专利名称：电磁铁配合晶体管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轮廓法测量面积区分脚型的方法”(申请号:2010102285159，申请公布号:CN 102339513 A，申请公布日:2012.02.01)公布了一种踩踏式报警器，该装置借助单片机往行电极上逐根输出高电平的行扫描信号，再检测列电极上出现的电平，分析得到行电极与列电极发生接触的情况，判断是否受到踩踏，并且区分人的踩踏与小动物的踩踏。但是，该装置不能够自动检查电极出现的故障。
发明内容为了解决“防宠物踩踏式报警器及其轮廓法测量面积区分脚型的方法”所述踩踏式报警装置不能够自动检查电极状态的问题，本实用新型提供一种电磁铁配合晶体管检查电极的踩踏式报警器，它具备自检能力，包括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。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、两个晶体管接口电路、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；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，依序连接到并入串进电路的各个并行输入端，在远离并入串进电路的一端，列电极按照奇、偶排列顺序分别排列整齐，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；行电极组的每根电极的一端依序连接到串入并出电路的各个并行输出端，其另一端按照奇、偶排列顺序分别连接到两个晶体管接口电路的输入端，这两个晶体管接口电路的输出端各自连接到单片机的一根输入口线。两个晶体管接口电路的结构相同，各自由单个晶体管开关电路组成，每一个晶体管接口电路包含的单个晶体管开关电路的数目对应着行电极组电极数目的一半；其中，单个晶体管开关电路分别由一个晶体管、一个基极电阻、一个下拉电阻及一个上拉电阻组成，基极电阻的一端构成该晶体管接口电路的一个输入端，其另一端连接到晶体管的基极，晶体管的基极还连接一个下拉电阻，电源、上拉电阻以及晶体管的两个非基极电极构成串联回路；对于每一个晶体管接口电路，所有的晶体管之非接电源负极的非基极电极并联，构成该晶体管接口电路的输出端。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送出高电平的行扫描检查信号的时候，正常情况下，两个晶体管接口电路的输出端的电平有高电平也有低电平，并且该高、低电平交替变化。如果行电极发生断线，晶体管接口电路的输出端上检测不到相应的高电平信号；如果发生相邻行电极粘连，两个晶体管接口电路的输出端则会同时出现两个高电平信号。单片机控制电磁铁发生动作，电磁铁推动或吸引一块导电橡胶及其支撑板发生位移，使得相应的一组列电极与导电橡胶构成紧密接触。因此，当一个电磁铁受触发而动作，与导电橡胶相接触的列电极上出现来自单片机输出口线的电平，而未接触导电橡胶的列电极上仍然为其所接下拉电阻引入的低电平，这两种电平通过并入串进电路进入单片机。单片机根据能否检测到高、低电平交替出现的组合信号，分析出列电极是否发生断线、是否发生相邻列电极粘连。正常的扫描检测工作也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，以两组晶体管开关电路检查行电极，使得“踩踏式”系列报警装置能够检查行、列电极的状态，技术方案新颖，且经济、可行；较之同期提交国家专利局审查的“电磁铁配合继电器检查电极的踩踏式报警器”与“采用四个电磁铁分别检查行列电极的踩踏式报警器”，提高了检查速度。
以下结合附图进一步具体说明本实用新型。[0014]
图1是本实用新型的整体结构示意图。图2表示采用三极管的两个晶体管接口电路之一的电路原理图。图3表示采用增强型场效应晶体管的一个晶体管接口电路的电路原理图。图4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.晶体管接口电路，82.晶体管接口电路，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
本实用新型的整体结构如图1所示。图2表示两个晶体管接口电路之一的电路原理图，图中所示晶体管表示为NPN型三极管，也可以PNP三极管构成，或者直接换用增强型MOSFET或增强型结型场效应管，如图3所示，这时，场效应管的栅极等同于三极管的基极，可以直接构成该晶体管接口电路的一个输入端，而省去其前面的基极电阻。图2中，对于一个晶体管接口电路，所有的晶体管的发射极接电源负极，非接电源负极的集电极并联，构成该晶体管接口电路的输出端，连接到单片机(I)的一根输入口线例如P3.0 ;而各个基极电阻不接晶体管基极的一端构成该晶体管接口电路的一个输入端，连接到一根奇数组行电极或一根偶数组行电极。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)逐根往行电极输出高电平的行扫描检查信号。行电极上出现低电平时，对应的晶体管处于截止状态，其集电极处于高电平；行电极上出现高电平时，对应的晶体管导通，其集电极处于低电平。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。图4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。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，从而推动或吸弓I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。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。控制电磁铁交替发生动作可检测到相邻列电极发生粘连以及断线的情况:一组列电极引入了与其紧密接触的导电橡胶上的高电平信号，另一组列电极仍然为其所连接的下拉电阻所引入的低电平信号。问题发生的位直对应并入串进电路(3)的输入顺序。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。行电极与列电极的数量对应着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；根据需要配置；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1.一种电磁铁配合晶体管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晶体管接口电路；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；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，依序连接到并入串进电路的各个并行输入端，在远离并入串进电路的一端，列电极按照奇、偶排列顺序分别排列整齐，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；行电极组的每根电极的一端依序连接到串入并出电路的各个并行输出端，其另一端按照奇、偶排列顺序分别连接到两个晶体管接口电路的输入端，这两个晶体管接口电路的输出端各自连接到单片机的一根输入口线。
2.根据权利要求1所述的电磁铁配合晶体管检查电极的踩踏式报警器，其特征是:两个晶体管接口电路的结构相同，各自由单个晶体管开关电路组成，每一个晶体管接口电路包含的单个晶体管开关电路的数目对应着行电极组电极数目的一半；其中，单个晶体管开关电路分别由一个晶体管、一个基极电阻、一个下拉电阻及一个上拉电阻组成，基极电阻的一端构成该晶体管接口电路的一个输入端，其另一端连接到晶体管的基极，晶体管的基极还连接一个下拉电阻，电源、上拉电阻以及晶体管的两个非基极电极构成串联回路；对于每一个晶体管接口电路，所有的晶体管之非接电源负极的非基极电极并联，构成该晶体管接口电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的电磁铁配合晶体管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晶体管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，另一端按奇、偶排列顺序分别面对一块导电橡胶；两条导电橡胶各自经过一个隔离二极管串联到单片机的一根输出口线，两块导电橡胶各自通过支撑板连接到一个电磁铁的活动轴；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；每根行电极的一端依序连接到串入并出电路的并行输出端，另一端按照奇、偶排列顺序分别连接到一个晶体管接口电路的输入端；每个晶体管接口电路均由单个晶体管开关电路组成，其输出端连接单片机的一根输入口线。用于防盗报警。
文档编号G08B13/10GK203055061SQ20132001475
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