一种强光噪声驱散系统的制作方法

文档序号:12821350阅读:196来源:国知局
一种强光噪声驱散系统的制作方法与工艺

本发明属于警用装备领域,具体涉及一种强光噪声驱散系统。



背景技术:

在现今社会中,警方在抓捕罪犯时,除直接击毙的严重情形外,警方会使用一些特殊的驱散方式,使罪犯暂时丧失行动能力,从而迅速制服罪犯、并控制现场。

现有技术中,警方多采用强光或噪声驱散的方式,所谓强光驱散,是使用激光器照射罪犯双眼,罪犯暂时丧失行动能力,从而达到驱散效果;所谓噪声驱散,是使用蜂鸣器主动释放出罪犯难以忍受的强烈噪声,达到驱散效果。

但是,目前的强光噪声驱散系统存在以下缺陷:1.由于激光光束太强,容易对被驱散者造成不可逆的伤害,且驱散范围小,在使用激光驱散时需要使用人员调节角度,使用不便,所以驱散效果不佳;2.现有的噪声驱散技术多数是通过由多个通道发出不断改变频率的高分贝噪声,该噪声并不会产生声音强度的变化,所以噪声驱散系统变化不可控,难以使被驱散者身体形成共鸣,驱散能力弱,能耗大;3.采用集体驱散时,指挥员需要通过喊话进行现场指挥,当启动噪声驱散后,混乱的现场会对指挥员的现场指挥造成很大的不便;4.强光噪声驱散系统能耗大,驱散能力弱,使用效果不好。



技术实现要素:

本发明的目的是解决现有的驱散系统能耗大,驱散能力弱的问题。

为此,本发明提供了一种强光噪声驱散系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:

一种强光噪声驱散系统,包括:

电源电路,用于向整个系统供电;

声波调制系统,用于产生频率和强度均变化的噪声,该声波调制系统采用蜂鸣器进行噪声驱散;

三色光驱动系统,用于产生具有多样驱散方式的强光,该三色光驱动系统采用led灯进行强光驱散;

微处理器,用于输出控制信号对声波调制系统和三色光驱动系统进行控制;

所述电源电路的输出端分别连接微处理器、声波调制系统、三色光驱动系统的电源端,所述微处理器的输出端分别连接声波调制系统、三色光驱动系统的输入端;

电源电路、声波调制系统、三色光驱动系统和微处理器均集成在电路板上,所述电路板设置在控制盒内,所述电路板上连接有led灯光板和蜂鸣器板,所述led灯光板上设有多个用于产生强光的led灯,所述蜂鸣器板上设有多个用于产生噪声的蜂鸣器。

作为本发明的一个优选实施例,所述声波调制系统包括与微处理器电连接的三极管电路、与微处理器电连接的电压调制电路及信号调制电路,所述信号调制电路的输入端分别与电压调制电路、三极管电路的输出端连接;所述三极管电路的输入端还与电压调制电路的输出端连接;

所述微处理器用于对每个发声通道输出两路互补的占空比不断变化的方波信号;所述电压调制电路用于调制出变频变幅的供电电压,所述三极管电路用于将方波信号与供电电压进行调制,所述信号调制电路用于将两路互补信号进行调制输出;

所述信号调制电路的输出端连接蜂鸣器板,所述蜂鸣器板上固设有多个蜂鸣器,所述蜂鸣器板通过支架与控制盒固定连接。

作为本发明的一个优选实施例,所述三极管电路分为多个与微处理器输出端连接的三极管支路,每个所述三极管支路均包括两路用于输出互补信号的输出电路。

作为本发明的一个优选实施例,所述三色光驱动系统包括光驱动电路、led灯光板、升压电路,所述微处理器的输出端与光驱动电路的输入端连接,所述光驱动电路的输出端与led灯光板连接,所述光驱动电路与升压电路电连接;

微处理器用于输出控制信号对光驱动电路进行控制,通过光驱动电路对设置于led灯光板上的led灯进行调节;所述升压电路用于提供led灯的工作电源;

所述led灯中安装有三个不同基色的灯珠,所述led灯外部设有透镜,所述透镜通过透镜支架与led灯光板固定连接,所述led灯光板固定在控制盒内。

作为本发明的一个优选实施例,所述光驱动电路为多路led灯驱动电路集成,所述led灯驱动电路为三路灯珠驱动电路集成。

作为本发明的一个优选实施例,还包括驱散启动开关及光驱散控制开关,所述驱散启动开关为自复式开关,所述光驱散开关为自锁开关;

所述驱散启动开关、所述光驱散控制开关均串接在电源电路与微控制器之间;所述驱散启动开关用于单独启动后控制蜂鸣器的启停,实现声驱散;或者,用于在启动光驱散控制开关的同时一起控制蜂鸣器和led灯的启停,实现声驱散和光驱散。

