专利名称：继电器配合光电耦合器检查电极的踩踏式报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种踩踏式防盗报警装置，特别是一种能够自动检查行、列电极状态的踩踏式报警器。
背景技术：
“防宠物踩踏式报警器及其测量区域长度区分脚型的方法”(申请号:2010102285110，申请公布号:CN 102339512 A，申请公布日:2012.02.01)公布了一种踩踏式报警器，它通过单片机检测行电极与列电极发生接触的情况，区分人的踩踏与小动物的踩踏，对人的踩踏予以警告。但是，一旦电极发生断线或相邻电极出现粘连就会影响工作效率，特别是，除了开集电极输出结构以外，其它的串入并出电路可能会受到相邻行电极粘连引发的不利后果。
发明内容为了克服“防宠物踩踏式报警器及其测量区域长度区分脚型的方法”所述踩踏式报警装置的两个缺点，本实用新型提供一种继电器配合光电耦合器检查电极的踩踏式报警器，它具备自动检查电极状态的能力，包括能够检测行电极或列电极发生断线、同一组电极存在相邻电极粘连两类故障，也能检测行电极与列电极发生的交叉粘连情形，此外，相邻行电极粘连不会损坏相关电路。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:它包括列电极组、行电极组、单片机系统、串入并出电路、并入串进电路、两个继电器及其激励电路、两个光电耦合器、音乐电路以及电源；其中，列电极组和行电极组分别由一个长方形框架的两侧绝缘隔离并支撑着，每一组电极由彼此独立、间距均匀、裸露的导线组成，两组导线排列的方向相互垂直；单片机系统包括一块单片机及其晶振电路和上电复位电路、程序存储器以及随机存储器，单片机的输出口线P3.7连接到音乐电路的输入端，电源供电本装置的各部分电路；串入并出电路由74HC164级联组成:第一块74HC164的信号串行输入端A连接到单片机的输出口线Pl.2，其最高位输出端QH连接到第二块74HC164的信号串行输入端A，第二块74HC164的最高位输出端QH连接到第三块74HC164的信号串行输入端A，依次类推，全部74HC164的清零端与信号串行输入端B都连接到电源的正极，全部74HC164的时钟信号输入端都连接到单片机的输出口线Pl.3，每一块74HC164有8位并行输出端，全部74HC164的并行输出端一起依序构成串入并出电路的并行输出端；并入串进电路由74HC165级联组成:最后一块74HC165的并入串出信号端QH连接到前一块74HC165的信号串行输入端DS，依次类推，第一块74HC165的并入串出信号端QH连接到单片机的输入口线Pl.5，全部74HC165的并入数据装载控制端/PL都连接到单片机的输出口线Pl.6，全部74HC165的时钟信号输入端都连接到单片机的输出口线Pl.7，全部74HC165的时钟使能输入端/CE都连接到电源的负极，全部74HC165的所有并行输入端一起依序构成并入串进电路的并行输入端。两个继电器及其激励电路的控制端各自连接到单片机的一根输出口线；列电极组电极各自连接一个下拉电阻，它们的一端依序连接到并入串进电路的各个并行输入端，它们的另一端按照排列的奇、偶顺序分别连接到一个继电器及其激励电路的各个输出端；行电极组电极的一端各自经过一个隔离二极管依序连接到串入并出电路的各个并行输出端，它们的另一端各自连接到一个隔离二极管的正极，这些隔离二极管的负极按照行电极的奇、偶排列顺序分别并联起来，这两个并联点各自经过一个限流电阻连接到一个光电耦合器的正输入端，这两个光电耦合器的负输入端都接电源负极，这两个光电耦合器的集电极输出端都接电源正极，它俩的发射极输出端与单片机的一根输入口线以及一个下拉电阻并联。