红外式障碍探测设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种红外式障碍探测设备，包括：红外发射电路、红外接收电路、高通滤波电路、幅值检测及放大电路、模数转换电路、以及单片机；其中，红外发射电路连接至红外接收电路和单片机；红外接收电路进一步连接至高通滤波电路；高通滤波电路进一步连接至幅值检测及放大电路；幅值检测及放大电路进一步连接至模数转换电路；模数转换电路进一步连接至单片机。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及智能检测设备、传感器领域，更具体地说，本实用新型涉及一种红 外式障碍探测设备。 红外式障碍探测设备
【背景技术】
[0002] 现有红外式障碍探测方法工作时，常常是先指向待探测方向发射一定强度的红外 线，然后在该方向上接收红外线。如果接收到红外线，则判断该方向有障碍物，否则则判断 为没有障碍物。
[0003] 现有方法不能判断接收到的红外线是自己发射后经障碍物反射回来的还是对方 发射的，只要接收到红外辐射就认为有障碍物。当对面有太阳光照射、灯光或火焰时，容易 认为是障碍物反射的红外线，从而产生误判。虽然，某些现有测量带有调制红外线的功能， 抗干扰能力强，但对测量距离没有信息，因此限制了其应用。 实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够 提高红外式障碍物探测的灵敏度和抗干扰能力，由此不仅能够探测对面障碍物存在有无， 还可测得其距离的红外式障碍探测设备。
[0005] 为了实现上述技术目的，根据本实用新型，提供了一种红外式障碍探测设备，其特 征在于包括：红外发射电路、红外接收电路、高通滤波电路、幅值检测及放大电路、模数转换 电路、以及单片机；其中，红外发射电路连接至红外接收电路和单片机；红外接收电路进一 步连接至高通滤波电路；高通滤波电路进一步连接至幅值检测及放大电路；幅值检测及放 大电路进一步连接至模数转换电路；模数转换电路进一步连接至单片机；红外发射电路向 红外接收电路发送红外光线；红外接收电路用于接收红外接收电路，并将接收到的红外信 号先转换成电流信号，再转换成电压信号，并将所述电压信号传递给高通滤波电路；高通滤 波电路对从红外接收电路接收到的电压信号进行高通滤波，并将高通滤波后的信号传递给 幅值检测及放大电路；幅值检测及放大电路检测从高通滤波电路接收到的信号的幅值以产 生幅值信号，并对幅值信号进行放大；而且，幅值检测及放大电路将放大后的幅值信号传递 给模数转换电路；模数转换电路对从幅值检测及放大电路接收到的放大后的幅值信号进行 模数转换以得到幅值数字信号，并将幅值数字信号传递给单片机。
[0006] 优选地，单片机中存储有障碍物距离与幅值数字信号的数值之间的对应关系表， 并且单片机根据从模数转换电路传递过来的幅值数字信号通过查找对应关系表而获知障 碍物距离。
[0007] 优选地，红外发射电路包括红外发射管和三极管。
[0008] 优选地，红外接收电路包括红外接收二极管和运算放大器。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本实用新型有更完整的 理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
[0010] 图1示意性地示出了根据本实用新型实施例的红外式障碍探测设备的框图。
[0011] 需要说明的是，附图用于说明本实用新型，而非限制本实用新型。注意，表示结构 的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标 号。
【具体实施方式】
[0012] 为了使本实用新型的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本实用 新型的内容进行详细描述。
[0013] 图1示意性地示出了根据本实用新型实施例的红外式障碍探测设备的框图。
[0014] 如图1所示，根据本实用新型实施例的红外式障碍探测设备包括：红外发射电路 1、红外接收电路2、高通滤波电路3、幅值检测及放大电路4、模数转换电路5、以及单片机6。
[0015] 其中，红外发射电路1连接至红外接收电路2和单片机6 ;红外接收电路2进一步 连接至；高通滤波电路3进一步连接至幅值检测及放大电路4 ;幅值检测及放大电路4进一 步连接至模数转换电路5 ;模数转换电路5进一步连接至单片机6。
[0016] 红外发射电路1向红外接收电路2发送红外光线。例如，在具体实施中，红外发射 电路1可包括红外发射管和三极管；单片机6的一个输入输出引脚输出1kHz方波信号，并 通过红外发射电路1的三极管驱动红外发射管发出同样频率调制的红外光线。
[0017] 红外接收电路2用于接收红外接收电路2,并将接收到的红外信号先转换成电流 信号，再转换成电压信号，并将所述电压信号传递给高通滤波电路3。高通滤波电路3对从 红外接收电路2接收到的电压信号进行高通滤波，并将高通滤波后的信号传递给幅值检测 及放大电路4。
[0018] 例如，在具体实施中，红外接收电路2可包括红外接收二极管和运算放大器。