作为本发明的一个优选实施例,所述电路板上还设有无线接收模块,所述无线接收模块用于接收无线发射模块发出的控制指令,所述无线接收模块的输出端与微处理器的输入端连接,所述无线接收模块的电源端与电源电路的输出端连接。

作为本发明的一个优选实施例,还包括用于发出控制指令的无线发射系统,所述无线发射系统包括电源模块、分别与所述电源模块电连接的控制开关模块、cpu模块和无线发射模块,所述控制开关模块的信号输出端通过cpu模块与所述无线发射模块的信号输入端连接;

所述电源模块用于向整个无线发射系统供电;所述无线发射模块用于将cpu模块输出的控制指令发送至无线接收模块;所述控制开关模块用于向cpu模块发出控制信号。

作为本发明的一个优选实施例,所述控制开关模块包括多个控制开关,所述控制开关分别与cpu模块的输入端连接,启动控制开关后,cpu模块将接收到相应的控制信号。

本发明的有益效果:

1.本发明使用微处理器调节数字电位器,配合升压电路,调制出变频变幅的供电电压,使用多个三级管将方波信号与电压输出进行调制,从而输出具有强度变化的噪声,并且,本发明的输出端连接多个蜂鸣器进行声音产生,利用微处理器使第一路信号与第二路信号形成一个输出时间差,在蜂鸣器震动的时候,这个时间差会使两个相邻的蜂鸣器发出相同频率的声波,以此形成声音共振,从而增大声波驱散的驱散能力。因此,本发明能耗低,声波驱散能力强;

2.本发明采用多个由三基色灯珠组成的led灯作为发光元件,并且通过电路控制可以组成多种颜色的可见光,在实施光驱散时,led灯的光强小,不会对被驱散者造成不可逆伤害;并且使用led灯进行驱散驱散,驱散范围大,使用方便,有利于警方迅速实施抓捕行动;

3.本发明采用控制开关和无线遥控双重方式控制光驱散系统和声驱散系统,可以单独控制,也可以通过指挥员远距离遥控,进行一致驱散,因此,本发明在实现无线控制的同时,操作更方便,使用效果更好。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是强光噪声驱散系统的原理图;

图2是三色光驱动系统电路图;

图3是led灯灯珠驱动电路图;

图4是三色光驱动系统中的升压电路图;

图5是三基色led灯电路连接示意图;

图6是声波调制系统升压电路的图;

图7是声波调制系统微处理器的电路图;

图8是声波调制系统三极管电路及信号调制电路图;

图9是无线接收模块与cpu连接电路图;

图10是314m无线模块与cpu连接电路图;

图11是无线发射系统的电路图;

图12是光板组件主视图;

图13是光板组件俯视图;

图14是声板组件的主视图;

图15是声板组件的剖视图。

图中:3、控制电路板;5、led灯;6、透镜;7、透镜支架;8、铝基板;11、蜂鸣器;12、蜂鸣器pcb板;13、支架;14、沉头螺钉让位孔;16、倒l形凹槽;18、突唇部;19、pcb固定槽;20、焊脚容纳部。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效,详细说明如下。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1:

参照图1-图15,一种强光噪声驱散系统,包括:电源电路、声波调制系统、三色光驱动系统及微处理器,其中:

电源电路用于向整个系统供电;声波调制系统用于产生频率和强度均变化的噪声,该声波调制系统采用蜂鸣器进行噪声驱散;三色光驱动系统用于产生具有多样驱散方式的强光,该三色光驱动系统采用led灯进行强光驱散;微处理器用于输出控制信号对声波调制系统和三色光驱动系统进行控制;

电源电路的输出端分别连接微处理器、声波调制系统、三色光驱动系统的输入端,微处理器的输出端分别连接声波调制系统、三色光驱动系统的输入端;

电源电路、声波调制系统、三色光驱动系统和微处理器均集成在电路板上,电路板设置在控制盒内,电路板上连接有led灯光板和蜂鸣器板,led灯光板上设有多个用于产生强光的led灯,蜂鸣器板上设有多个用于产生噪声的蜂鸣器。

电路板上还连接有驱散启动开关及光驱散控制开关,驱散启动开关、光驱散控制开关均串接在电源电路与微处理器之间,驱散启动开关为自复式开关,光驱散开关为自锁开关;接通电源,按下驱散启动开关,仅能启动声驱散;接通电源后按下光驱散开关,再按下驱散启动开关,声光驱散同时启动。

控制开关的具体连接关系是:驱散启动开关串接在声驱散系统接线端与电源接线端之间;电源接线端与光驱散系统之间依次串接有驱散启动开关和光驱散开关。

优选控制开关串接安全电阻后与微处理器电连接,驱散启动开关一端与安全电阻的一端连接,另一端与微处理器引脚连接,安全电阻的另一端与电源正极连接;光驱散开关一端与安全电阻的一端连接,另一端与微处理器引脚连接,安全电阻的另一端与电源正极连接;电源开关一端与电源接口连接,另一端与电池连接。

