一种公交车门防夹预警电路的制作方法

本实用新型属于安全预警技术领域，具体涉及一种公交车门防夹预警电路。

背景技术：

公交车作为公共交通工具，广泛应用于各大城市中。在人流密集的城市中，公交车数量多，且公交站点分布较多，因此公交车就会频繁的停车启动，相应的，公交车门也会频繁开启关闭。现代公交车门大都采用气动车门开闭控制，由于司机同时负责驾驶车辆及开闭车门，往往因一时疏忽造成车门的不合理开闭，很容易导致车门卡夹乘客或卡夹乘客物品的事件发生，给乘客造成不必要的麻烦，甚至会威胁乘客的生命安全。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种公交车门防夹预警电路：包括压力变送器、第一低通滤波电路、整形电路、斩波放大电路、转角电位计、第二低通滤波电路、电压放大电路、与门电路、驱动电路、报警单元；所述压力变送器通过第一低通滤波电路与整形电路的输入端相连接，整形电路的输出端与斩波放大电路的输入端相连接，斩波放大电路的输出端和与门电路的输入端相连接，与门电路的输出端和驱动电路的输入端相连接，驱动电路的输出端与报警单元的输入端相连接；所述斩波放大电路的输出端和与门电路的输入端相连接处引出一端点A，所述转角电位计的输出端与第二低通滤波电路的输入端相连接，第二低通滤波电路的输出端与电压放大电路的输入端相连接，电压放大电路的输出端与端点A相连接。

其中：

所述压力变送器包括感压电阻R1、感压电阻R2、感压电阻R3和感压电阻R4，所述感压电阻R1、感压电阻R2、感压电阻R3和感压电阻R4连接成惠斯通电桥的形式，其中R1和R4之间引出端点B，端点B连接有电源VCC，R2和R3之间引出端点C，端点C接地，R1和R2之间引出端点D，R3和R4之间引出端点E；

所述第一低通滤波电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R5、电阻R6，C1的一端接地，C1的另一端与C2的一端相连接，C2的另一端与C3的一端相连接，C3的另一端接地，所述C1与C2之间引出一端点F，C2与C3之间引出一端点G，电阻R5的一端与端点E连接，另一端与端点F相连接，电阻R6的一端与端点D连接，另一端与端点G相连接，所述端点F与输出端IN﹢相连接，端点G与输出端IN－相连接；

所述整形电路包括单刀双掷开关U6、单刀双掷开关U7、电容C12、电容C13，单刀双掷开关U6的S1与IN﹢相连接，U6的S1与U6的IN相连通，U6的S2断开；单刀双掷开关U7的S1与IN﹢相连接，U7的S1与U7的IN相连通，U7的S2断开；U6的IN端与U7的IN端通过电容C12相连接；U6的IN端和U7的IN端均与方波信号输入端FSW2相连接，方波信号输入端FSW2与一时钟发生器相连接；U7的S2与U6的S2之间通过电容C13相连接，U6的S2与电容C13之间连接有输出端IN1，U7的S2与电容C13之间连接有地；

所述斩波放大电路包括选择开关U2、选择开关U4、放大器U3A、放大器U3B、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13；所述选择开关U2的IN分别与整形电路的输出端IN1和方波信号输入端FSW1相连接，方波信号输入端FSW1与一时钟发生器相连接；U2的IN与U2的S1连通，U2的S1与放大器U3B的正输入端相连接，放大器U3B的输出端与C7的一端相连接，引出U3B的输出端与C7之间的端点H，则C7的另一端为端点I，端点H依次通过电阻R9、R10接地，R9与R10之间引出一条线与放大器U3B的负输入端相连接，端点H与R9之间引出一端点J，端点J通过电容C6连接于R9与R10之间；端点I通过电阻R11接地，端点I还与选择开关U4的IN相连接，U4的IN与U4的S1相连通，U4的IN与方波信号输入端FSW1相连接，U4的S1通过电阻R12与放大器U3A的正输入端相连接，U3A的输出端与斩波放大电路的输出端IN2相连接，引出U3A的输出端与IN2之间的端点K，所述端点K可分别通过电阻R13和电容C9接地，U3A的正输入端通过电容C8与端点K相连接；所述选择开关U2的断开端S2、选择开关U4的断开端S2均接地；

