一种静电手环实时监控装置及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种静电手环实时监控装置及系统。该装置包括振荡比较器、电压比较器和处理器；所述振荡比较器的第一输入端与静电手环连接，所述振荡比较器的第二输入端与大地连接，所述振荡比较器的输出端与电压比较器的正输入端连接，所述电压比较器的负输入端接入基准电压，输出端与处理器连接；该系统包括监控总机、通讯模块和至少一个上述静电手环实时监控装置。本实用新型在静电手环工作正常/异常两种情况下，通过振荡比较器和电压比较器向处理器输出不同电平，处理器根据该电平判断静电手环是否正常工作，从而及时发现工作异常的静电手环，避免了电子元器件静电损伤，同时通过监控总机对多个静电手环实时监控装置进行统一管理。
【专利说明】—种静电手环实时监控装置及系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及静电防护【技术领域】，尤其涉及一种静电手环实时监控装置及系统。
【背景技术】
[0002]在电子行业，常用的电子元器件多为静电敏感元件(如集成电路1C)。静电干扰的来源之一是人与地板、衣服等物体之间的摩擦。若摩擦产生的几千伏的静电传输至静电敏感元件，必然导致元件的静电损伤。为避免该现象，要求进入设置有静电敏感元件的区域时佩戴静电手环，通过静电手环在人体与大地之间建立静电泄放通道，从而避免静电传输到静电敏感元件。
[0003]然而，静电手环佩戴人员在生产操作过程中不可避免的对静电手环进行弯折、缠绕等动作，造成静电手环断裂或与佩戴人员皮肤接触不良，导致静电泄放通道受阻，人体产生的静电不能泄放到大地。因此，即使相关人员佩戴了静电手环，同样存在相关电子元器件静电损伤的隐患。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种静电手环实时监控装置及系统，以避免因静电手环断裂或接触不良造成电子元器件静电损伤。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种静电手环实时监控装置，包括:振荡比较器、电压比较器和处理器；
[0007]所述振荡比较器的第一输入端与静电手环连接，所述振荡比较器的第二输入端与大地连接，所述振荡比较器的输出端与所述电压比较器的正输入端连接，所述电压比较器的负输入端接入基准电压，所述电压比较器的输出端与所述处理器连接。
[0008]优选的，所述静电手环实时监控装置还包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一分压电阻的两端分别接于所述第二分压电阻的一端和电源；所述第二分压电阻的另一端接地；所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端电压作为所述基准电压。
[0009]优选的，所述静电手环实时监控装置还包括稳压电容；所述稳压电容与所述第二分压电阻并联。
[0010]优选的，所述振荡比较器包括第一放大器、第一振荡电阻、第二振荡电阻、第三振荡电阻、第四振荡电阻、第五振荡电阻、第六振荡电阻、可变电阻、第一振荡电容、第二振荡电容和第三振荡电容；其中，
[0011]所述第一放大器的正向端分别与所述第一振荡电阻的一端和所述第二振荡电阻的一端连接；所述第一振荡电阻的另一端接于大地；所述第二振荡电阻的另一端接于静电手环；所述第三振荡电阻的两端分别接于所述静电手环和所述第一放大器的输出端；所述第四振荡电阻的两端分别接于所述第一放大器的反向端和所述第一放大器的输出端；
[0012]所述第一振荡电容和第二振荡电容构成的串联电路与所述第四振荡电阻并联；所述第一振荡电容和第二振荡电容的公共端通过所述第五振荡电阻和可变电阻组成的串联电路接入所述基准电压；所述第六振荡电阻与所述可变电阻并联。
[0013]优选的，所述电压比较器包括第二放大器、第一比较电阻、第二比较电阻、比较电容和二极管；其中，
[0014]所述二极管的阴极接于所述第一放大器的输出端，所述二极管的阳极通过所述第一比较电阻接于所述第二放大器的正向端；所述第二放大器的正向端通过所述第二比较电阻与所述电源连接，所述比较电容与所述第二比较电阻并联；
[0015]所述第二放大器的反向端作为所述电压比较器的负输入端；所述第二放大器的输出端作为所述电压比较器的输出端。
[0016]优选的，所述处理器包括单片机和与所述单片机连接的晶体振荡器；所述单片机的输入端与所述电压比较器的输出端连接。