结合图2-图5,详细描述三色光驱动系统:

三色光驱动系统包括光驱动电路、led灯光板、升压电路,微处理器的输出端与光驱动电路的输入端连接,光驱动电路的输出端与led灯光板连接,光驱动电路与升压电路电连接;

led灯光板上固设有led灯,led灯中安装有三个不同基色的灯珠,led灯外部设有透镜,透镜通过透镜支架与led灯光板固定连接,led灯光板固定在控制盒内。光驱动电路为多路led灯驱动电路集成,led灯驱动电路为三路灯珠驱动电路集成。

微处理器电连接有光驱动电路,光驱动电路电连接led灯光板,led灯光板上设置有led灯,微处理器用于输出控制信号对光驱动电路2进行控制,通过光驱动电路对设置于led灯光板上的led灯进行调节;光驱动电路还电连接有升压电路,用于提供led灯的工作电源,led灯为红、黄、蓝(rgb)三色led灯,可以根据实际需求进行颜色的搭配从而产生不同颜色的效果。升压电路将电压升至适合的电压(电压的高低取决于驱动的led数量有关),通过微处理器控制rgb三色led驱动电路输出强弱与开关,可以使光板上的rgb三色led灯发出炫目的强光,并且强光做变频变谱闪烁(微处理器通过控制驱动电路使得三种不同颜色的灯光进行工作搭配,具体是三种不同颜色的led灯工作不同的时间,从而出现不同颜色的光),从而使被驱散者感到刺眼,炫目,头晕,恶心等不适症状,使违法者不能继续其扰乱行为,从而达到驱散目的。而且被驱散者不会留下永久性伤害。

上述光驱动电路为多路rgbled灯的驱动电路集成;而且每一个三色led灯需要3个下述的led灯的驱动电路进行驱动,因此,光驱动电路至少集成3路led灯的驱动电路。

如图2所示,为微处理器的管脚定义及外围基本电路图,本方案采用微处理的型号为stm32f103rbt6;该微处理器是st公司基于arm最新cortex-x3架构内核的32位处理器产品,内置128kb的flash、20k的ram、12位ad、4个16位定时器核3路usart通讯口等多种资源,时钟频率最高可达72mhz。该处理器的输入电压为3.3v,能耗低,可以采用干电池进行供电,工作持续时间长。

如图3所示,led灯的驱动电路包括驱动芯片u2,二极管d1,电解电容c8,电阻r4,电感l1;驱动芯片u2的管脚6与输入电源正极电连接,二极管d1的正极与驱动芯片u2的管脚6电连接,二极管d1的负极与驱动芯片u2的管脚1电连接,电解电容的正极与驱动芯片u2的管脚6电连接,电解电容的负极与接地端电连接,驱动芯片u2的管脚2、管脚5均与基地的端电连接,驱动芯片u2的管脚4通过电阻r4与输入电源正极电连接,并且驱动芯片u2的管脚4还作为led灯5电源输入的正极;驱动芯片u2的管脚1与电感l1的一端电连接,电感l1的另一端作为led灯5电源输入的负极;驱动芯片u2的管脚3作为控制信号输入端与微处理器1电连接。优选驱动芯片u2的型号为pt4115。

如图4,升压电路包括升压芯片u3,电容c9,电容c10,电容c101,电解电容c102,电感l2,二极管d2,电阻r5,电阻r6,滤波元件b2,升压芯片u3的管脚5与电源输入正极电连接,电容c9与电容c10并接于升压芯片u3的管脚5与接地端之间,升压芯片u3的管脚1通过电容c101与接地端电连接,升压芯片u3的管脚3与接地端电连接,升压芯片u3的管脚2与电阻r5的一端电连接,电阻r5的另一端与接地端电连接,升压芯片u3的管脚4与二极管d2的正极电连接级,二极管d2的负极与滤波元件b2的输入端电连接,滤波元件b2的输出端为升压电路4的输出端;电感l2的一端与升压芯片u3的管脚5电连接,电感l2的另一端与升压芯片u3的管脚4电连接,电阻r6一端与二极管d2的负极电连接,电阻r6另一端与升压芯片u3的管脚2电连接,电解电容c102的正极与二极管d2的负极电连接,电解电容c12的负极与接地端电连接。

优选上述驱动芯片u2的型号为pt4115;优选上述升压芯片u3的型号为lm2587s_adj。对上述驱动芯片u2、升压芯片u3其他应用参数可以查找相应的技术资料确保电路应用的实现。

如图5所示,为三色led灯5的一种接线供电电路,每个led灯5需要3个驱动电路进行工作,分别驱动红、黄、蓝三种颜色的发光组件,图中所示为8个led灯5的电路示意图,这只是一种示例,并不是唯一的方式,实际应用根据需要,设置多少个led灯5,领用运用即可。

