[发明专利]智能超声波门禁感应器

说明书

技术领域

 本发明涉及公共场所的身份验证及门禁管理，特别涉及一种智能超声波门禁感应器。

背景技术

随着越来越多的场、馆、园区和建筑等使用通道闸机进行人员进出身份验证及门禁管理，通道闸机中多使用红外对射感应器来实现对人体通行情况进行探测，从而实现防跟随、通行计数等功能。特别是翼闸、摆闸应用较广泛，而三辊闸由于其自身机械结构的设计及限位开关的使用，使其不需要借助其他器件即可实现计数和防跟随功能。

红外对射感应器由发送单元与接收单元构成，通过接收单元是否接收到发射单元发出的红外光来感应物体的存在。若接收单元接收到红外光，则表示物体未遮挡；若接收单元未能接收到红外光，则表示物体正遮挡，从而触发报警，表明有人通过。因此红外感应器的探测范围仅为对射器之间的一条直线上，不能实现对人体的到来进行提前探测。

红外对射感应器在应用过程中必须成对安装，且安装时需对感应器的方向、高度进行精确的调节，安装调试效率均无法保证，增加了人力成本。

红外对射感应器由于受其工作原理的制约，随着使用时间的增长，光发射机器件及电路老化较快，工作的稳定性和有效性会显著下降。

在室外场地应用时，红外对射感应器在阳光的直射或斜射下，因阳光中同时含有红外光，会引起误报，且误报率较高。

因此，现有的通道闸机存在以下缺陷：不能对人体进行提前探测，必须待人体遮挡红外光时才能探测，不能进行主动探测；成本高，性价比低；必须成对安装，安装调试麻烦，安装调试工作效率低；室外场地应用时，受太阳光直射或斜射时，容易出现误报；探测范围极其有限，属于定向被动探测传感器。

为了克服上述缺陷，有必要提出一种新的门禁感应器，准确、高效的实现对通过人体的探测。

发明内容

本发明为了解决现有通道闸机的缺陷，提供一种智能超声波门禁感应器，用于身份验证及门禁管理，其特征在于,包含如下部分：超声波探测模块、MCU模块、电源模块、输出模块；其中，超声波探测模块，用于根据MCU模块的指令，进行实时探测，并在声波发送和接收的时间点返送电平信号至MCU模块；MCU模块，用于根据返送电平信号计时确定声波传递时间，MCU模块根据声波传递时间计算出被探测物体的距离并进行逻辑运算，MCU模块运算完成后将控制信号送至输出模块，输出模块执行相应的指令，实现开闸或播放语音；电源模块，由集成电源模块、二极管（U2）、二极管（U3）构成，U2的正极连接+12V电源，负极连接A3的一端口；U3的负极连接+12V电源，正极接地，同时连接A3的二端口，A3的三端口输出电压；输出模块由继电器K5、电阻R19、电阻R20、三极管V5、发光二极管H5、二极管U4构成。

根据本发明的一个方面，超声波探测单元由超声波探测模块（U8)、电阻（R7）、电阻（R8）构成，其中R7、R8为限流保护电阻。

根据本发明的一个方面，MCU模块可采用STC12C5A08S2型号的单片机实现，电容C2、电容C3、电容C5、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C7、电容C8、晶体振荡器G1为其外围元件，其中C5、R24构成阻容复位电路，R23、R25构成电压检测复位电路，C7、C8、G1构成晶振电路,为单片机提供时钟信号。

本发明还提出了一种智能超声波门禁感应方法，用于身份验证及门禁管理，其特征在于,包含如下步骤：第一步，MCU发出探测指令；第二步，传感器发出声波并返回电平信号；第三步，MCU计时开始，并等待；第四步，传感器接收到声波并返回电平信号；第五步，MCU计时完成，计算声波传递时间t；第六步，MCU计算被探测物体距离S1；第七步，比较S1与触发门限S2，当S1≤S2时，输出开关信号，当S1>S2时，返回到第一步。

与现有技术相比，本发明可以可对人体进行提前探测，变被动探测为主动探测，并能将探测结果及时反馈至其他系统，为其他系统实现预判断、预执行等提供了时间保障。如门禁语音导引、门禁指示灯导引等。成本低廉，性价比高，且可广泛用于各类通道闸机。

附图说明

结合随后的附图，从下面的详细说明中可显而易见的得出本发明的上述及其他目的、特征及优点。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的红外对射感应器的示意图。

图2示出了根据本发明实施例的超声波感应器的示意图。

图3示出了根据本发明实施例的智能超声波门禁感应器的组成框图。

图4示出了根据本发明实施例的智能超声波门禁感应器的工作流程图。