一种结合红外感应、电容感应、机械开关技术的出门按钮的制作方法

本实用新型涉及一种出门开关按钮。

背景技术：

目前在公共场所的门禁系统中，出门开关按钮通常采用机械式的结构。虽然非接触式开关按钮的技术已经相当成熟，但并不适合用于公共场所中。因为非接触式开关按钮需要一直保持电力供应，而公共场所的门禁系统需要应对例如停电之类的突发情况。一旦发生停电后，非接触式开关按钮就无法正常工作，出门开关按钮失效，因此不适合在公共场所使用。

机械开关按钮的缺点在于，人们在操作这些机械开关按钮时必须与之相接触，从而将自身携带的病毒或细菌残留其上，当其他人再次操作被污染的机械开关按钮后就会被感染。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供一种同时具备机械结构及非接触结构的出门开关按钮。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种结合红外感应、电容感应、机械开关技术的出门按钮，其特征在于，包括天线板模块以及主板模块，天线板模块连接主板模块，主板模块连接门控设备，其中：

主板模块包括红外传感单元、mcu、信号显示单元、继电器、供电接口、常开端、公共端、常闭端；天线板模块包括电容天线与机械按钮；

供电接口与门控设备的电压输出端相连，由门控设备通过供电接口为红外传感单元、遥控单元、mcu及信号显示单元供电；继电器的输入端与mcu的i/o端口一相连，继电器的输出端与常开端、公共端及常闭端相连，同时，机械按钮并联在主板模块的公共端与常开端上，常开端、公共端及常闭端连接至门控设备的门控信号输入端，继电器失电或机械按钮未被按下时，公共端与常闭端导通，继电器得电后或机械按钮被按下后，使得公共端与常开端导通；

mcu的电容检测端与天线板模块的电容天线的信号输出端相连，mcu根据电容天线给出的信号控制继电器得电或失电；

红外传感单元包括红外线发射电路及红外线接收电路，红外线发射电路与mcu的pwm信号输出端相连，红外线接收电路与mcu的i/o端口二相连，mcu根据红外线接收电路给出的信号控制继电器得电或失电。

优选地，所述主板模块还包括拨码开关，拨码开关与所述mcu的i/o端口三相连。

优选地，所述信号显示单元包括led灯及蜂鸣器，led灯与所述mcu的i/o端口四相连，蜂鸣器所述mcu的i/o端口五相连。

优选地，所述机械按钮为n个并联连接的薄膜按钮，n≥1，每个薄膜按钮的两端分别连接至所述公共端及所述常开端。

优选地，所述主板模块还包括遥控单元，所述mcu的usart端口与遥控单元相连，所述mcu根据遥控单元给出的信号控制所述继电器得电或失电。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1)与传统机械开关相比，本实用新型加入了非接触方案，人员不必接触设备表面，减少细菌传播的机会。本实用新型同时也具有机械开关的功能，断电时可以保证设备继续工作，安全可靠。

2)与传统单一技术的设备相比，本实用新型同时结合了红外感应、电容感应这两种方案，避免了红外感应技术易受环境种的红外光影响的问题，电容感应易受到环境种的导电物体影响的问题，使设备更稳定的工作。

3)加入了遥控功能，可以实现无接触，并且在较远距离时进行触发。遥控器和遥控模块之间采用加密通讯，保证了通讯的安全和可靠。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本实用新型提供的一种结合红外感应、电容感应、机械开关技术的出门按钮包括天线板模块以及主板模块，天线板模块连接主板模块，主板模块则连接现有的门控设备，由门控设备根据出门按钮给出的相关信号控制门开启。