该三色光驱动系统采用led灯进行强光驱散,光强小,不会对被驱散者造成不可逆伤害,且驱散方式多样,可以根据实际需要选择不同的颜色叠加,而且耗能小,有利于延长持续的使用时间,另外,就是使用led灯进行驱散驱散,驱散范围大,便于警用人员进行防护驱散。

参照图12和图13,详细描述光板组件的结构:

如图12和图13所示,本实施例的光板组件,包括控制电路板3、多个led灯5、透镜6、透镜支架7和铝基板8,控制电路板3一面上设置有led灯5,另一面上设置有铝基板8,led灯5外部设置有透镜6,透镜6安装于透镜支架7上,led灯5中安装有三个基色分别为红、绿、蓝(rgb)的灯珠,可以根据实际需求进行颜色的搭配从而产生不同颜色的效果;如图3所示,控制电路板3上设置有光驱动电路2和升压电路4;光驱动电路2通过微处理器1输出的控制信号对设置于控制电路板3上的led灯5进行调节;升压电路4与光驱动电路2电连接,用于提供led灯5的工作电源;升压电路4将电压升至合适的电压(电压的高低取决于驱动的led灯5的数量),通过微处理器1控制光驱动电路2,可以使光板上的led灯5发出炫目的强光,并且强光做变频变谱闪烁(通过程微处理器控制光驱动电路2使得三种不同颜色的灯光进行搭配,从而出现不同颜色的光),从而使被驱散者感到刺眼、炫目、头晕、恶心灯不适症状,从而达到驱散的目的,而且不会对被驱散者造成不可逆的伤害。

控制电路板3与控制电路板3上设置的光驱动电路2和升压电路4一体式制成;省去了led灯5接线的工序,缩短生产的时间和降低了生产的成本。

上述光驱动电路2为多路led灯5驱动电路集成,而且每一个led灯5驱动电路为三路led灯5的灯珠驱动电路集成,因此,光驱动电路2至少集成三路led灯5的灯珠驱动电路。

上述铝基板8与控制电路板3之间设置有导热硅脂层,可以有效导热,

防止温度过高。

该光板组件中采用多个由三基色灯珠组成的led灯作为发光元件,并且通过电路控制可以组成多种颜色的可见光,在实施光驱散时,led灯光强小,不会对被驱散者造成不可逆的伤害;并且,使用led灯进行驱散驱散,驱散范围大,使用方便,有利于警方迅速实施抓捕行动。

参照图6-图8,详细描述声波调制系统:

一种用于产生噪声的声波调制电路,包括:微处理器、三极管电路、电压调制电路及信号调制电路,微处理器的输出端分别连接三极管电路、电压调制电路的输入端,微处理器的输入端连接电源,电压调制电路、三极管电路的输出端分别连接信号调制电路的输入端。

微处理器用于控制声波调制电路,微处理器还用于对每个发声通道输出两路互补的占空比不断变化的方波信号;电压调制电路用于调制出变频变幅的供电电压,三极管电路用于将方波信号与供电电压进行调制,信号调制电路用于将两路互补信号进行调制输出。

具体地,微处理器的作用是对每个发生通道输出两路互补的占空比不断变化的方波信号,同时,利用微处理器调节数字电位器,配合第二升压电路,调制出变频变幅的供电电压,使用多个三级管将方波信号与电压输出进行调制。

其中,电压调制电路包括与微处理器输出端连接的数字电位器及与数字电位器输出端连接的可调升压芯片,通过该微处理器调节数字电位器,数字电位器的输出端连接升压电路的输入端,使得升压电路的输出端输出变频变幅的供电电压。

其中,三极管电路分为多个与微处理器输出端连接的三极管支路(每个三极管支路形成一个方波发生通道),每个三极管支路均输出两路互补的占空比不断变化的方波信号。信号调制电路包括多个信号调制芯片,每个三极管支路上均具有两个信号调制芯片,两个信号调制芯片的输入端分别连接三极管支路的两个输出端,三极管支路中的两个输出端用于输出互补的方波信号;信号调制芯片的输入端还连接电压调制电路的输出端,信号调制芯片用于将两路互补的信号进行调制后输出。

重点说明的是:本发明根据蜂鸣器的间距、蜂鸣器板的材质及振动时间以及电压调制电路的变频变幅电压,推算出第一路信号与第二路信号之间的输出时间差,在蜂鸣器震动的时候,这个时间差会使两个相邻的蜂鸣器发出相同频率的声波,以此形成声音共振,从而增大声波驱散的驱散能力。换言之,本发明是通过一个固定的循环产生电压调节信号,利用cpu对特殊数组的随机调用,进行频率调节。因此,蜂鸣器产生的声音在幅度上是循环的,在频率上是随机的,在开始调用数组进行输出方波信号时,使第一路信号与第二路信号形成一个输出时间差(优选时间差大概为0.16ms),在蜂鸣器震动的时候,这个时间差就会是两个相邻的蜂鸣器发出的相同频率的声波形成共振,从而达到增强声波强度的目的,使被驱散者的身体很难接受这样的强大声波。

