采用單個電磁鐵檢查電極的通用型踩踏式報警器的制造方法
【專利摘要】采用單個電磁鐵檢查電極的通用型踩踏式報警器是一種能夠自動檢查電極狀態(tài)且電極數(shù)目不受限制的踩踏式報警器，包括行、列電極組、單片機系統(tǒng)、兩組串入并出電路、并入串進電路、兩塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板、電磁鐵及其激勵電路、音樂電路、+5V電源、升壓電路、降壓電路以及一個外部電源；其中，串入并出電路經(jīng)過升壓電路連接到行電極，列電極經(jīng)過降壓電路連接到并入串進電路，升壓電路與降壓電路都由三極管構(gòu)成，第二組串入并出電路的各個并行輸出端與降壓電路的各個控制端一一連接，其串行信號輸入端A、時鐘輸入端CP分別連接到單片機的口線P1.1、P1.4，所述外部電源的正極連接到升壓電路的接線端V。適用于大范圍、室外的防盜報警。
【專利說明】采用單個電磁鐵檢查電極的通用型踩踏式報警器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種踩踏式防盜報警裝置，特別是一種能夠自動檢查行、列電極狀態(tài)的踩踏式報警器。
【背景技術(shù)】
[0002]“采用兩個電磁鐵檢查電極的踩踏式報警器”(專利號:ZL 2013200147581)與“采用一個電磁鐵檢查電極的踩踏式報警器”(專利號:ZL 2013200095661)均應(yīng)用TTL電平警戒踩踏或者檢查電極的狀態(tài)，如此使得行掃描信號在行、列電極上傳輸?shù)木嚯x有限，抗干擾能力差。此外，這兩個實用新型在警戒踩踏的時候，一根行電極的負(fù)載落在一個列電極下拉電阻到全部列電極下拉電阻的并聯(lián)值之間，而檢查電極狀態(tài)的時候，奇數(shù)組列電極與偶數(shù)組列電極交替地接觸兩塊導(dǎo)電橡膠，一根行電極的負(fù)載為這些被一塊導(dǎo)電橡膠短路的列電極下拉電阻以及并入串進電路的各個輸入端的輸入阻抗之并聯(lián)值；被并聯(lián)的下拉電阻的數(shù)目越多，其并聯(lián)電阻也越小，一根行電極的負(fù)載也就越重，要求一根行電極所連接的串入并行出移位寄存器集成電路74HC164的一個輸出端口輸出更多的電流。而一般CMOS電路的輸出電流即拉電流是相當(dāng)有限的，例如4mA。所以，上述踩踏式報警器的電路結(jié)構(gòu)限制了它倆能夠安排的電極數(shù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，本實用新型提供一種采用單個電磁鐵檢查電極的通用型踩踏式報警器，它以上述兩個實用新型為基礎(chǔ)，設(shè)置升壓電路，讓行掃描信號由TTL電平提升到警戒踩踏所需要的較高的電壓，同時，改進電路的結(jié)構(gòu)，消除了對電極數(shù)目的限制。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:它包括列電極組、行電極組、單片機系統(tǒng)、兩組串入并出電路、并入串進電路、兩塊導(dǎo)電橡膠、一塊導(dǎo)電橡膠支撐板、一個電磁鐵及其激勵電路、音樂電路、+5V電源、升壓電路、降壓電路以及一個外部電源；其中，列電極組和行電極組分別由一個長方形框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，每一組電極由彼此獨立、間距均勻、裸露的導(dǎo)線組成，兩組電極排列的方向相互垂直；單片機系統(tǒng)包括一塊單片機及其晶振電路和上電復(fù)位電路、程序存儲器以及隨機存儲器，單片機的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，+5V電源供電本實用新型的各部分電路；電磁鐵的激勵電路由一個三極管開關(guān)電路組成，其控制端連接到單片機的一根輸出口線；單片機的口線Pl.2、Pl.3分別與第一組串入并出電路的串行信號輸入端A、時鐘輸入端CP連接，單片機的口線Pl.5、Pl.6、Pl.7分別與并入串進電路的串行數(shù)據(jù)輸出端QH、數(shù)據(jù)并行裝載控制端PL以及時鐘輸入端CP連接；列電極組電極的一端依序連接到降壓電路的各個輸入端，它們的另一端按照排列順序分成奇數(shù)組列電極和偶數(shù)組列電極，這兩組列電極分別排列整齊，降壓電路的各個輸入端還分別連接一個0.1微法的濾波電容，降壓電路的各個輸出端與并入串進電路的各個并行輸入端一一連接；行電極組電極的一