[发明专利]具备一对收发独立的声波换能器入侵探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及运动感应，具体是指具备一对收发独立的声波换能器入侵探测装置。

背景技术

　   使用超声波可以很方便的对一定空间内的运动物体进行有效的探测,具有安装方便,探测效果好的特点。本文介绍一种利用超声波多普勒效应设计的来人探测装置。该设计使用了PICl6F628A单片机,对以往用到的超声波探测硬件电路进行改进,利用软件编程对来人情况进行有效地探测,继而输出控制信号控制照明装置的开关。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，控制方式简单、生产成本低的具备一对收发独立的声波换能器入侵探测装置。

本发明的实现方案如下：具备一对收发独立的声波换能器入侵探测装置，主要由PICl6F628A单片机、以及与PICl6F628A单片机连接的超声波发射电路和超声波接收电路构成；

所述超声波接收电路主要由超声波接收换能器328SR160、以及超声波接收换能器328SR160连接的反相放大电路和正相放大电路构成，所述反相放大电路和正相放大电路均连接有检波电路，所述检波电路依次连接有低通滤波电路、微分电路、带通滤波电路、电平比较电路，所述PICl6F628A单片机包括RB3引脚和RB5引脚，所述RB3引脚与检波电路连接，所述RB5引脚与电平比较电路连接。

所述PICl6F628A单片机包括RB3引脚和RB0引脚，所述超声波发射电路与RB3引脚和RB0引脚连接。

所述超声波发射电路主要由三极管Q1、三极管Q2、驱动电路构成，所述三极管Q1的1引脚与RB3引脚连接，三极管Q2的1引脚与RB0引脚连接，且所述三极管Q1的3引脚接地，三极管Q2的3引脚接地，且上所述三极管Q1的2引脚与三极管Q2的2引脚连接、同时与放大电路连接；所述三极管Q1和三极管Q2的2引脚还连接有上拉电阻R2；所述驱动电路还连接有发射换能器T1。

所述驱动电路由反相器D1、反相器D2、反相器D3、反相器D4、反相器D5、反相器D6构成，所述反相器D1的输入端与三极管Q1的2引脚连接，所述反相器D1的输出端与反相器D2、反相器D3、反相器D4的输入端连接，所述反相器D3的输出端与反相器D5、反相器D6的输入端连接，且所述反相器D2、反相器D4、反相器D5、反相器D6的输出端均与发射换能器T1连接；且所述反相器D2和反相器D4的输出端与发射换能器T1之间还设置有电容。

所述发射换能器T1的型号为：328ST160。

所述PICl6F628A单片机还包括RB2引脚，所述RB2引脚还连接有LED灯。

工作原理：当声源与声波接收器之间存在有相对运动时,声波接收器所接收到的信号频率将与传播的声波频率有所不同,频率差量与声源和接收器之间的相对运动速度有关,这就是多普勒效应造成的。本设计采用超声波发送器和接收器均朝同方向固定不动,当有障碍物体朝向或者远离二者运动时,可以看作是由障碍物表面对声波的反射效应所形成的镜像声源与接收器之间存在相对运动,同样可以利用多普勒效应,根据接收器收到的信号来判断是否有人在探测范围内移动。

该装置同时具有超声波发射电路和超声波接收电路,使用时安装方便。正面最大探测距离在1～5．5 m可调,可以对该空间内运动物体进行有效地探测。当探测到运动物体之后输出+12 V信号控制照明装置的开关。其输出+12 V的持续时间可以在15～1 800 s可调。

本装置采用发射和接收分别独立的发射换能器T1,硬件系统基本可以分为微处理器部分、发射部分和接收部分，即PICl6F628A单片机、超声波发射电路和超声波接收电路。

　微处理器使用的是Microchip公司生产的PICl6F628A单片机该单片机为精简指令集型处理器(RISC),共有35条汇编指令,使用起来简捷有效。PICl6F628A共有18个引脚,标准工作电压为5 V,外接晶振最大可以达到20 MHz。其内部资源非常丰富,含有2 KB的Flash程序存储器、224B的数据存储器、2个模拟比较器、1个PWM控制器、1个16位的定时器／计数器,1个8位定时器／计数器,1个8位定时器,以及上电启动电路、掉电复位电路和看门狗电路等。PICl6F628A还能够响应定时器、比较器、RB端口等多种硬件中断合理地使用这些资源可以有效简化外围电路,降低产品的成本。