两个继电器及其激励电路的结构相同，各自由一个三极管、一个基极电阻、一个下拉电阻、一组隔离二极管和一个电磁铁及其续流二极管组成；其中，基极电阻的一端构成该继电器及其激励电路的控制端，基极电阻的另一端与三极管的基极以及一个下拉电阻并联，电源与继电器的线圈、三极管的集电极及其发射极构成串联回路，续流二极管采取与三极管集电极电流流向相反的方式并联在继电器线圈的两端；每个继电器的受控开关的一端连接到电源正极，该继电器受控开关的另一端与一组隔离二极管的正极并联，这组隔离二极管的数目对应列电极组电极数目的一半，它们的负极构成继电器及其激励电路的各个输出端。当一个继电器未受激励的时候，其受控开关处于断开状态，对应连接的一组列电极上由于下拉电阻而呈现低电平。当一个继电器发生动作的时候，其受控开关闭合，电源正极通过该受控开关以及一组隔离二极管而导致与其连接着的一组列电极表现出高电平。如果单片机操作两个继电器先后发生动作，则列电极上的电平高、低交错出现，通过并入串进电路可以检测分析出列电极是否发生断线，是否出现相邻粘连，这时，并入串进电路的输入信号并非高低交错，而是出现连续的低电平或连续的高电平，此信号输入的顺序指示着故障部位。平时,行电极处于低电平，光电稱合器的输入二极管截止，其两个输出端也处于截止状态，该光电耦合器的发射极输出端由于有下拉电阻而呈现低电平。行电极出现高电平的时候，连接着的光电耦合器的输入二极管导通而发光，其两个输出端处于导通状态，该光电耦合器的发射极输出端由低电平变成高电平。当奇数组行电极与偶数组行电极上的电平高、低交错出现的时候，与两个光电耦合器的发射极输出端连接着的单片机的两根输入口线应当检测到高、低电平，并且该高、低电平也交替出现；如果发生行电极断线，检测到的是两个低电平；如果发生行电极粘连，检测到的是两个高电平。故障部位对应着串入并出电路输出高电平的顺序。由于串入并出电路与行电极之间存在隔离二极管，因此，相邻行电极出现粘连，这两根行电极上的电平不会反向影响串入并出电路的输出口电路。加上每根行电极的另一端与两个光电耦合器之间都连接有另一组隔离二极管，行电极之间的电平也不会直接相互影响。正常的扫描检测工作就可以检测行电极与列电极是否发生交叉粘连。本实用新型的有益效果是:根据踩踏式报警器电路的结构特点，运用市售的2个小型继电器把高电平分别引入奇、偶两组列电极，以两个光电耦合器把串入并出电路的各个输出端分别与奇、偶两组行电极以及单片机的两根输入口线构成两条检查信号通路，使得“踩踏式”系列报警装置能够自动检查行、列电极的状态；同时，行电极的两端都串入了隔离二极管，使得行电极不能够反向作用于串入并出电路；技术新颖可行，便于制作，适用于行、列电极需要电气隔离的场合。
以下结合附图进一步具体说明本实用新型。
图1是本实用新型的整体结构示意图。图2是两个继电器及其激励电路之一的电路原理图。图中，1.单片机系统，2.串入并出电路，3.并入串进电路，41.奇数组行电极，42.偶数组行电极，51.奇数组列电极，52.偶数组列电极，81.光电耦合器，82.光电耦合器，91.继电器及其激励电路，92.继电器及其激励电路，93.两个继电器之一。
具体实施方式
本实用新型的整体结构如图1所示。图1中，单片机(I)的P3.7用于激励音乐电路，以便发声报警，根据需要采用发声器件及其驱动电路。串入并出电路(2)用74HC164级联组成，并入串进电路(3)用74HC165级联组成，74HC164与74HC165的数目分别对应着行电极(41)与行电极(42)、列电极(51)与列电极(52)的数量。还可以选用其它的集成电路实现相同的串行移位输入、输出功能。单片机(I)的有关口线可以根据情况另行安排。光电耦合器(81)与光电耦合器(82)选用小型、低功耗、小电流的即可。图2表示继电器及其激励电路(91)、继电器及其激励电路(92)的电路原理，其中的两个继电器(93)选用小型、低功耗的，工作电压采用DC5V的直流稳压电源供电，配置
0.01uF、0.1uF与470uF的滤波电容。图2中的一组二极管用于隔离各个列电极，以便进行正常的扫描检测程序，以检查行电极与列电极是否发生接触或出现交叉粘连，此处不再详述。