端依序連接到升壓電路的各個輸出端，它們的另一端按照排列順序分成奇數(shù)組行電極和偶數(shù)組行電極，這兩組行電極分別排列整齊，升壓電路的各個輸出端還各自連接一個0.1微法的濾波電容,升壓電路的各個輸入端與串入并出電路的各個并行輸出端一一連接；奇數(shù)組列電極和奇數(shù)組行電極這兩個排列面對第一塊導(dǎo)電橡膠，偶數(shù)組列電極和偶數(shù)組行電極這兩個排列面對第二塊導(dǎo)電橡膠，面對同一塊導(dǎo)電橡膠的行電極排列與列電極排列都與該導(dǎo)電橡膠保持相同的距離，該距離都位于所用電磁鐵的行程范圍之內(nèi)；第一塊與第二塊導(dǎo)電橡膠都安排在一塊導(dǎo)電橡膠支撐板上，該導(dǎo)電橡膠支撐板連接到電磁鐵的活動軸，電磁鐵靜止的時候，第一塊與第二塊導(dǎo)電橡膠各自電氣接觸到一個下拉電阻，電磁鐵發(fā)生動作的時候，第一塊與第二塊導(dǎo)電橡膠分別脫離與這兩個下拉電阻的電氣接觸，而與所面對的行電極排列和列電極排列發(fā)生接觸；單片機的口線Pl.1、Pl.4分別與第二組串入并出電路的串行信號輸入端A、時鐘輸入端CP連接，第二組串入并出電路的各個并行輸出端與降壓電路的各個控制端一一連接；所述外部電源的負(fù)極連接到+5V電源的負(fù)極，外部電源的正極連接到升壓電路的接線端V。
[0005]升壓電路由把TTL電平升壓至較高電壓的電平轉(zhuǎn)換單元組成，這些電平轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量與行電極的數(shù)目相等，每一個這種電平轉(zhuǎn)換單元包括一個基極電阻、一個集電極電阻、一個發(fā)射結(jié)偏置電阻、一個NPN以及一個PNP，其中，基極電阻的一端構(gòu)成該升壓電路的一個輸入端，基極電阻的另一端連接NPN的基極，PNP的基極依次與集電極電阻、NPN的集電極、NPN的發(fā)射極以及+5V電源的負(fù)極串聯(lián)，發(fā)射結(jié)偏置電阻并聯(lián)在PNP的發(fā)射極與基極之間，PNP的集電極構(gòu)成該升壓電路的一個輸出端；升壓電路中全部PNP的發(fā)射極并聯(lián)，構(gòu)成該升壓電路的接線端V。
[0006]降壓電路由把較高電壓的行掃描信號下降到TTL電平的電平轉(zhuǎn)換單元組成，這些電平轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量與列電極的數(shù)目相等，每一個這種電平轉(zhuǎn)換單元包括兩個基極電阻、一個基極下拉電阻、一個二極管、一個集電極電阻以及一個NPN,其中,第一個基極電阻的一端構(gòu)成該降壓電路的一個輸入端，第一個基極電阻的另一端與二極管的正極以及第二個基極電阻并聯(lián)，第二個基極電阻的另一端與NPN的基極以及基極下拉電阻并聯(lián)，+5V電源與集電極電阻、NPN的集電極以及NPN的發(fā)射極組成串聯(lián)回路，NPN的集電極構(gòu)成該降壓電路的一個輸出端，二極管的負(fù)極構(gòu)成該降壓電路的一個控制端。
[0007]本實用新型警戒踩踏、檢測列電極狀態(tài)的基本工作原理來自上述兩種實用新型專利，其差異在于:1)串入并出電路輸出的TTL高電平行掃描信號經(jīng)過升壓電路變成一個符合需要的較高電壓，該較高電壓的行掃描信號在供給并入串進電路之前通過降壓電路把它變回TTL電平的O。2)警戒踩踏或者檢查行、列電極的狀態(tài)時，第一組串入并出電路逐行輸出一個高電平的行掃描信號，這時，第二組串入并出電路的各個并行輸出端依序逐列輸出一個高電平的列掃描信號，只有當(dāng)列電極被該列掃描信號掃描完畢以后，第一組串入并出電路才依序逐行輸出下一個高電平的行掃描信號。
[0008]本實用新型的有益效果是:行、列電極上傳輸?shù)氖禽^高電壓的行掃描信號，該行掃描電壓可以方便地由外部電源改變，增強了踩踏式報警器行、列電極結(jié)構(gòu)的抗干擾能力，適合長距離的電極排列，也適于工作于室外環(huán)境；同時，設(shè)計了第二組串入并出電路依次逐列輸出一個高電平的列掃描信號，控制降壓電路中的電平轉(zhuǎn)換單元一個一個地投入工作，而降壓電路中一個用于電平轉(zhuǎn)換的NPN僅需要消耗幾百微安的基極飽和導(dǎo)通電流，也就是說，升壓電路在每一個工作步驟需要提供給降壓電路的工作電流就是這么一個微小的量，電路不再制約列電極的數(shù)目。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖進一步具體說明本實用新型。