[0017]优选的，所述静电手环实时监控还包括报警单元；所述报警单元包括双色发光二极管和/或蜂鸣器；所述报警单元还包括驱动模块，所述驱动模块的输入端与所述处理器的输出端连接；其中，
[0018]当所述报警单元包括所述双色发光二极管时，所述驱动模块的第一输出端与所述双色发光二极管的阴极连接；所述双色发光二极管的阳极通过限流电阻与电源连接；
[0019]当所述报警单元包括所述蜂鸣器时，所述驱动模块的第二输出端与所述蜂鸣器的负极连接；所述蜂鸣器的正极与电源连接。
[0020]优选的，所述静电手环实时监控还包括与所述处理器连接的存储模块；所述存储模块包括记忆芯片。
[0021]一种静电手环实时监控系统，包括监控总机、通讯模块和至少一个上述任一种静电手环实时监控装置；
[0022]所述静电手环实时监控装置通过所述通讯模块与所述监控总机连接。
[0023]优选的，所述通讯模块包括RS485通讯芯片；所述监控总机通过协议转换模块接于网络服务器；所述协议转换模块包括RS485与TCP/IP协议转换模块。
[0024]从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的静电手环实时监控装置包括振荡比较器、电压比较器和处理器，在静电手环工作正常/异常两种情况下，通过振荡比较器和电压比较器向处理器输出不同电平，处理器根据该电平即可判断静电手环是否正常工作。因此，本实用新型可及时发现工作异常的静电手环，便于及时采取相应的应对措施，避免了因静电手环断裂或接触不良造成电子元器件静电损伤，解决了现有技术的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本实用新型实施例一提供的静电手环实时监控装置结构图；
[0027]图2 Ca)为本实用新型实施例二提供的一种静电手环实时监控装置结构图；
[0028]图2 (b)为本实用新型实施例二提供的另一种静电手环实时监控装置结构图；[0029]图3为本实用新型实施例三提供的静电手环实时监控装置结构图；
[0030]图4为本实用新型实施例四提供的静电手环实时监控系统结构图；
[0031]图5为本实用新型实施例五提供的静电手环实时监控系统结构图；
[0032]图6为本实用新型实施例五提供的静电手环实时监控系统中通讯模块和处理器的电路结构图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]本实用新型实施例公开了一种静电手环实时监控装置及系统，以避免因静电手环断裂或接触不良造成电子元器件静电损伤。
[0035]参照图1，本实用新型实施例一提供的静电手环实时监控装置，包括振荡比较器101、电压比较器102和处理器103。
[0036]其中，振荡比较器101的第一输入端与静电手环连接,振荡比较器101的第二输入端与大地连接，振荡比较器101的输出端与电压比较器102的正输入端连接，电压比较器102的负输入端接入基准电压V,ef，电压比较器102的输出端与处理器103连接。
[0037]上述静电手环实时监控装置的工作过程如下:
[0038]当静电手环工作正常(静电手环与大地之间的泄放通路通畅)时，振荡比较器101的第一输入端的电位高于振荡比较器101的第二输入端的电位，振荡比较器101的输出端向电压比较器102的正输入端输出高电平；由于该高电平高于基准电压VMf，故电压比较器102的输出端向处理器103输出高电平。
[0039]当静电手环工作异常(静电手环断裂、与人体接触不良等因素造成泄放通路受阻)时，振荡比较器101的正输入端无输入信号，振荡比较器101的输出端向电压比较器102的正输入端输出正弦波；在该正弦波的负半周，电压比较器102的正输入端电位低于其负输入端的基准电压Vief，故电压比较器102的输出端向处理器103输出低电平。
[0040]处理器根据电压比较器102的输出电平判断静电手环是否正常工作:当电压比较器102的输出高电平时，静电手环工作正常；当电压比较器102的输出低电平时，静电手环工作异常。
[0041]由上述结构及工作过程可知，本实用新型实施例提供的静电手环实时监控装置包括振荡比较器、电压比较器和处理器，在静电手环工作正常/异常两种情况下，通过振荡比较器和电压比较器向处理器输出不同电平，处理器根据该电平即可判断静电手环是否正常工作。因此，本实用新型实施例可及时发现工作异常的静电手环，便于及时采取相应的应对措施，避免了因静电手环断裂或接触不良造成电子元器件静电损伤，解决了现有技术的问题。
[0042]参照图2 (a)，本实用新型实施例二提供了另一种静电手环实时监控装置，包括振荡比较器201、电压比较器202、处理器203、第一分压电阻ROl和第二分压电阻R02。