所述转角电位计包括应变电阻计包括应变电阻R14和应变电阻R15，所述R14和R15之间的端点为转角电位计的输出端L；

所述第二低通滤波电路包括电容C10、电阻R16、电阻R17、电阻R18，转角电位计的输出端L通过电阻R16和R17接地，转角电位计的输出端L引出一条线通过电容C10连接于R16和R17之间，转角电位计的输出端L引出一条线与电阻R18的一端相连接，电阻R18的另一端连接有第二低通滤波电路的输出端M；

所述电压放大电路包括放大器U5A、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电容C11，第二低通滤波电路的输出端M与放大器U5A的正输入端相连接，U5A的输出端与电压放大电路的输出端IN3相连接；引出U5A的输出端与IN3之间的端点N，端点N自依次通过电阻R20、电阻R21接地，端点N处再引出一条线通过电容C11连接于电阻R20与电阻R21之间，第二低通滤波电路的输出端M通过电阻R19与端点N相连接；

所述与门电路包括二极管V1、二极管V2、电阻R22、电阻R23，斩波放大电路的输出端IN2与二极管V1的负极相连接，所述二极管V1的正极通过电阻R22与电源VCC相连接，所述电压放大电路的输出端IN3与二极管V2的负极相连接，所述二极管V2的正极通过电阻R22与电源VCC相连接，电阻R22与二极管V1、二极管V2连接线的交点与电阻R23的一端相连接，电阻R23的另一端为与门电路的输出端O；

所述驱动电路包括三极管Q1、二极管V3、电磁继电器Relay，所述三极管Q1的基极和与门电路的输出端O相连接，三极管Q1的集电极与﹢12V电源相连接，三极管Q1的发射极与二极管V3的负极相连接，二极管V3的正极与地相连，设二极管V3的负极与三极管Q1的发射极之间的端点为端点P，设二极管V3的正极与地之间的端点为端点Q，所述端点P与端点Q均连接到电磁继电器Relay中；

所述报警单元包括端点R、端点S、端点T和报警元件，端点R与地相连，端点T与﹢12V电源相连接，端点S与报警元件的一端相连接，报警元件的另一端接地，若二极管V3处于反向截止状态，所述端点S与端点R相连通；若二极管V3处于正向导通状态，端点S与端点T相连通。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型设计的公交车门防夹预警电路，包括安装在控制车门开闭的铁盒中的气缸中，具体安装于气缸两个进气管处的压力变送器及转角电位计以及相关电路。当车门夹住乘客物品时，进气管处气压变大，同时，车门张开成某一角度，此时压力变送器将气压信号转化为电压信号，转角电位计将车门角度信号转化为电压信号，此两种电压信号达到报警预设值时，经过相应的与门驱动电路，使车内发出报警信号。此时，蜂鸣器响起，LED报警灯闪烁，提醒司机车门夹住乘客物品，以便及时打开车门。

附图说明

图1为本电路的整体组成模块图；

图2为本电路的低通滤波电路图；

图3(a)为产生FSW1信号的55时钟发生器电路图；(b)为产生FSW2信号的55时钟发生器电路图；

图4为本电路的整形电路图；

图5为本电路的斩波放大电路图；

图6为本电路的转角电位计电路图；

图7为本电路的与门驱动电路图。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

一种公交车门防夹预警电路，如图1所示，包括压力变送器、第一低通滤波电路、整形电路、斩波放大电路、转角电位计、第二低通滤波电路、电压放大电路、与门电路、驱动电路、报警单元；所述压力变送器通过第一低通滤波电路与整形电路的输入端相连接，整形电路的输出端与斩波放大电路的输入端相连接，斩波放大电路的输出端和与门电路的输入端相连接，与门电路的输出端和驱动电路的输入端相连接，驱动电路的输出端与报警单元的输入端相连接；所述斩波放大电路的输出端和与门电路的输入端相连接处引出一端点A，所述转角电位计的输出端与第二低通滤波电路的输入端相连接，第二低通滤波电路的输出端与电压放大电路的输入端相连接，电压放大电路的输出端与端点A相连接。

