专利名称：防宠物触摸踩踏式报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及安防电子技术领域，特别是涉及一种踩踏式的防盗报警装置。
背景技术：
最近提交国家知识产权局专利局审查的发明专利“防宠物踩踏式报警器及其区分 人与小动物踩踏的方法”解决了踩踏式报警器受到小动物踩踏时引发的误报警问题，在受 到人的踩踏的时候会发出声的警报，经济实用。但是，该发明专利尚未考虑通过人手的拿放 而被移出警戒区域的情形。
实用新型内容本实用新型专利的目的是提供一种防宠物触摸踩踏式报警器，它能区分人与小动 物的踩踏，在受到人的踩踏或被人体触摸的时候发出报警声，可以被放置在通道上实施防 盗报警。本实用新型实现其目的所采用的技术方案是，它由一个长方形框架、电池组、最小 单片机系统、串入并出电路、并入串进电路、音乐电路以及触摸触发电路组成；其中，长方形 框架的上部和底部各有一组电极，分别称之为列电极组和行电极组，每一组电极由72根裸 露的金属导线组成，这些导线彼此独立，间距均勻，列电极组和行电极组的导线排列的方向 相互垂直，分别依序连接到所述并入串进电路的并行输入端和所述串入并出电路的并行输 出端，最小单片机系统的输出口线P3. 7连接到音乐电路的输入端，其端口线/INT1\P3. 3连 接到触摸触发电路的输出端，电池组为本实用新型提供工作电源。所述长方形框架的上部和底部的两组电极由框架的两侧绝缘隔离并支撑着，长方 形框架的四侧的外表面及其底部都包裹着一层导电材料，该导电材料连接到触摸触发电路 的输入端，它们与两组电极中的导线之间有一层绝缘材料，长方形框架上部的外面包裹着 一层绝缘材料。所述串入并出电路由9块74HC164级联组成，其中，第一块74HC164的信号串行输 入端A连接到最小单片机系统的输出端口 Pl. 2，其最高位输出端QH连接到第二块的信号串 行输入端A，第二块的最高位输出端QH连接到第三块的信号串行输入端A，依次类推，共产 生8 (位/块)X 9块=72位的信号并行输出端；9块74HC164的清零端与信号串行输入端B 都连接到电源的正极，它们的时钟信号输入端都连接到最小单片机系统的输出端口 Pl. 3。所述并入串进电路由9块74HC165级联组成，其中，最后一块74HC165的并入串 出信号端QH连接到前一块的信号串行输入端DS，依次类推，共产生8 (位/块)X9块= 72位的信号并行输入端，其中的每一位信号并行输入端分别连接一个下拉电阻到电源的负 端，第一块74HC165的并入串出信号端QH连接到最小单片机系统的输出端口 Pl. 5，这9块 74HC165的并入数据装载控制端/PL都连接到最小单片机系统的输出端口 Pl. 6，它们的时 钟信号输入端都连接到最小单片机系统的输出端口 Pl. 7，它们的另一个信号串行输入端/
3CE都连接到电源的正极。所述音乐电路包括一块音乐集成电路、音乐集成电路的触发电路和一个扬声器； 其中，音乐集成电路的触发电路是由一个NPN三极管及其基极电阻、集电极电阻组成的单 级放大电路，所述基极电阻的一端接三极管的基极，它的另一端构成音乐电路的输入端，该 三极管的集电极分别连接到集电极电阻和音乐集成电路的触发输入端，其发射极接到电池 组的负极，集电极电阻的另一端接电池组的正极，扬声器的两端分别接到音乐集成电路的 输出端与电池组的正极。所述触摸触发电路包括一个结型场效应管、一个三极管、一个开关二极管、一个电 位器和一个电阻；其中，结型场效应管的栅极和三极管的集电极分别构成触摸触发电路的 输入端和输出端，场效应管的漏极分别连接到电位器和开关二极管的阳极，开关二极管的 负极接到三极管的基极，三极管的集电极连接电阻，所述电阻和电位器的另一端都接到电 池组的正极，场效应管的源极和三极管的发射极都接到电池组的负极。本实用新型专利的优点是，能够区分人与小动物的踩踏，只有在受到人的踩踏时 才发出悦耳的报警音乐，并能警报人体的触摸或拿放。
下面对照附图进一步具体说明本实用新型专利。图1是本实用新型专利的几何结构示意图。图2是最小单片机系统的原理图。图3是串入并出电路的原理图。图4是并入串进电路的原理图。图5是音乐电路的原理图。图6是触摸触发电路的原理图。图中，1.长方形框架，11.长方形框架1的侧面(宽)，12.长方形框架1的侧面 (长)，13.长方形框架1底板上的(行)电极组，14.位于长方形框架的上部的(列)电极 组，20.单片机，21.-29. 74HC164，31.-39. 74HC165，71.音乐集成电路。
具体实施方式