权利要求1.一种继电器配合光电耦合器检查电极的踩踏式报警器，它包括列电极组、行电极组、单片机系统、串入并出电路、并入串进电路、音乐电路以及电源，其特征是:它还包括两个继电器及其激励电路以及两个光电耦合器；其中，列电极组和行电极组分别由一个长方形框架的两侧绝缘隔离并支撑着，每一组电极彼此独立、间距均匀、裸露，两组电极排列的方向相互垂直；单片机系统包括一块单片机及其晶振电路和上电复位电路、程序存储器以及随机存储器，单片机的输出口线P3.7连接到音乐电路的输入端，电源供电本装置的各部分电路；串入并出电路由74HC164级联组成:第一块74HC164的信号串行输入端A连接到单片机的输出口线Pl.2，其最高位输出端QH连接到第二块74HC164的信号串行输入端A，第二块74HC164的最高位输出端QH连接到第三块74HC164的信号串行输入端A，依次类推，全部74HC164的清零端与信号串行输入端B都连接到电源的正极，全部74HC164的时钟信号输入端都连接到单片机的输出口线Pl.3，全部74HC164的并行输出端一起依序构成串入并出电路的并行输出端；并入串进电路由74HC165级联组成:最后一块74HC165的并入串出信号端QH连接到前一块74HC165的信号串行输入端DS，依次类推，第一块74HC165的并入串出信号端QH连接到单片机的输入口线Pl.5，全部74HC165的并入数据装载控制端/PL都连接到单片机的输出口线Pl.6，全部74HC165的时钟信号输入端都连接到单片机的输出口线Pl.7，全部74HC165的时钟使能输入端/CE都连接到电源的负极，全部74HC165的所有并行输入端一起依序构成并入串进电路的并行输入端；两个继电器及其激励电路的控制端各自连接到单片机的一根输出口线；列电极组电极各自连接一个下拉电阻，它们的一端依序连接到并入串进电路的各个并行输入端，它们的另一端按照排列的奇、偶顺序分别连接到一个继电器及其激励电路的各个输出端；行电极组电极的一端各自经过一个隔离二极管依序连接到串入并出电路的各个并行输出端，它们的另一端各自连接到一个隔离二极管的正极，这些隔离二极管的负极按照行电极的奇、偶排列顺序分别并联起来，这两个并联点各自经过一个限流电阻连接到一个光电耦合器的正输入端，这两个光电耦合器的负输入端都接电源负极，这两个光电耦合器的集电极输出端都接电源正极，它俩的发射极输出端与单片机的一根输入口线以及一个下拉电阻并联。
2.根据权利要求1所述的继电器配合光电耦合器检查电极的踩踏式报警器，其特征是:两个继电器及其激励电路的结构相同，各自由一个三极管、一个基极电阻、一个下拉电阻、一组隔离二极管和一个电磁铁及其续流二极管组成；其中，基极电阻的一端构成该继电器及其激励电路的控制端，基极电阻的另一端与三极管的基极以及一个下拉电阻并联，电源与继电器的线圈、三极管的集电极及其发射极构成串联回路，续流二极管采取与三极管集电极电流流向相反的方式并联在继电器线圈的两端；每个继电器的受控开关的一端连接到电源正极，该继电器受控开关的另一端与一组隔离二极管的正极并联，这组隔离二极管的数目对应列电极组电极数目的一半，它们的负极构成该继电器及其激励电路的各个输出端。
专利摘要继电器配合光电耦合器检查电极的踩踏式报警器是一种能够检查电极状态且电极粘连不影响电路的踩踏式报警器。其中，列电极各自连接一个下拉电阻，按顺序分成奇、偶两组，依序连接到并入串进电路的各个并行输入端；两个继电器及其激励电路受单片机的一根口线控制；每个继电器受控开关的一端连接到电源正极，另一端经过一组二极管与一组列电极的空余端对应连接；行电极的一端各自经过一个二极管依序连接到串入并出电路的各个并行输出端，另一端分别经过一个二极管后按奇、偶顺序并联，两并联点再分别经过一个电阻连接到一个光电耦合器的正输入端；两个光电耦合器的发射极输出端各自连接单片机的一根口线。用于电极需要电气隔离场合的防盗报警。
文档编号G08B29/06GK203055052SQ20132001474
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月11日 优先权日2012年12月25日
发明者曾艺 申请人:王西伟