如图6-图8所示,以型号为max54386ub的数字电位器、型号为lm2587s-adj的可调升压芯片、型号为stm32f103rbt6的微处理器、型号为bc847bpn的三极管q3,q4,q5,q6、型号为bc846b的三极管q1,q2以及mos管u1,u2为例,详细描述声波调制电路的各部分,具体为:

如图6和图7所示,微处理器的8引脚连接数字电位器的3引脚,微处理器的9引脚连接数字电位器的2引脚,微处理器的10引脚连接数字电位器的1引脚,数字电位器的4、5引脚接地,数字电位器的10引脚连接电源,数字电位器的9引脚连接可调升压芯片的2引脚,数字电位器的6、7、8引脚分别与电阻r13的一端连接,电阻r13的另一端与二极管d11的输出端连接;

可调升压芯片的3引脚接地,可调升压芯片的1引脚上依次串联电阻r11和电容c13后接地,电源的输出端与可调升压芯片的5引脚连接,电源的输出端与可调升压芯片的5引脚之间还连接有相互并联的电容c11和电容c12,电容c11与电容c12的另一端电连接后接地;可调升压芯片的4、5引脚之间还连接有电感l11;可调升压芯片的4引脚连接二极管d11的输入端,二极管d11的输出端连接滤波元件的输入端,滤波元件的输出端输出变频变幅的供电电压,该滤波元件的主要作用是滤波。该滤波元件的型号优选blm18pg121sn1d。二极管d11的输出端还连接电解电容c14的输入端,电解电容c14的输出端接地;二极管d11的输出端还连接电阻r14的输入端,电阻r14的输出端接地。

如图7和图8所示,微处理器的34引脚和41引脚、35引脚和42引脚、36和43引脚分别与三个三极管支路的输入端连接。为了描述简便,本实施例以微处理器的34引脚和41引脚与三极管支路的输入端连接为例,详细说明三极管支路的电路组成。

型号为stm32f103rbt6的微处理器是st公司基于arm最新cortex-x3架构内核的32位处理器产品,内置128kb的flash、20k的ram、12位ad、4个16位定时器核3路usart通讯口等多种资源,时钟频率最高可达72mhz;该处理器的输入电压为3.3v,能耗低,可以采用干电池进行供电,工作持续时间长,该微处理器用到的程序为现有程序。

微处理器的34引脚(s1-)与电阻r34的输入端连接,电阻r34的输出端连接三极管q2的基极(b引脚),三极管q2的发射极(e引脚)与电阻r35的输入端连接,电阻r35的另一端接地,三极管q2的集电极(c引脚)分别连接三极管q5的基极(2、5引脚),三极管q2的集电极(c引脚)还与电阻r36连接,电阻r36的一端连接第二升压电路的输出端;三极管q5的集电极(6引脚)连接电源,三极管q5的发射极(1、4引脚)与mos管u2的栅极(4引脚)连接。微处理器的41引脚(s1+)串联电阻r38后与三极管q6的基极(2、5引脚)连接,三极管q6的集电极(3引脚)接地,三极管q6的发射极(1、4引脚)与mos管u32的栅极(2引脚)连接。mos管u32的一个源极(1引脚)接地,mos管u2的另一个源极(3引脚)连接第二升压电路的输出端,mos管u32的漏极(5、6、、7、8引脚)用于输出具有强度和频率变化的噪声。

微处理器的41引脚(s1+)与电阻r31的输入端连接,电阻r31的输出端连接三极管q1的基极(b引脚),三极管q1的发射极(e引脚)与电阻r32的输入端连接,电阻r32的另一端接地,三极管q1的集电极(c引脚)分别连接三极管q3的基极(2、5引脚),三极管q1的集电极(c引脚)还与电阻r33的一端连接,电阻r33的另一端连接升压电路的输出端;三极管q3的集电极(6引脚)连接电源,三极管q3的发射极(1、4引脚)与mos管u31的栅极(4引脚)连接。微处理器的34引脚(s1-)串联电阻r37后与三极管q4的基极(2、5引脚)连接,三极管q4的一个集电极(3引脚)接地,三极管q4的另一个集电极(6引脚)串联电容c31后接地;三极管q4的发射极(1、4引脚)与mos管u1的栅极(2引脚)连接。mos管u31的一个源极(1引脚)接地,mos管u31的另一个源极(3引脚)连接升压电路的输出端,mos管u31的漏极(5、6、、7、8引脚)用于输出具有强度和频率变化的噪声。