本实用新型专利包括一个长方形框架(1)、电池组、最小单片机系统、串入并出 电路、并入串进电路、音乐电路以及触摸触发电路。长方形框架(1)如图1所示，其上部和底部各有一组电极(14)和(13)，每一组电 极由72根裸露的金属导线组成，这些导线彼此独立、间距均勻，两组电极(14)和(13)的导 线排列的方向相互垂直，由框架⑴的两侧(11)或(12)绝缘隔离并支撑着。框架⑴的 四侧(11)、(12)的外表面及其底部都包裹着一层导电材料，该导电材料连接到触摸触发电 路的输入端，它们与两组电极中的导线之间有一层绝缘材料，长方形框架(1)上部的外面 也包裹着一层绝缘材料。最小单片机系统如图2所示，包括上电复位电路和时钟电路，其输入/输出端口线 /INT1\P3. 3连接到触摸触发电路的输出端。所述串入并出电路如图3所示，由九块8位串入并出移位寄存器74HC164(21)-(29)级联组成，其72个输出端QA, QB, QC, QD, QE,......分别依次连接到长
方形框架(1)的底部的行电极组(13)中的每根金属导线。所述并入串进电路如图4所示，由九块8位并入串出移位寄存器
74HC165(31)-(39)级联组成，其72个输出端A，B，C，D，E，......分别依次连接到长方形框
架(1)的上部的列电极组(14)中的每根金属导线。这72个输出端A，B，C，D，E，......的
每一个还分别连接一个 30ΚΩ的下拉电阻到电源的负端，因为简洁缘故，图4中并没有全 部画出这些下拉电阻。所述音乐电路如图5所示。当最小单片机系统的端口线P3. 7发生从低到高的电 平跳变，三极管T7的集电极的电平便会从高变到低，触发音乐集成电路(71)动作，进而驱 动扬声器播放优美的音乐。音乐集成电路(71)可以根据喜爱的音乐选用，最好选取本身具 有三极管功率输出级的，以便直接驱动扬声器发声，例如HL-878。如果音乐集成电路(71) 的触发信号为上跳变有效，例如KD9300系列音乐片，需要把所述(共发射极)单级放大电 路改为共集电极放大电路把集电极电阻R72串联在三极管T7的发射极与电源负极之间， T7的集电极直接接到电源正极，其发射极接到KD9300系列音乐片的触发输入端。也可以把 扬声器取代集电极电阻R72，从而省去音乐集成电路(71)，这时，可以编制发声程序驱动扬 声器发出预定的报警声音。所述触摸触发电路如图6所示，其中，结型场效应管T21的栅极和三极管T22的 集电极分别构成触摸触发电路的输入端和输出端。平时，结型场效应管T21的栅极悬空， 其漏极与源极相导通，为低电平，开关二极管D2与三极管T22均处于截止状态，三极管T22 的集电极与其发射极断开，处于高电平状态。一旦人体接触长方形框架(1)的四侧(13)和
(12)或其上部或底部的外表面的导电材料，感应电荷导致结型场效应管T21的漏极与源极 间的沟道被夹断，T21的漏极的电位升高，使得开关二极管D2与三极管T22先后导通，三极 管T22的集电极的电平由高变到低，该信号通过输入/输出端口线/INT1\P3. 3引发单片机 (20)进入中断响应子程序，借助端口线P3. 7促使音乐电路动作，其中的扬声器发声。调节 电位器R21可以改变触摸触发电路的感应动作灵敏度。最小单片机系统采用了最近提交审查的发明专利申请“防宠物踩踏式报警器及其 区分人与小动物踩踏的方法”所述的“区分人与小动物踩踏程序”，装载在单片机(20)片 内Flash程序存储器中，其核心是分析长方形框架(1)被踩踏时其底部和上部的两组电极
(13)和(14)相接触的导线的数目，籍此分析被踩踏区域的面积的大小，因为人的踩踏包括 人踮着脚尖踩踏的面积明显地大于狗、猫、鸡或老鼠穿行时踩踏的面积。如果长方形框架
(1)被踩踏时其底部和上部的两组电极(13)和(14)相接触的导线的数目大于某一个预定 的数，例如3，据此判断为人的踩踏。采用中断响应方式监控触摸触发电路需要在单片机
(2)的初始化程序中初始化中断允许控制寄存器IE、中断优先级控制寄存器IP和定时器控 制寄存器TCON中的外部中断请求信号触发方式控制位ITl ；也可以采用查询方式监控触摸 触发电路。需要合理设置同组电极中的导线的数目及其间距，例如设置有8(位/块)X9块 =72根导线，间距为1.0cm，据此确定长方形框架(1)的长或宽，该尺寸应当大于一个成人 的一个大的跨步。所述列或行电极组所包含的导线的数目及其相应的串入并出、并入串出 移位寄存器的数目可以根据“区分人与小动物踩踏”之检测原理进行增加或减少。也可以并用两块或两块以上的本实用新型装置以增大警戒区域。 本实用 新型专利所述最小单片机系统的输出或输入端口线可以根据实际情形加 以改换。