[0043]其中，第一分压电阻ROl的两端分别接于第二分压电阻R02的一端和电源VCC(—般的电源VCC的电压Vtl=SV);第二分压电阻R02的另一端接地；第一分压电阻ROl和第二分压电阻R02的公共端电压作为基准电压VMf，即Vref=VQ*R02/(R01+R02)。
[0044]振荡比较器201包括第一放大器B、第一振荡电阻R11、第二振荡电阻R12、第三振荡电阻R13、第四振荡电阻R14、第五振荡电阻R15、第六振荡电阻R16、可变电阻VR1、第一振荡电容Cll和第二振荡电容C12。
[0045]第一放大器B的正向端分别与第一振荡电阻Rll的一端和第二振荡电阻R12的一端连接；第一振荡电阻Rll的另一端接于大地；第二振荡电阻R12的另一端接于静电手环；第三振荡电阻的两端分别接于静电手环和第一放大器B的输出端；第四振荡电阻的两端分别接于第一放大器B的反向端和第一放大器B的输出端。第一振荡电容Cll和第二振荡电容C12构成的串联电路与第四振荡电阻R14并联；第一振荡电容Cll和第二振荡电容C12的公共端通过第五振荡电阻R15和可变电阻VRl组成的串联电路接入基准电压Vref(即第五振荡电阻R15和可变电阻VRl串联接于第一振荡电容Cll和第二振荡电容C12的公共端与第一分压电阻ROl和第二分压电阻R02的公共端之间)；第六振荡电阻R16与可变电阻VRl并联。其中，第一振荡电容Cl I和第二振荡电容C12用于调节振荡比较器201的比较精度；第六振荡电阻R16与可变电阻VRl用于调节振荡比较器201的稳定度，二者并联可避免可变电阻VRl漂移对振荡比较器201稳定度的影响。
[0046]电压比较器202包括第二放大器A、第一比较电阻R21、第二比较电阻R22、比较电容C21和二极管D21。
[0047]二极管D21的阴极接于第一放大器B的输出端，二极管D21的阳极通过第一比较电阻R21接于第二放大器A的正向端；第二放大器A的正向端通过第二比较电阻R22与电源(电压一般为5V)连接，比较电容C21与第二比较电阻R22并联。第二放大器A的反向端作为电压比较器202的负输入端，与第一分压电阻ROl和第二分压电阻R02的公共端连接。第二放大器A的输出端作为电压比较器202的输出端，与处理器203连接。另外，为减小电路冲击，可在第二放大器A的输出端和处理器203之间串联电阻R203。
[0048]上述静电手环实时监控装置的工作过程如下:
[0049]当静电手环工作正常(静电手环与大地之间的泄放通路通畅)时,人体产生的静电通过第一振荡电阻Rl I和第二振荡电阻R12泄放到大地；同时，由于静电手环通过第三振荡电阻R13接于第一比较器B的输出端,故第一比较器B输出高电平,二极管D21截止；第二比较器A的正向端电压等于电源电压Vtl，反向端电压为VMf，而，故第二比较器A向处理器203输出高电平。
[0050]当静电手环工作异常(静电手环断裂、与人体接触不良等因素造成泄放通路受阻)时，第一比较器B的正向端无输入信号,振荡比较器201发生正弦振荡,产生正弦波由第一比较器B的输出端输出；在上述正弦波的正半周，二极管D21仍截止，第二比较器A仍向处理器203输出高电平；在上述正弦波的负半周，二极管D21导通，电源VCC为比较电容C21充电，第二放大器A的正向端电压低于反向端电压(即基准电压VMf)，第二放大器A向处理器203输出低电平。
[0051]第二放大器A输出的高电平或低电平均为单片机可识别的电平。处理器203根据接收到的电平高低判断静电手环是否正常工作:当持续接收到高电平时，判定静电手环正常工作，无断裂且佩戴正确；当接收到低电平时，判定静电手环工作异常，具体原因可能为静电手环断裂、无佩戴或佩戴错误。
[0052]由上述结构及工作过程可知，本实用新型实施例二实现了静电手环的实时监控，可及时发现工作异常的静电手环，便于及时采取相应的应对措施，避免了因静电手环断裂或接触不良造成电子元器件静电损伤，解决了现有技术的问题。
[0053]进一步的，如图2 (b)所示，上述实施例二提供的静电手环实时监控装置，还可设置稳压电容C03。稳压电容C03与第二分压电阻R02并联，用于稳定基准电压Vref。
[0054]如图3所示，本实用新型实施例三提供了又一种静电手环实时监控装置，包括振荡比较器301、电压比较器302、处理器303和报警模块304。振荡比较器301的第一输入端与静电手环连接，振荡比较器301的第二输入端与大地连接，振荡比较器301的输出端与电压比较器302的正输入端连接，电压比较器302的负输入端接入基准电压VMf。