由于微处理器的35引脚(s2-)和42引脚(s2+)、36(s3-)和43引脚(s3+)与三极管支路的连接与上述相同,此处不再赘述。

该声波调制系统使用微处理器调节数字电位器,配合升压电路,调制出变频变幅的供电电压,使用多个三级管将方波信号与电压输出进行调制,从而输出具有强度变化的噪声;本发明使用微处理器,对每个发生通道输出两路互补的占空比不断变化的方波信号,使用mos管作为信号调制器件将两路互补信号进行调制输出,并且,本发明的输出端连接多个蜂鸣器进行声音产生,利用微处理器使第一路信号与第二路信号形成一个输出时间差,在蜂鸣器震动的时候,这个时间差会使两个相邻的蜂鸣器发出相同频率的声波,以此形成声音共振,从而增大声波驱散的驱散能力。因此,本发明能耗低,声波驱散能力强。

参照图14和图15,详细描述声板组件的结构:

如图14和图15所示,声板组件包括:用于输出声波的蜂鸣器11、用于控制蜂鸣器11发声的蜂鸣器pcb板12和用于安装蜂鸣器11和蜂鸣器pcb板12的支架13。

支架13至少有3个,均匀分布在蜂鸣器pcb板12上,使蜂鸣器pcb板12各部分均匀固定在支架13上。

蜂鸣器pcb板12上具有用于焊接蜂鸣器11的蜂鸣器焊脚。蜂鸣器11的安装面作为底面,蜂鸣器11的底面具有插接部,插接部的边缘具有倒l形凹槽16。

蜂鸣器11有多个,均匀的排布在蜂鸣器pcb板12上,蜂鸣器11通过插接部插入蜂鸣器pcb板122中并焊接在蜂鸣器11焊脚上。位于同一块蜂鸣器pcb板12上的相邻蜂鸣器11之间的距离为55mm~58mm时,各蜂鸣器11的震动之间出现叠加,最佳的距离为57mm,此时蜂鸣器11震动的叠加效果最强。

本实施例中选用的蜂鸣器11的声波强度为128db±1db(0.1米处)噪声频率2~5khz,不会使人耳造成永久性的不可逆的伤害,只会使人体感到难受、恶心,从而达到驱散的目的。

支架13上具有安装槽,安装槽的数量与蜂鸣器pcb板12数量一致,蜂鸣器pcb板12至少有2个,图示的声板组件中,具有2个蜂鸣器pcb板12,3个支架13,每个支架13上有2个安装槽;本领域技术人员的在制作时可以选用每个声板组件具有n个(n为大于1的整数)蜂鸣器pcb板122,3个或更多个支架13,数量越多固定效果更好,但制作成本也会增加,因此,支架13的数量一般选3个,每个支架13上设置有与蜂鸣器pcb板12数量一致的安装槽。

相邻蜂鸣器pcb板12之间的距离为72mm~75mm时,各蜂鸣器11的震动之间出现叠加,最佳的距离为73.5mm,此时蜂鸣器11震动的叠加效果最佳。蜂鸣器pcb板12的厚度可以为0.5mm~1.0mm,此时蜂鸣器pcb板12的重量合适,各蜂鸣器11的震动之间出现叠加,当厚度为0.8mm时,蜂鸣器11震动的叠加效果最佳。本实施例中蜂鸣器pcb板12的大小为:244*52.5*0.8mm。

安装槽的左右两侧壁结构关于安装槽的中心轴线对称,以靠近蜂鸣器11的一侧为上,以远离蜂鸣器11的一侧为下,左右侧壁上自上而下依次为与蜂鸣器11插接部的倒l形凹槽16相卡合的突唇部18、用于固定蜂鸣器pcb板12边缘的pcb固定槽19和用于容纳蜂鸣器11焊脚的焊脚容纳部20。

pcb固定槽19的高度大于蜂鸣器pcb板12边缘的厚度,以便蜂鸣器pcb板12可以在pcb固定槽19中上下跳动;pcb固定槽19的宽度大于蜂鸣器pcb板12边缘的长度,以便蜂鸣器pcb板12可以在pcb固定槽19中左右移动。

pcb固定槽19尺寸大于蜂鸣器pcb板12边缘的尺寸,蜂鸣器pcb板12可以在pcb固定槽19中一定范围内自由移动,使得在蜂鸣器11在发声时,每个蜂鸣器11发声产生的震动得到叠加,整体的蜂鸣器pcb板12产生共振效果,声音的峰值得到叠加,从而用较小的电量产生最大的声驱散效果,降低了能耗。

支架13上还具有供紧固件穿过的通孔,紧固件用于将声板组件固定在安装主体上。通孔位于支架13两端部和任意两个安装槽之间的位置;通孔自上而下依次为相互连通的沉头螺钉让位孔、过孔、让位孔和倒角。