权利要求一种防宠物触摸踩踏式报警器，其特征在于，它由一个长方形框架、电池组、最小单片机系统、串入并出电路、并入串进电路、音乐电路以及触摸触发电路组成；其中，长方形框架的上部和底部各有一组电极，分别称之为列电极组和行电极组，每一组电极由72根裸露的金属导线组成，这些导线彼此独立，间距均匀，列电极组和行电极组的导线排列的方向相互垂直，分别依序连接到所述并入串进电路的并行输入端和所述串入并出电路的并行输出端，最小单片机系统的输出口线P3.7连接到音乐电路的输入端，其端口线/INT1\P3.3连接到触摸触发电路的输出端，电池组为本实用新型提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的防宠物触摸踩踏式报警器，其特征在于，所述长方形框架的 上部和底部的两组电极由框架的两侧绝缘隔离并支撑着，长方形框架的四侧的外表面及其 底部都包裹着一层导电材料，该导电材料连接到触摸触发电路的输入端，它们与两组电极 中的导线之间有一层绝缘材料，长方形框架上部的外面包裹着一层绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的防宠物触摸踩踏式报警器，其特征在于，所述串入并出电路 由9块74HC164级联组成，其中，第一块74HC164的信号串行输入端A连接到最小单片机系 统的输出端口 Pl. 2，其最高位输出端QH连接到第二块的信号串行输入端A，第二块的最高 位输出端QH连接到第三块的信号串行输入端A，依次类推，共产生8 (位/块)X 9块=72 位的信号并行输出端；9块74HC164的清零端与信号串行输入端B都连接到电源的正极，它 们的时钟信号输入端都连接到最小单片机系统的输出端口 Pl. 3。
4.根据权利要求1所述的防宠物触摸踩踏式报警器，其特征在于，所述并入串进电路 由9块74HC165级联组成，其中，最后一块74HC165的并入串出信号端QH连接到前一块的 信号串行输入端DS，依次类推，共产生8 (位/块)X 9块=72位的信号并行输入端，其中的 每一位信号并行输入端分别连接一个下拉电阻到电源的负端，第一块74HC165的并入串出 信号端QH连接到最小单片机系统的输出端口 Pl. 5，这9块74HC165的并入数据装载控制端 /PL都连接到最小单片机系统的输出端口 Pl. 6，它们的时钟信号输入端都连接到最小单片 机系统的输出端口 Pl. 7，它们的另一个信号串行输入端/CE都连接到电源的正极。
5.根据权利要求1所述的防宠物触摸踩踏式报警器，其特征在于，所述音乐电路包括 一块音乐集成电路、音乐集成电路的触发电路和一个扬声器；其中，音乐集成电路的触发电 路是由一个NPN三极管及其基极电阻、集电极电阻组成的单级放大电路，所述基极电阻的 一端接三极管的基极，它的另一端构成音乐电路的输入端，该三极管的集电极分别连接到 集电极电阻和音乐集成电路的触发输入端，其发射极接到电池组的负极，集电极电阻的另 一端接电池组的正极，扬声器的两端分别接到音乐集成电路的输出端与电池组的正极。
6.根据权利要求1所述的防宠物触摸踩踏式报警器，其特征在于，所述触摸触发电路 包括一个结型场效应管、一个三极管、一个开关二极管、一个电位器和一个电阻；其中，结型 场效应管的栅极和三极管的集电极分别构成触摸触发电路的输入端和输出端，场效应管的 漏极分别连接到电位器和开关二极管的阳极，开关二极管的负极接到三极管的基极，三极 管的集电极连接电阻，所述电阻和电位器的另一端都接到电池组的正极，场效应管的源极 和三极管的发射极都接到电池组的负极。
专利摘要一种防宠物触摸踩踏式报警器，由一个长方形框架、电池组、最小单片机系统、串入并出电路、并入串进电路、音乐电路以及触摸触发电路组成。其中，长方形框架的上部和底部各有一组电极，各包括72根裸露、独立、间距均匀的金属导线，这两组电极的导线排列的方向相互垂直，分别依序连接到并入串进电路的并行输入端和串入并出电路的并行输出端；长方形框架的四侧的外表面及其底部都包裹着一层导电材料，该导电材料连接到触摸触发电路的输入端，长方形框架上部的外面包裹着一层绝缘材料。最小单片机系统的输出口线P3.7连接到音乐电路的输入端，其端口线/INT1\P3.3连接到触摸触发电路的输出端。本实用新型能够区分人与小动物的踩踏，可以警报人的踩踏和人体的触摸。
文档编号G08B13/10GK201741223SQ201020223848
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者曾艺 申请人:重庆工商大学