[0010]圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖，其中，升壓電路中的每一個小方框表示其中的一個電平轉(zhuǎn)換單元，降壓電路中的每一個小方框表示其中的一個電平轉(zhuǎn)換單元。
[0011]圖2是升壓電路中一個電平轉(zhuǎn)換單元的電路原理圖，它把TTL電平升壓至實際需要的較高電壓。
[0012]圖3是降壓電路中一個電平轉(zhuǎn)換單元的電路原理圖，它把較高電壓的行掃描信號下降到TTL電平。
[0013]圖中，1.單片機系統(tǒng)，2.第一組串入并出電路，21.第二組串入并出電路，3.并入串進電路，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，
6.升壓電路，7.降壓電路，8.電磁鐵及其激勵電路，9.兩塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板，91.第一塊導(dǎo)電橡膠，92.第二塊導(dǎo)電橡膠。
【具體實施方式】
[0014]圖1表示了本實用新型的整體結(jié)構(gòu)。其中，串入并出電路(2)、串入并出電路(21)都可以采用74HC164級聯(lián)組成，并入串進電路(3)可以采用74HC165級聯(lián)組成。單片機系統(tǒng)
(I)有關(guān)口線可以根據(jù)情況另行安排。圖2表示升壓電路(6 )中的一個電平轉(zhuǎn)換單元，圖3表示降壓電路(7)中的一個電平轉(zhuǎn)換單元。圖2中的Tl需要選用其Vcbo、Vceo大于所述外部電源電壓的PNP，其集電極電流如上所分析的，在毫安級，而其集電極功耗也較低，為外部電源電壓與毫安的乘積，數(shù)量級在幾百毫瓦左右，都容易獲得滿足。圖2和圖3中的NPN選用常用的小功率三極管。
[0015]檢查電極的狀態(tài)的時候，單片機系統(tǒng)(I)的一根口線驅(qū)動電磁鐵及其激勵電路(8 )發(fā)生動作，兩塊導(dǎo)電橡膠及其支撐板(9 )發(fā)生移動，使得第一塊導(dǎo)電橡膠(91)同時接觸到奇數(shù)組行電極(41)與奇數(shù)組列電極(51)，第二塊導(dǎo)電橡膠(92)同時接觸到偶數(shù)組行電極(42)與偶數(shù)組列電極(52)。這時，第一組串入并出電路(2)依序逐行輸出一個高電平，經(jīng)過升壓電路(6)變成一個高電壓的行掃描信號，再經(jīng)過行電極(組)、導(dǎo)電橡膠、列電極(組)輸往降壓電路(7)的輸入端，奇數(shù)組列電極(51)與偶數(shù)組列電極(52)上交替地出現(xiàn)該較高電壓的行掃描信號。行掃描信號每變化一次，第二組串入并出電路(21)依次逐列輸出一個高電平的列掃描信號，使得降壓電路(7)中的電平轉(zhuǎn)換單元依次輪流投入工作，降壓電路
(7)的輸出端把降壓以后的行掃描信號分N次依次送往并入串進電路(3)，N為列電極的數(shù)目。工作時，升壓電路(6)中的各個電平轉(zhuǎn)換單元不會相互影響。行、列電極處于正常情況下，并入串進電路(3)的串行信號輸出端QH會交替出現(xiàn)O與I。如果行電極斷線、列電極斷線、行電極發(fā)生相鄰粘連或者列電極發(fā)生相鄰粘連，并入串進電路(3)的串行信號輸出端QH都會有相應(yīng)的表現(xiàn)。
[0016]例行警戒踩踏就是檢測行、列電極是否發(fā)生接觸，也可用于檢測行、列電極是否發(fā)生了粘連。其工作過程大體與檢查電極狀態(tài)的過程相似，差異在于:電磁鐵及其激勵電路
(8)不發(fā)生動作。
【權(quán)利要求】
1.一種采用單個電磁鐵檢查電極的通用型踩踏式報警器，包括列電極組、行電極組、單片機系統(tǒng)、兩組串入并出電路、并入串進電路、兩塊導(dǎo)電橡膠、一塊導(dǎo)電橡膠支撐板、一個電磁鐵及其激勵電路、音樂電路、+5V電源、升壓電路、降壓電路以及一個外部電源；其中，列電極組和行電極組分別由一個長方形框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，每一組電極由彼此獨立、間距均勻、裸露的導(dǎo)線組成，兩組電極排列的方向相互垂直；單片機系統(tǒng)包括一塊單片機及其晶振電路和上電復(fù)位電路、程序存儲器以及隨機存儲器，單片機的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