具体来说,安装时,声板组件首先使用沉头螺钉安装在安装盒体上,然后安装盒体通过子母螺钉固定在安装本体上。沉头螺钉穿过通孔中的沉头螺钉让位孔和过孔,让位孔的作用是与安装盒体中的固定柱相配合的,倒角在安装时起导向作用。

该声板组件中,pcb固定槽的高度大于所述蜂鸣器pcb板边缘的厚度,宽度大于所述蜂鸣器pcb板边缘的长度,以便蜂鸣器pcb板可以在pcb固定槽中上下左右移动,这样可以使得在蜂鸣器在发声时,每个蜂鸣器发声产生的震动得到叠加,整体的蜂鸣器pcb板产生共振效果,声音的峰值得到叠加,从而用较小的电量产生最大的声驱散效果。

实施例2:

本实施例以实施例1为基础,给出强光噪声驱散系统的一个具体应用。参照图9-图11,以指挥员盾牌和单兵驱散盾牌为例,详细描述无线控制部分:

首先指出,具有无线控制功能的盾牌分两种,一种是指挥员盾牌,一种是单兵驱散盾牌,指挥员盾牌具有防护功能和遥控功能,可以用来控制一定范围内所有队员的单兵驱散盾牌进行一致驱散;单兵驱散盾牌有声驱散和光驱散功能,既可以被指挥员盾牌控制驱散,也可以自行控制驱散。

单兵驱散盾牌的背面设有驱散启动开关和光驱散控制开关,驱散启动开关和光驱散控制开关的输出端分别与微控制器的输入端连接。驱散启动开关为自复式开关,按下时启动驱散,松开时停止驱散;光驱散控制开关为自锁开关,松开后不会关闭,再次按下方能关闭。单兵驱散盾牌在使用时,若打开电源开关,按下驱散启动开关,此时仅能启动声驱散;若同时打开电源开关和光驱散控制开关,按下驱散启动开关,此时能够实现声和光同时驱散。

指挥员盾牌上设有控制开关模块,该控制开关模块包括光驱散按键、声驱散按键、声光驱散按键、停止按键。在单兵驱散盾牌电源开关打开的状态下,指挥员可以根据需要,启动控制开关模块,控制一组盾牌进行一致驱散,即:按下光驱散键为光驱散,按下声驱散按键为声驱散,按下声光驱散按键为声光同时驱散,按下停止键可以关闭前三种驱散。

换言之,指挥员可以通过按下指挥员盾牌上的四个按键,分别控制一定范围内所有单兵驱散盾牌进行光驱散、声驱散、声光同时驱散以及停止驱散;单兵驱散盾牌的驱散功能可以分为声驱散、声光同时驱散这两种模式,队员可以根据现场情况需要自行选择。需指出,本发明单独的光驱散只能通过指挥员盾牌上的光驱散按键实现。

单兵驱散盾牌上的无线控制系统,包括微控制器及无线接收模块,无线接收模块的输出端与微控制器的输入端连接,无线接收模块用于接收指挥员盾牌的指挥信号并将该信号发送给微控制器。

该无线接收模块可以是315mhz无线模块(过输出高低电平控制微控制器),315mhz无线模块接收指挥员盾牌的控制信号,对该控制信号进行解码,并根据解码信息输出高低电平控制微控制器,该无线接收模块也可以是无线通讯模块(无线接收模块与微控制器进行数据交互,实现控制微控制器),无线通讯模块用于接收指挥员盾牌发出的数据信息,并通过通信接口与微处理器进行数据交互。

其中,本实施例无线接收模块通过输出高低电平控制微控制器的方式是:单兵驱散盾牌使用315/433m无线接收模块进行无线控制,利用成熟的315m无线模块,可以通过在指挥员盾牌上加装专用遥控器,专用遥控器和无线接收模块可以进行自定义的编码,当遥控器上的编码和接收模块的编码一致,接收模块可以接收遥控器发送的无线信号,来控制无线接收模块输出高低电平,由于无线接收模块的输出接口连接微控制器,因此可以像开关一样控制单兵驱散盾牌。本实施例将无线接收模块与微控制器进行数据交互,实现控制微控制器的方式是:单兵驱散盾牌使用无线通讯模块进行无线控制,使用的无线通讯模块可以进行数据接收,通过特有的通信接口,spi、uart、i2c等,可以与cpu进行数据交互,然后通过cpu控制驱散的开和关。

指挥员盾牌上的无线控制系统,包括:电源模块及分别与电源模块电连接的控制开关模块、微控制器和无线发射模块,控制开关模块的信号输出端通过微控制器与无线发射模块的信号输入端连接;