[0055]处理器303由单片机UOOl和晶体振荡器0SC001组成。单片机UOOl通过低压电源供电。晶体振荡器0SC001接于单片机UOOl的任一对输入端与输出端之间(如图3所示的输入端OCSI和输出端0SC2)，为单片机UOOl提供时钟信号。任选单片机UOOl的一个输入端(I/o接口)与电压比较器302的输出端连接。
[0056]报警模块304包括驱动模块U002、限流电阻R002、双色发光二极管DOOl和蜂鸣器BOOl。其中，双色发光二极管DOOl由两个共阳极的发光二极管组成(该两个发光二极管的发光颜色的不同)，两个发光二极管的阴极与驱动模块U002的两个输出端(如图3所述的第二输出端0UT2和第三输出端0UT3)—一对应连接，两个发光二极管的阳极通过限流电阻R002与电源连接。蜂鸣器BOOl的正极与电源连接，负极接于驱动模块U002的输出端(该输出端异于上述与发光二极管连接的输出端，如图3所示的第一输出端0UT1)。当单片机UOOl根据电压比较器302输出的电平信号判定静电手环工作异常时，向驱动模块U002输出驱动指令，进而驱动模块U002驱动双色发光二极管DOOl发光、蜂鸣器BOOl蜂鸣报警。
[0057]需要说明的是，上述双色发光二极管DOOl和蜂鸣器BOOl分别实现了两种不同的报警方式，实际应用中，可同时应用双色发光二极管DOOl和蜂鸣器BOOl实现声光同时报警，也可任选其一，即只采用双色发光二极管DOOl进行发光报警，或值采用蜂鸣器BOOl进行发声报警。
[0058]另外，如图3所示，上述实施例所述的静电手环实时监控装置还可包括与处理器303连接的存储模块305，用于存储静电手环实时监控装置的身份信息。具体的，存储模块305与单片机UOOl连接，包括记忆芯片U501及相关电阻，其具体结构为本领域技术人员所公知的技术，在此不作详述。
[0059]与上述静电手环实时监控系统相应的，本实用新型实施例四还提供了一种静电手环实时监控系统。参照图4所示的静电手环实时监控系统模块图，该系统包括监控总机410、η个通讯模块420和η个静电手环实时监控装置430。通讯模块420和静电手环实时监控装置430 —一对应，静电手环实时监控装置430通过通讯模块420与监控总机410连接。
[0060]具体的，η的数值根据实际需要而定，静电手环实时监控装置430具体可采用上文实施例一?三任一项所述的结构。通讯模块420具体可采用RS485通讯模块，通过RS485通讯总线与监控总机410进行通讯，从而监控总机410可对η个静电手环实时监控装置430
进行统一管理。[0061]由上述系统结构可知，本实用新型实施例通过静电手环实时监控装置对相应的静电手环进行实时监控，及时发现工作异常的静电手环，便于现场工作人员及时采取相应的应对措施；同时通过监控总机对多个静电手环实时监控装置进行统一监控、管理，便于监控人员及时了解每个静电手环的状态，从而避免因静电手环断裂或接触不良造成电子元器件静电损伤，解决了现有技术的问题。
[0062]另外，当上述静电手环实时监控装置430被首次使用时，将外界编码设备与通讯模块420连接，可实现对静电手环实时监控装置430的初始化编码，形成唯一的身份证号；监控总机410根据该身份证号区分、管理不同的静电手环实时监控装置。
[0063]进一步的，监控总机410通过协议转换模块440接于网络服务器450。具体的，协议转换模块450可采用RS485与TCP/IP协议转换模块，将监控总机410输出的RS485协议的数据转换为网络服务器450可识别的TCP/IP协议的数据。
[0064]参照图5，本实用新型实施例五提供了另一种静电手环实时监控系统，包括监控总机510、η个通讯模块520、η个静电手环实时监控装置530和协议转换模块540。其中，监控总机510通过协议转换模块550与网络服务器560进行通讯。
[0065]静电手环实时监控装置530采用上文实施例三所述的结构，即静电手环实时监控装置530包括振荡比较器531、电压比较器532、处理器533、报警单元534和存储模块535。
[0066]如图6所示，处理器533由单片机UOOl和晶体振荡器0SC001组成。通讯模块520与单片机UOOl连接，包括RS485通讯芯片U301及相关电阻、电容。通讯模块520的具体结构为本领域技术人员所公知的技术，在此不作详述。当上述静电手环实时监控装置530被首次使用时，将外界编码设备与通讯模块520连接，可实现对静电手环实时监控装置530的初始化编码，形成唯一的身份证号，并将各静电手环实时监控装置530的身份证号存储于存储模块535中；当静电手环实时监控装置530被再次使用时，处理器533直接从存储模块535中读取自己的身份证号，用于静电手环实时监控装置530与监控总机510、监控总机510与网络服务器550的通讯。