天线板模块包括电容天线与机械按钮。

主板模块包括红外传感单元，遥控单元，mcu，led灯，蜂鸣器，拨码开关，继电器，供电接口+12/24v、gnd，常开端no，公共端com，常闭端nc。

电容天线的信号输出端连接至mcu的电容检测端capsense。mcu的的i/o端口一连接至继电器的输入端，继电器的输出端连接至常开端no、公共端com、常闭端nc，常开端no、公共端com、常闭端nc连接至门控设备的门控信号输入端。继电器失电时，公共端com与常闭端nc是导通的，此时由门控设备控制的门是关闭的。基于上述结构，使得可以基于电容感应原理实现门的开启。电容感应原理基于任何两个导电的物体之间都存在着感应电感的特性来实现的。具体而言，在本实用新型中，本实用新型提供的出门按钮设备通电后，mcu通过电容检测端capsense会检测到一个基准的电容值。当没有物体靠近电容天线时，mcu检测到的电容值的变化是很微小的。当导电设备(例如人体)靠近电容天线时，mcu检测到的电容值发生较大变化。当变化值超过设定的阈值时，mcu控制蜂鸣器响、并控制led灯闪烁，同时，mcu使得继电器得电后动作，将常开端no与公共端com导通，此时由门控设备控制门开启。

本实用新型还可以利用红外感应技术实现门的开启。具体而言，本实用新型中，红外传感单元包括红外线发射电路及红外线接收电路。红外线发射电路与mcu的pwm信号输出端相连，红外线接收电路与mcu的i/o端口二相连。红外线发射电路的工作原理是，mcu通过输出pwm信号使红外发光二极管向外发射红外光。红外线接收电路的工作原理是，红外接收管接收到红外光，将光信号转换为电信号。当手靠近本实用新型提供的出门按钮正前方时，红外线发射电路发射的红外光经由手反射后被红外线接收电路接收，mcu检测到红外线接收电路电信号的改变后，控制蜂鸣器响、并控制led灯闪烁，同时，mcu使得继电器得电后动作，将常开端no与公共端com导通，此时由门控设备控制门开启。

本实用新型还可以采用机械开关实现门的开启。具体而言，机械按钮并联在主板模块的公共端com与常开端no上。本实施例中，机械按钮为4个并联的薄膜按钮，薄膜按钮的两端分别连接公共端com与常开端no。薄膜按钮是利用锅仔片(金属弹片)的导通性以及稳定的回弹特性来实现的。具体地，锅仔片位于pcb板上的导电部分金手指上方，当受到按压时，弹片的中心点下凹，接触到pcb上的线路，从而将电路导通。当本实用新型提供的出门按钮的面板被按压时，只要有一个薄膜按钮被相应按下，则使得公共端com与常开端no导通，此时由门控设备控制门开启。

本实用新型中，mcu的usart端口与遥控单元相连，遥控单元与配对的遥控器一起使用。使用前，遥控单元和遥控器需要进行对码。遥控器内存储了一组序列码，遥控单元上有一个对码按钮。按下对码按钮，遥控单元进入对码状态，按下遥控器，遥控器中的序列码将会同步到遥控单元中。

遥控器与遥控单元之间使用加密通讯。正常使用时，按下遥控器后，遥控器将序列号进行加密后发出。遥控单元接收到数据后，进行解密，mcu判断接收到的序列号是否与存储的序列号一致，如果一致，则控制蜂鸣器响、并控制led灯闪烁，同时，mcu使得继电器得电后动作，将常开端no与公共端com导通，此时由门控设备控制门开启；如果不一致，则本实用新型不作任何反应。

本实用新型还包括拨码开关，拨码开关与所述mcu的i/o端口三相连。通过拨码开关可以设置参数：

1)工作模式：电容感应+机械开关；红外感应+机械开关；电容感应+红外感应+机械开关；机械开关。

2)设置继电器打开的时长。

3)设置感应触发的距离。即，手离设备表面多少距离可以触发设备。

本实用新型采用非接触方案和机械方案的结合，适用于各种使用环境，兼具便利性、稳定性和安全性。本实用新型加入了非接触的技术，在正常供电时，可以使用非接触的方式，减少公共场所不必要的接触，减少细菌传播的机会。断电环境时，可以使用机械方式，保证在断电情况下，设备也可以正常运行，安全可靠。

本实用新型的非接触方案采用红外感应和电容感应技术相结合的方案。传统的红外感应，受到很多因素的影响，如：阳光中的红外光会引起误触发，红外发光二极管会发生衰减，影响距离。而传统的电容感应技术，对安装环境有一定的要求，安装环境中存在大面积的导电材料对其有较大影响。通过结合红外、电容这两种非接触感应技术，可以避免以上提及的缺点，使设备更稳定的工作。