其中：

如图2所示，所述压力变送器包括感压电阻R1、感压电阻R2、感压电阻R3和感压电阻R4，所述感压电阻R1、感压电阻R2、感压电阻R3和感压电阻R4连接成惠斯通电桥的形式，其中R1和R4之间引出端点B，端点B连接有电源VCC，R2和R3之间引出端点C，端点C接地，R1和R2之间引出端点D，R3和R4之间引出端点E；

当压力传感器受到压力时，传感器中的应变元件的感压电阻发生变化，从而输出相应的电压变化。当受到压力作用时，一对桥臂电阻变大△R，而另一对桥臂电阻变小△R，电桥失去平衡，这时便有一个与压力成正比的电压输出，输入到第一低通滤波电路中。

本实施例中，压力变送器位于用于控制车门开闭的铁盒中的气缸中，具体安装于气缸两个进气管处。当车门有物品被夹住时，气缸内压力会变大，同时车门转角会发生变化，通过检测气缸内的气压信号及车门转角信号，可检测车门是否有物品被夹。

由于压力变送器与电路板连接的引线较长，可能串入射频干扰，并输入到后级电路中，因此需要对输入的电压信号进行低通滤波。所述第一低通滤波电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R5、电阻R6，C1的一端接地，C1的另一端与C2的一端相连接，C2的另一端与C3的一端相连接，C3的另一端接地，所述C1与C2之间引出一端点F，C2与C3之间引出一端点G，电阻R5的一端与端点E连接，另一端与端点F相连接，电阻R6的一端与端点D连接，另一端与端点G相连接，所述端点F与输出端IN﹢相连接，端点G与输出端IN－相连接；

如图4所示，所述整形电路包括单刀双掷开关U6、单刀双掷开关U7、电容C12、电容C13，单刀双掷开关U6的S1与IN﹢相连接，U6的S1与U6的IN相连通，U6的S2断开；单刀双掷开关U7的S1与IN﹢相连接，U7的S1与U7的IN相连通，U7的S2断开；U6的IN端与U7的IN端通过电容C12相连接；U6的IN端和U7的IN端均与方波信号输入端FSW2相连接，方波信号输入端FSW2与一时钟发生器相连接；U7的S2与U6的S2之间通过电容C13相连接，U6的S2与电容C13之间连接有输出端IN1，U7的S2与电容C13之间连接有地；

如图3所示，本电路包括两个55时钟发生器电路，用于产生周期性的方波信号，其中一路产生方波信号FSW1，另一路产生方波信号FSW2；

如图5所示，所述斩波放大电路包括选择开关U2、选择开关U4、放大器U3A、放大器U3B、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13；所述选择开关U2的IN分别与整形电路的输出端IN1和方波信号输入端FSW1相连接，方波信号输入端FSW1与一时钟发生器相连接；U2的IN与U2的S1连通，U2的S1与放大器U3B的正输入端相连接，放大器U3B的输出端与C7的一端相连接，引出U3B的输出端与C7之间的端点H，则C7的另一端为端点I，端点H依次通过电阻R9、R10接地，R9与R10之间引出一条线与放大器U3B的负输入端相连接，端点H与R9之间引出一端点J，端点J通过电容C6连接于R9与R10之间；端点I通过电阻R11接地，端点I还与选择开关U4的IN相连接，U4的IN与U4的S1相连通，U4的IN与方波信号输入端FSW1相连接，U4的S1通过电阻R12与放大器U3A的正输入端相连接，U3A的输出端与斩波放大电路的输出端IN2相连接，引出U3A的输出端与IN2之间的端点K，所述端点K可分别通过电阻R13和电容C9接地，U3A的正输入端通过电容C8与端点K相连接；所述选择开关U2的断开端S2、选择开关U4的断开端S2均接地；