，+5V電源供電本實用新型的各部分電路；電磁鐵的激勵電路由一個三極管開關(guān)電路組成，其控制端連接到單片機的一根輸出口線；其特征是:單片機的口線Pl.2、P1.3分別與第一組串入并出電路的串行信號輸入端A、時鐘輸入端CP連接，單片機的口線Pl.5、Pl.6、Pl.7分別與并入串進電路的串行數(shù)據(jù)輸出端QH、數(shù)據(jù)并行裝載控制端PL以及時鐘輸入端CP連接；列電極組電極的一端依序連接到降壓電路的各個輸入端，它們的另一端按照排列順序分成奇數(shù)組列電極和偶數(shù)組列電極，這兩組列電極分別排列整齊，降壓電路的各個輸入端還分別連接一個0.1微法的濾波電容，降壓電路的各個輸出端與并入串進電路的各個并行輸入端一一連接；行電極組電極的一端依序連接到升壓電路的各個輸出端，它們的另一端按照排列順序分成奇數(shù)組行電極和偶數(shù)組行電極，這兩組行電極分別排列整齊，升壓電路的各個輸出端還各自連接一個0.1微法的濾波電容，升壓電路的各個輸入端與串入并出電路的各個并行輸出端一一連接；奇數(shù)組列電極和奇數(shù)組行電極這兩個排列面對第一塊導(dǎo)電橡膠，偶數(shù)組列電極和偶數(shù)組行電極這兩個排列面對第二塊導(dǎo)電橡膠，面對同一塊導(dǎo)電橡膠的行電極排列與列電極排列都與該導(dǎo)電橡膠保持相同的距離，該距離都位于所用電磁鐵的行程范圍之內(nèi)；第一塊與第二塊導(dǎo)電橡膠都安排在一塊導(dǎo)電橡膠支撐板上，該導(dǎo)電橡膠支撐板連接到電磁鐵的活動軸，電磁鐵靜止的時候，第一塊與第二塊導(dǎo)電橡膠各自電氣接觸到一個下拉電阻，電磁鐵發(fā)生動作的時候，第一塊與第二塊導(dǎo)電橡膠分別脫離與這兩個下拉電阻的電氣接觸，而與所面對的行電極排列和列電極排列發(fā)生接觸；單片機的口線P1.1、P1.4分別與第二組串入并出電路的串行信號輸入端A、時鐘輸入端CP連接，第二組串入并出電路的各個并行輸出端與降壓電路的各個控制端一一連接；所述外部電源的負(fù)極連接到+5V電源的負(fù)極，外部電源的正極連接到升壓電路的接線端V。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用單個電磁鐵檢查電極的通用型踩踏式報警器，其特征在于:所述升壓電路由把TTL電平升壓至較高電壓的電平轉(zhuǎn)換單元組成，這些電平轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量與行電極的數(shù)目相等，每一個這種電平轉(zhuǎn)換單元包括一個基極電阻、一個集電極電阻、一個發(fā)射結(jié)偏置電阻、一個NPN以及一個PNP,其中，基極電阻的一端構(gòu)成該升壓電路的一個輸入端，基極電阻的另一端連接NPN的基極，PNP的基極依次與集電極電阻、NPN的集電極、NPN的發(fā)射極以及+5V電源的負(fù)極串聯(lián)，發(fā)射結(jié)偏置電阻并聯(lián)在PNP的發(fā)射極與基極之間，PNP的集電極構(gòu)成該升壓電路的一個輸出端；升壓電路中全部PNP的發(fā)射極并聯(lián)，構(gòu)成該升壓電路的接線端V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用單個電磁鐵檢查電極的通用型踩踏式報警器，其特征在于:所述降壓電路由把較高電壓的行掃描信號下降到TTL電平的電平轉(zhuǎn)換單元組成，這些電平轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量與列電極的數(shù)目相等，每一個這種電平轉(zhuǎn)換單元包括兩個基極電阻、一個基極下拉電阻、一個二極管、一個集電極電阻以及一個NPN,其中，第一個基極電阻的一端構(gòu)成該降壓電路的一個輸入端，第一個基極電阻的另一端與二極管的正極以及第二個基極電阻并聯(lián)，第二個基極電阻的另一端與NPN的基極以及基極下拉電阻并聯(lián)，+5V電源與集電極電阻、NPN的集電極以及NPN的發(fā)射極組成串聯(lián)回路，NPN的集電極構(gòu)成該降壓電路的一個輸出端，二極管 的負(fù)極構(gòu)成該降壓電路的一個控制端。
【文檔編號】G08B13/10GK203573440SQ201320730800
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】曾藝, 周科, 龐清倩 申請人:吳皓