电源模块用于向整个控制系统供电;无线发射模块用于将微控制器输出的控制指令发送至单兵驱散盾牌的无线接收模块;控制开关模块用于向微控制器发出控制信号。无线接收模块优选型号为nrf24l012.4g的无线模块。优选微控制器的型号为stm32f103rbt6。

将指挥员盾牌的无线发射模块与单兵驱散盾牌无线接收模块编码方式相匹配,由指挥员盾牌通过无线模块发送一组数据,数据为自定义,数据帧里包含控制信息,通过数据发送接收可以实现对单兵驱散盾牌的驱散方式的控制,指挥员盾牌的总体架构为开关+cpu+无线发射模块。

如图10所示,315mhz无线模块+315mhz专用遥控器的方案中,3.3v电源的输出端与发光二极管v1的输入端连接,发光二极管v1的输出端连接电阻r51的一端,电阻r51的另一端连接mcu的2引脚。无线接收模块p3的4引脚接电阻r52的一端,电阻r52另一端接mcu的36引脚;无线接收模块p3的5引脚接电阻r53的一端,电阻r53另一端接mcu的35引脚;无线接收模块p3的6引脚接电阻r54的一端,电阻r54另一端接mcu的37引脚;无线接收模块p3的7引脚接电阻r55的一端,电阻r55另一端接mcu的38引脚。本方案使用了315m无线接模块+315m专用遥控器,通过无线模块输出的高低电平进行驱散模式的切换和开关。

如图9所示,本无线控制系统的单兵驱散盾牌采用nrf24l012.4g无线模块+cpu模块的方案,其中,电源的输出端串联电阻r49后接spi接口无线模块的2引脚,电源的输出端接spi接口无线模块的4引脚,spi接口无线模块的1引脚接cpu的26引脚,spi接口无线模块的3引脚接cpu的20引脚,spi接口无线模块的6引脚接cpu的17引脚,spi接口无线模块的5引脚接地,spi接口无线模块的7引脚接cpu的21引脚,spi接口无线模块的7引脚串接电阻r47后与电源的输出端连接;spi接口无线模块的8引脚接cpu的22引脚,spi接口无线模块的8引脚串接电阻r48后与电源的输出端。

本无线控制系统的单兵驱散盾牌采用lt8900rf无线通讯模块,其中,电源的输出端接i2c接口无线模块的8引脚,i2c接口无线模块的6引脚接微控制器的29引脚,i2c接口无线模块的6引脚与微控制器的29引脚之间依次串接电阻r43和r42;i2c接口无线模块的5引脚接微控制器的30引脚,i2c接口无线模块的5引脚与微控制器的30引脚之间依次串接电阻r44和r41。i2c接口无线模块的1、2、3、4引脚均接地,i2c接口无线模块的7引脚和8引脚之间串接电容c41,电容c41的输出端接地。

该无线接收系统是在传统的单兵驱散盾牌的基础上增加了用于控制单兵驱散盾牌的指挥员盾牌,同时在单兵驱散盾牌上增加了与微控制器输入端连接的无线接收模块,该无线接收模块通过接收指挥员盾牌发出的无线信号,从而实现对微控制器的无线控制。本发明的指挥员盾牌可以进行远距离遥控指挥,使得单兵驱散盾牌能够进行一致的驱散驱散,因此,本发明在实现无线控制的同时,操作更方便,使用效果更好。

如图11所示,由于无线发射系统选用的无线发射模块的型号为nrf24l012.4g的无线模块,优选微控制器的型号为stm32f103rbt6,由于无线发射模块与cpu模块的电路连接,与上述的无线接收模块与微控制器的连接相同,此处不再赘述。

无线发射系统包括:电源模块及分别与电源模块电连接的控制开关模块、cpu模块和无线发射模块,控制开关模块的信号输出端通过cpu模块与无线发射模块的信号输入端连接;

电源模块用于向整个控制系统供电;无线发射模块用于将cpu模块输出的控制指令发送至单兵驱散盾牌的无线接收模块;控制开关模块用于向cpu模块发出控制信号。无线发射模块优选型号为nrf24l012.4g的无线模块。优选cpu模块的型号为stm32f103rbt6。

需指出,本发明的控制开关模块包括多个控制开关,控制开关分别与cpu模块的输入端连接,启动控制开关微处理器将接收到相应的控制信号。该控制开关的1引脚接电源模块的输出端,控制开关的2引脚与cpu模块的39引脚连接,控制开关的4引脚接地。

该指挥员盾牌采用与微控制器电连接的无线发射模块,通过多个控制开关向微控制器发出控制信号,微控制器对控制信号处理后经无线发射模块发送给单兵驱散盾牌,从而实现指挥员盾牌对单兵驱散盾牌的无线控制。本发明的指挥员盾牌可以进行远距离遥控指挥,使得单兵驱散盾牌能够进行一致的驱散,因此,本发明在实现无线控制的同时,操作更方便,使用效果更好。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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