[0019] 实际上，所述电压信号中包含红外式障碍探测设备发射后经障碍物反射的红外 信号和外界灯光等红外干扰信号，但干扰信号是低频信号，因此经过下一个高通滤波电路 3 (例如，707Hz高通滤波模块）后被滤除，得到所需的红外信号。
[0020] 幅值检测及放大电路4检测从高通滤波电路3接收到的信号的幅值以产生幅值信 号，并对幅值信号进行放大。幅值检测及放大电路4将放大后的幅值信号传递给模数转换 电路5。模数转换电路5对从幅值检测及放大电路4接收到的放大后的幅值信号进行模数 转换以得到幅值数字信号，并将幅值数字信号传递给单片机6。
[0021] 具体地说，所述红外信号是交流信号，其幅值表明了障碍物反射的红外线强弱， 该强弱反映了障碍物的距离。幅值检测及放大电路4得到幅值，并将其进行放大、滤除低频 脉动。
[0022] 整形后的幅值信号送入模数转换电路5 (模数转换器），转换结果被单片机读取。
[0023] 优选地，单片机6中存储有障碍物距离与幅值数字信号的数值之间的对应关系 表，由此，单片机6可以根据从模数转换电路5传递过来的幅值数字信号通过查找对应关系 表而获知障碍物距离。
[0024] 在具体实施过程中，例如，根据本实用新型实施例的红外式障碍探测设备在测量 前，可以预先进行标定，即对不同距离障碍物的测得电压与距离的关系作预先测量，然后将 它们以表格形式保存在单片机中。在测量时单片机根据测得电压，查表得到距离。
[0025] 根据本实用新型实施例的红外式障碍探测设备通过发射经一定频率调制的红外 线，在检测时滤除低频环境干扰，得到较高稳定度和精度的测量；而且，根据本实用新型实 施例的红外式障碍探测设备直接使用单片机引脚发出的方波驱动发射电路，简单方便；本 实用新型具有实施简单，抗干扰能力强，测量教准确，可用个各种智能机器人、智能小车等 小型自动设备的距离检测、障碍探测。
[0026] 由此，本实用新型至少具有下述优势：
[0027] (1)根据本实用新型实施例的红外式障碍探测设备不仅能够探测对面障碍物存在 有无，还可测得其距离；
[0028] (2)根据本实用新型实施例的红外式障碍探测设备能够探测障碍物而不受外界太 阳光、灯光、火光等环境光线的干扰；
[0029] (3)根据本实用新型实施例的红外式障碍探测设备实施简单，成本低廉，适于大量 生产使用。
[0030] 此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语"第一"、" 第二"、"第三"等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表 示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0031] 可以理解的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非 用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方 案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动 和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容， 依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属 于本实用新型技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1. 一种红外式障碍探测设备，其特征在于包括：红外发射电路、红外接收电路、高通滤 波电路、幅值检测及放大电路、模数转换电路、以及单片机； 其中，红外发射电路连接至红外接收电路和单片机；红外接收电路进一步连接至高通 滤波电路；高通滤波电路进一步连接至幅值检测及放大电路；幅值检测及放大电路进一步 连接至模数转换电路；模数转换电路进一步连接至单片机； 红外发射电路向红外接收电路发送红外光线； 红外接收电路用于接收红外接收电路，并将接收到的红外信号先转换成电流信号，再 转换成电压信号，并将所述电压信号传递给高通滤波电路； 高通滤波电路对从红外接收电路接收到的电压信号进行高通滤波，并将高通滤波后的 信号传递给幅值检测及放大电路； 幅值检测及放大电路检测从高通滤波电路接收到的信号的幅值以产生幅值信号，并 对幅值信号进行放大；而且，幅值检测及放大电路将放大后的幅值信号传递给模数转换电 路； 模数转换电路对从幅值检测及放大电路接收到的放大后的幅值信号进行模数转换以 得到幅值数字信号，并将幅值数字信号传递给单片机。
2. 根据权利要求1所述的红外式障碍探测设备，其特征在于，红外发射电路包括红外 发射管和三极管。
3. 根据权利要求1或2所述的红外式障碍探测设备，其特征在于，红外接收电路包括红 外接收二极管和运算放大器。
【文档编号】G01S17/08GK203894410SQ201420164388
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】赖晓磊, 周勇, 胥飞, 张元熙, 沈永东 申请人:上海电机学院