专利名称：电磁铁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)等发明专利申请通过单片机检测行电极与列电极发生接触的情况，告知并且区分受到的是人的踩踏还是小动物的踩踏，但是，所述踩踏式报警器缺乏措施发现电极出现的故障。
发明内容为了使得“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具备自动检查电极状态的能力，本实用新型提供一种电磁铁配合光电耦合器检查电极的踩踏式报警器，它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以及行电极与列电极发生交叉粘连三类故障。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、两块导电橡胶及其支撑板、两个电磁铁及其激励电路、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安排在一个长方形框架中，由该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；并入串进电路的各个并行输入端依序连接到列电极组的电极，串入并出电路的各个并行输出端依序连接到行电极组的电极；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；两个电磁铁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；两块导电橡胶及其支撑板的结构相同，每一块都是把一条导电橡胶固定在一块支撑板上，每一块的支撑板各自连接到一个电磁铁的活动轴，每一条导电橡胶都经过一个隔离二极管串联到单片机的一条输出口线；列电极组的电极各自连接一个下拉电阻，在远离并入串进电路的一端，排列顺序为奇数的列电极和排列顺序为偶数的列电极分别排列整齐，这两个排列分别面对一块导电橡胶，其间距位于所用电磁铁的行程范围之内，这两个排列的宽度分别与所面对的导电橡胶的长度相当；行电极组的电极在远离串入并出电路的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，然后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I禹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。两个电磁铁及其激励电路的结构相同，分别由一个三极管、一个基极电阻、一个下拉电阻、一个电磁铁和一个续流二极管组成；其中，基极电阻的一端构成该电磁铁及其激励电路的控制端，其另一端连接到三极管的基极，三极管的基极还连接一个下拉电阻，电源、电磁铁的线圈、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电磁铁线圈的两端。所述串入并出电路由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。所述并入串进电路由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。当串入并出电路逐根行电极送出高电平的行扫描检查信号的时候，正常情况下，单片机连接着两个光电耦合器的的两根输入口线上应当交替出现高、低电平；如果行电极发生断线，两根输入口线上检测不到相应的高电平信号；如果发生相邻行电极粘连，两根输入口线上则会同时出现对应的两个高电平信号。单片机控制两个电磁铁先后发生动作，先行动的电磁铁推动或吸引一块导电橡胶及其支撑板发生位移，使得相应的一组行电极与导电橡胶构成紧密接触。正常情况下，单片机通过并入串进电路检测到高、低电平交替出现的信号；如果列电极发生断线，检测不到相应的高电平信号；如果发生相邻列电极粘连，则会检测到连续的两个高电平。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:运用市售的2个小型电磁铁配合两块导电橡胶检查列电极，以两个光电耦合器检查行电极，使得“踩踏式”系列报警装置能够自动检查行、列电极的状态，技术新颖可行，便于制作；较之同期提交国家专利局审查的“电磁铁配合晶体管检查电极的踩踏式报警器”，适用于行、列电极需要与其状态检查电路电气隔离的场合。
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是两个电磁铁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.电磁铁及其激励电路，92.电磁铁及其激励电路，93.—块导电橡胶及其支撑板，94.一块导电橡胶及其支撑板，95.两个电磁铁之一。
具体实施方式