[0067]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。
[0068]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种静电手环实时监控装置，其特征在于，包括:振荡比较器、电压比较器和处理器； 所述振荡比较器的第一输入端与静电手环连接，所述振荡比较器的第二输入端与大地连接，所述振荡比较器的输出端与所述电压比较器的正输入端连接，所述电压比较器的负输入端接入基准电压，所述电压比较器的输出端与所述处理器连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一分压电阻的两端分别接于所述第二分压电阻的一端和电源；所述第二分压电阻的另一端接地；所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端电压作为所述基准电压。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括稳压电容；所述稳压电容与所述第二分压电阻并联。
4.根据权利要求1~3任一项所述的装置，其特征在于，所述振荡比较器包括第一放大器、第一振荡电阻、第二振荡电阻、第三振荡电阻、第四振荡电阻、第五振荡电阻、第六振荡电阻、可变电阻、第一振荡电容、第二振荡电容；其中， 所述第一放大器的正向端分别与所述第一振荡电阻的一端和所述第二振荡电阻的一端连接；所述第一振荡电阻的另一端接于大地；所述第二振荡电阻的另一端接于静电手环；所述第三振荡电阻的两端分别接于所述静电手环和所述第一放大器的输出端；所述第四振荡电阻的两端分别接于所述第一放大器的反向端和所述第一放大器的输出端； 所述第一振荡电容和第二振荡电容构成的串联电路与所述第四振荡电阻并联；所述第一振荡电容和第二振荡电容的公共端通过所述第五振荡电阻和可变电阻组成的串联电路接入所述基准电压；所述第六振荡电阻与所述可变电阻并联。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电压比较器包括第二放大器、第一比较电阻、第二比较电阻、比较电容和二极管；其中， 所述二极管的阴极接于所述第一放大器的输出端，所述二极管的阳极通过所述第一比较电阻接于所述第二放大器的正向端；所述第二放大器的正向端通过所述第二比较电阻与电源连接，所述比较电容与所述第二比较电阻并联； 所述第二放大器的反向端作为所述电压比较器的负输入端；所述第二放大器的输出端作为所述电压比较器的输出端。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器包括单片机和与所述单片机连接的晶体振荡器；所述单片机的输入端与所述电压比较器的输出端连接。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括报警单元；所述报警单元包括双色发光二极管和/或蜂鸣器；所述报警单元还包括驱动模块，所述驱动模块的输入端与所述处理器的输出端连接；其中， 当所述报警单元包括所述双色发光二极管时，所述驱动模块的第一输出端与所述双色发光二极管的阴极连接；所述双色发光二极管的阳极通过限流电阻与电源连接； 当所述报警单元包括所述蜂鸣器时，所述驱动模块的第二输出端与所述蜂鸣器的负极连接；所述蜂鸣器的正极与电源连接。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述处理器连接的存储模块；所述存储模块包括记忆芯片。
9.一种静电手环实时监控系统，其特征在于，包括监控总机、通讯模块和至少一个如权利要求I~8任一项所述的静电手环实时监控装置； 所述静电手环实时监控装置通过所述通讯模块与所述监控总机连接。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述通讯模块包括RS485通讯芯片；所述监控总机通过协议转换模块接于网络服务器；所述协议转换模块包括RS485与TCP/IP协议转换模块。
【文档编号】G01R31/00GK203479921SQ201320343752
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】陈友桂, 张翰, 唐承立, 黄金河, 蔡小洪 申请人:珠海格力电器股份有限公司