FSW1方波信号驱动U2、U4两个选择开关，输入信号经U2后，被斩波成交流信号，经U3B、C6、C7组成的交流放大器进行交流放大后，经U4进行同频调解，并经过由R12、U3A、C8组成的积分电路进行低通滤波，将有用的电压信号进行还原，最后将有用信号输入到与门电路的输入端。

如图6所示，所述转角电位计包括应变电阻计包括应变电阻R14和应变电阻R15，所述R14和R15之间的端点为转角电位计的输出端L；

所述第二低通滤波电路包括电容C10、电阻R16、电阻R17、电阻R18，转角电位计的输出端L通过电阻R16和R17接地，转角电位计的输出端L引出一条线通过电容C10连接于R16和R17之间，转角电位计的输出端L引出一条线与电阻R18的一端相连接，电阻R18的另一端连接有第二低通滤波电路的输出端M；

所述电压放大电路包括放大器U5A、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电容C11，第二低通滤波电路的输出端M与放大器U5A的正输入端相连接，U5A的输出端与电压放大电路的输出端IN3相连接；引出U5A的输出端与IN3之间的端点N，端点N依次通过电阻R20、电阻R21接地，端点N处再引出一条线通过电容C11连接于电阻R20与电阻R21之间，第二低通滤波电路的输出端M通过电阻R19与端点N相连接；

车门转角经电容C10、电阻R16后转化为电压信号，该转角电压信号经U5A，C11、R20组成的交流放大器进行交流放大，最后输入到与门放大电路的输入端，本实用新型采用T1公司的超低噪声运放OPA2227。

如图7所示，所述与门电路包括二极管V1、二极管V2、电阻R22、电阻R23，斩波放大电路的输出端IN2与二极管V1的负极相连接，所述二极管V1的正极通过电阻R22与电源VCC相连接，所述电压放大电路的输出端IN3与二极管V2的负极相连接，所述二极管V2的正极通过电阻R22与电源VCC相连接，电阻R22与二极管V1、二极管V2连接线的交点与电阻R23的一端相连接，电阻R23的另一端为与门电路的输出端O；

所述驱动电路包括三极管Q1、二极管V3、电磁继电器Relay，所述三极管Q1的基极和与门电路的输出端O相连接，三极管Q1的集电极与﹢12V电源相连接，三极管Q1的发射极与二极管V3的负极相连接，二极管V3的正极与地相连，设二极管V3的负极与三极管Q1的发射极之间的端点为端点P，设二极管V3的正极与地之间的端点为端点Q，所述端点P与端点Q均连接到电磁继电器Relay中；

所述报警单元包括端点R、端点S、端点T和报警元件，端点R与地相连，端点T与﹢12V电源相连接，端点S与报警元件的一端相连接，报警元件的另一端接地，若二极管V3处于反向截止状态，所述端点S与端点R相连通；若二极管V3处于正向导通状态，端点S与端点T相连通。

当气压电压与转角电压同时达到高电压时，二极管V1、V2处于截止状态，此时由12V电压经过三极管Q1，使Q1处于正向导通状态，此时电磁继电器通电，报警电路接通，报警装置发出报警信号；当气压电压与转角电压任一电压处于低电压状态时，二极管导通状态，此时三极管Q1处于反向截止状态，电磁继电器断电，报警电路处于断开状态，无报警信号发出。

工作过程：

在公交车门气缸进气管处安装一个压力变送器及一个转角电位计。当车门夹住异物时，进气管处气压变大，同时车门转角有一定的角度变化。压力变送器产生的气压信号被转化为电压信号，电压信号经第一低通滤波电路去除电压信号中的高频噪声，降噪后的电压信号经过整形电路，将输入的差分电压信号转换成单端信号，同时进行低通滤波，最后经过斩波放大电路，电压信号被放大，之后放大后的电压信号输入到与门驱动电路的输入端；车门转角电压信号经过第二低通滤波电路，放大电路后，经过降噪、放大后的转角电压同时输入到与门驱动电路的输入端。当气压电压信号与车门转角电压信号同时达到高电压时，即车门夹住物品，驱动报警电路接通，此时报警装置发出报警信号，蜂鸣器响起，报警灯闪烁。