[0016]本实用新型的整体结构如图1所示。图2表示一个电磁铁及其激励电路的电路原理，其中的电磁铁选用小型、低功耗，行程较短的。电磁铁的工作电压采用DC5V或DC9V的直流稳压电源供电，配置0.01uF、0.1uF与470uF的滤波电容。行电极上出现低电平时，对应的光电耦合器没有受到激励，其发射极输出端上为低电平。行电极上出现高电平时，对应的光电耦合器受到激励，其输出端的三极管集电极与发射极处于饱和导通状态，发射极输出端上呈现高电平。检测行电极组电极时，单片机(I)的输出口线Pl.2和Pl.3配合，通过串入并出电路(2)逐根行电极输出高电平的行扫描检查信号，此时，单片机(I)的输入口线P3.1与P3.0上检测到相应的信号。如果输入口线P3.1与P3.0没有检测到相应的高电平行扫描信号，则表示发生了断线；如果输入口线P3.0与P3.1同时检测到高电平，则表明发生了相邻行电极粘连。上述问题发生的位置对应输出行检查信号的扫描顺序。单片机(I)通过电磁铁及其激励电路(91)、电磁铁及其激励电路(92)控制两个电磁铁(95)发生动作，从而推动或吸引导电橡胶及其支撑板(93)、导电橡胶及其支撑板(94)发生位移，使得其上的导电橡胶分别与列电极组中的奇数组列电极(51)、偶数组列电极(52)发生紧密接触。只有当奇数组列电极(51)与偶数组列电极(52)上出现高、低电平的组合时方可检测到相邻列电极的粘连情况。这时，控制电磁铁交替发生动作即可实现:一组导电橡胶上引入了高电平信号，另一组导电橡胶上为其所连接的列电极下拉电阻引入的低电平信号。导电橡胶及其支撑板(93)与导电橡胶及其支撑板(94)上导电橡胶的高电平信号来自单片机的P3.2与P3.3。问题发生的位置对应并入串进电路(3)的输入顺序。当P3.2与P3.3输出低电平时，两块导电橡胶借助两个电磁铁接触列电极，通过列电极所接下拉电阻释放所带电荷，避免静电对灰尘的吸附作用。在例行警戒踩踏前执行正常的扫描检测程序就是检查行电极与列电极是否发生交叉粘连，此处不再详述。单片机(I)的有关口线可以根据情况另行安排。音乐电路用于发声报警，根据需要采用发声器件及其驱动电路。根据需要配置行电极与列电极的数量，相应增添或减少级联组成串入并出电路
(2)的74HC164、级联组成并入串进电路(3)的74HC165的数目。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。
权利要求1.一种电磁铁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:它还包括两块导电橡胶及其支撑板、两个电磁铁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安排在一个长方形框架中，由该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；并入串进电路的各个并行输入端依序连接到列电极组的电极，串入并出电路的各个并行输出端依序连接到行电极组的电极；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；所述串入并出电路由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；所述并入串进电路由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；两个电磁铁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；两块导电橡胶及其支撑板的结构相同，每一块都是把一条导电橡胶固定在一块支撑板上，每一块的支撑板各自连接到一个电磁铁的活动轴，每一条导电橡胶都经过一个隔离二极管串联到单片机的一条输出口线；列电极组的电极各自连接一个下拉电阻，在远离并入串进电路的一端，列电极按照排列的奇、偶顺序分别排列整齐，这两个排列分别面对一块导电橡胶，其间距位于所用电磁铁的行程范围之内，这两个排列的宽度分别与所面对的导电橡胶的长度相当；行电极组的电极在远离串入并出电路的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，然后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，这两个光电I禹合器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所述的电磁铁配合光电耦合器检查电极的踩踏式报警器，其特征是:两个电磁铁及其激励电路的结构相同，分别由一个三极管、一个基极电阻、一个下拉电阻、一个电磁铁和一个续流二极管组成；其中，基极电阻的一端构成该电磁铁及其激励电路的控制端，其另一端连接到三极管的基极，三极管的基极还连接一个下拉电阻，电源、电磁铁的线圈、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电磁铁线圈的两端。
专利摘要电磁铁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行、列电极状态的踩踏式报警器。其中，列电极各自连接一个下拉电阻，其一端依序连接到并入串进电路的并行输入端，另一端按照奇、偶排列顺序分别面对一块导电橡胶；两块导电橡胶分别经过一个二极管连接单片机的一条输出口线，各自通过支撑板连接到一个电磁铁的活动轴；行电极的一端依序连接到串入并出电路的并行输出端，其另一端各自串联一个隔离二极管以后按照奇、偶排列顺序并联起来，再分别经过一个限流电阻连接到一个光电耦合器的正输入端，每个光电耦合器的集电极输出端都接电源正极，其发射极输出端与单片机的一根口线及一个下拉电阻并联。用于需要电气隔离场合的防盗报警。
文档编号G08B13/10GK203055060SQ20132001475
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17日
发明者曾艺 申请人:王西伟