管接口電路，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表示兩個(gè)晶體管接口電路之一的電路原理圖，圖中所示晶體管表示為NPN型三極管，也可以PNP三極管構(gòu)成，或者直接換用增強(qiáng)型MOSFET或增強(qiáng)型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，如圖3所示，這時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管的柵極等同于三極管的基極，可以直接構(gòu)成該晶體管接口電路的一個(gè)輸入端，而省去其前面的基極電阻。圖2中，對(duì)于一個(gè)晶體管接口電路，所有的晶體管的發(fā)射極接電源負(fù)極，非接電源負(fù)極的集電極并聯(lián)，構(gòu)成該晶體管接口電路的輸出端，連接到單片機(jī)(I)的一根輸入口線例如P3.0 ;而各個(gè)基極電阻不接晶體管基極的一端構(gòu)成該晶體管接口電路的一個(gè)輸入端，連接到一根奇數(shù)組行電極或一根偶數(shù)組行電極。單片機(jī)(I)的輸出口線Pl.2和Pl.3配合，通過(guò)串入并出電路(2)逐根往行電極輸出高電平的行掃描檢查信號(hào)。行電極上出現(xiàn)低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，其集電極處于高電平；行電極上出現(xiàn)高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的晶體管導(dǎo)通，其集電極處于低電平。此時(shí)，單片機(jī)(I)的輸入口線P3.1與P3.0上檢測(cè)到相應(yīng)的信號(hào)。如果輸入口線P3.1與P3.0沒(méi)有檢測(cè)到相應(yīng)的高電平行掃描信號(hào)，則表示發(fā)生了斷線；如果輸入口線P3.0與P3.1同時(shí)檢測(cè)到高電平，則表明發(fā)生了相鄰行電極粘連。上述問(wèn)題發(fā)生的位置對(duì)應(yīng)輸出行檢查信號(hào)的掃描順序。圖4表示一個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路的電路原理，其中的電磁鐵選用小型、低功耗，行程較短的。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。單片機(jī)(I)通過(guò)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)或吸弓I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(lái)自單片機(jī)的P3.2與P3.3。控制電磁鐵交替發(fā)生動(dòng)作可檢測(cè)到相鄰列電極發(fā)生粘連以及斷線的情況:一組列電極引入了與其緊密接觸的導(dǎo)電橡膠上的高電平信號(hào)，另一組列電極仍然為其所連接的下拉電阻所引入的低電平信號(hào)。問(wèn)題發(fā)生的位直對(duì)應(yīng)并入串進(jìn)電路(3)的輸入順序。正常的掃描檢測(cè)程序就是檢查行電極與列電極是否發(fā)生交叉粘連，此處不再詳述。單片機(jī)(I)的有關(guān)口線可以根據(jù)情況另行安排。音樂(lè)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。行電極與列電極的數(shù)量對(duì)應(yīng)著級(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)需要配置；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1.一種電磁鐵配合晶體管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(lè)電路以及電源，其特征是:它還包括兩塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板、兩個(gè)電磁鐵及其激勵(lì)電路以及兩個(gè)晶體管接口電路；其中，列電極組和行電極組分別安排在一個(gè)長(zhǎng)方形框架中，由該框架的兩側(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(lè)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；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(guò)一個(gè)隔離二極管串聯(lián)到單片機(jī)的一條輸出口線；列電極組的電極各自連接一個(gè)下拉電阻，依序連接到并入串進(jìn)電路的各個(gè)并行輸入端，在遠(yuǎn)離并入串進(jìn)電路的一端，列電極按照奇、偶排列順序分別排列整齊，這兩個(gè)排列分別面對(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)，這兩個(gè)排列的寬度分別與所面對(duì)的導(dǎo)電橡膠的長(zhǎng)度相當(dāng)；行電極組的每根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，其另一端按照奇、偶排列順序分別連接到兩個(gè)晶體管接口電路的輸入端，這兩個(gè)晶體管接口電路的輸出端各自連接到單片機(jī)的一根輸入口線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵配合晶體管檢查電極的踩踏式報(bào)警器，其特征是:兩個(gè)晶體管接口電路的結(jié)構(gòu)相同，各自由單個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)電路組成，每一個(gè)晶體管接口電路包含的單個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)電路的數(shù)目對(duì)應(yīng)著行電極組電極數(shù)目的一半；其中，單個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)電路分別由一個(gè)晶體管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)下拉電阻及一個(gè)上拉電阻組成，基極電阻的一端構(gòu)成該晶體管接口電路的一個(gè)輸入端，其另一端連接到晶體管的基極，晶體管的基極還連接一個(gè)下拉電阻，電源、上拉電阻以及晶體管的兩個(gè)非基極電極構(gòu)成串聯(lián)回路；對(duì)于每一個(gè)晶體管接口電路，所有的晶體管之非接電源負(fù)極的非基極電極并聯(lián)，構(gòu)成該晶體管接口電路的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵配合晶體管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晶體管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，列電極各自連接一個(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，另一端按奇、偶排列順序分別面對(duì)一塊導(dǎo)電橡膠；兩條導(dǎo)電橡膠各自經(jīng)過(guò)一個(gè)隔離二極管串聯(lián)到單片機(jī)的一根輸出口線，兩塊導(dǎo)電橡膠各自通過(guò)支撐板連接到一個(gè)電磁鐵的活動(dòng)軸；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；每根行電極的一端依序連接到串入并出電路的并行輸出端，另一端按照奇、偶排列順序分別連接到一個(gè)晶體管接口電路的輸入端；每個(gè)晶體管接口電路均由單個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)電路組成，其輸出端連接單片機(jī)的一根輸入口線。用于防盜報(bào)警。
文檔編號(hào)G08B13/10GK203055061SQ20132001475
公開(kāi)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