專利名稱：紅外及超聲波結合檢測安全區域的控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于安全區域檢測控制的系統，尤其是一種利用超聲傳感技術、
紅外傳感技術，結合計算機軟件和單片機編程控制的安全區域檢測系統。
背景技術：
目前，在智能化自動控制機車、機器人、工業自動化生產線、運動設備或人體的安 全區域檢測系統中所應用的障礙物探測技術主要有三種，紅外光型、激光型和超聲波型。紅 外光型檢測技術，由于其檢測設定尺度為大概值，因此不能精確定位和實現分級控制，同時 受環境光照度強弱的影響，不同吸光率反射物體的反映距離檢測誤差很大，在200%以上， 因而不適應于在檢測條件動態變化和測定要求較高的情況中使用。激光型檢測技術，檢測 精度高，抗干擾性強，可方便地采用編程方式實現不同形態的區域設定或自學習式區域設 定，但其檢測面僅為lcm左右垂直厚度的薄片狀扇形面，對該扇形面以外的相鄰上下區域 內的障礙物則不可檢測，導致在檢測距離范圍內對掃描垂直方向以外可能出現的障礙物檢 測不到，不能起到全面保護的效果。超聲波型檢測技術由于其傳感器發射是機械振動波，故 不可躍變，而且存在近距橫向次波的衍射干擾，因此現有超聲波技術產品采用了近距中斷 處理方式，因而導致存在至少大于30cm的近距檢測中斷盲區；另外，超聲波技術還存在橫 向相鄰物體間的回波衍射干擾、控制輸出的響應遲滯、對快速橫向切入障礙不能有效響應、 不具備其測控距離根據需要任意選調設定功能和編程化及分級輸出控制的系統配置整合 功能，并且超聲傳感器與超聲控制主機間的傳輸線長度限制等諸多不足之處。
發明內容
本發明所要解決的就是利用上述三種現有技術的障礙物探測系統存在的不足，提 供一種紅外傳感和超聲波傳感技術結合，梯度分級采集識別信號以探測障礙物，設定安全 區域的控制系統。 本發明的紅外及超聲波結合檢測安全區域的控制系統，由PC微機、主控制器和傳
感器構成，PC微機設定及反饋主控制器參數，主控制器與傳感器相連接，根據傳感器的檢測
數值由主控制器運算后發出指令，其特征在于傳感器的控制電路包括 —個超聲波發射功率放大電路，源于系統主控制器編碼發射脈沖； —個超聲波梯度分級采集電路，將接收檢測到的超聲源信號提供給系統主控制器
的數據傳輸通路； —個前置放大及A/D轉化電路，將梯度分級采集的超聲波非規則模擬源信號轉變 為可數字化處理的數字信號； —個跟隨式分級采集電路，跟隨主控制器的發射調制設定，保持已設定的分級檢 測距離實現超聲波信號的采集，超聲波采集信號跟隨超聲波脈沖發射完畢始計時分段拾取 采集； —個紅外調制發射電路，持續向前方障礙物發射紅外光；
—個紅外接收解調電路，采集檢測前方障礙物反射的紅外光； —個紅外/超聲波檢測評判電路，對所接收的外光波信號的有效性進行檢測評判 后對超聲波信號的與門輸出通路形成控制； 以及一個放大整形輸出電路，將檢測信號輸出至主控制器。 所述超聲波梯度分級采集電路采用紅外專用前置運放集成CX20106電路將采集 的非規則超聲模擬源信號解調為數字信號。 所述的主控制器輸出控制采用單列運算、總線式匯集優先分級識別的超聲波測距 檢測，由四片單片機AT89C2051各自獨立單列檢測運算，以串行通訊方式匯集于主控CPU單 片機AT89S8253進行信號優先級識別評判、傳感器編號及檢測距離數值顯示與外聯PC微機 件的通訊總線控制。 本發明的系統，傳感器結合了紅外技術和超聲波技術，主控制器為多級測距分級 設定數值的對應輸出控制，可根據需要實現對設備的控制。實現了超聲測距無近距離盲區 及距傳感器直線距離在0. 5米內對大于lcm2微小障礙物的有效檢測，測距傳感器與系統主 控制器間的遠距離連傳應用，其傳輸線長可大于20m。 A/D數碼式信號采集解調判別技術使系統主控CPU能根據整形后的矩形波數位或
脈寬信號進行是否有效的運算判斷，有效降低了誤碼信號及兩同用設備間的信號互擾。 梯度分級信號采集識別技術保障了對遠距離障礙物有效檢測的前置高增益信號
放大效應，但又有效解決了由于前置高增益放大效應而存在的近距離干擾衍波的誤信號觸
發及相關連接介質帶入的高頻度干擾引起的誤觸發現象，實現了超聲傳感檢測無盲區并在
高增益靈敏度條件下有效降低誤信號觸發。 紅外測控與超聲波檢測互控雙檢測一體化集成的傳感器，具有高可靠性，提高了 超聲波傳感器的動態抗干擾能力，在實際應用中完全杜絕了工作環境干擾的誤觸發動作。
圖1是本發明傳感器控制電路結構示意圖
圖2是本發明具體實施例1的傳感器電路原理圖
圖3是本發明具體實施例2的主控制器電路原理圖
具體實施例方式
實施例1 :紅外光及超聲波結合檢測安全區域的控制系統，由PC微機、主控制器和 傳感器構成。 PC微機PC微機采用視窗對話界面操控方式實現對主控制器參數及狀態設定。
主控制器主控制器輸出控制采用單列運算、總線式匯集優先分級識別的超聲波 測距檢測，由四片單片機AT89C2051各自獨立單列檢測運算，以串行通訊方式匯集于主控 CPU單片機AT89S8253進行信號優先級識別評判、傳感器編號及檢測距離數值顯示與外聯 PC微機件的通訊總線控制。 外輸電源(+V)并聯濾波電容C1、C2接地，傳感器聯接插口A、B、C、D等(提供 外接傳感器功率源)、電子繼電器VT1 VT8， +V聯接穩壓集成電路7809分壓作為緩沖轉 換集成電路CD4010B的高位電源，C3、 C4為穩壓電路7809分壓級的濾波電容接地，經穩壓電路7809降壓后再聯接穩壓集成電路7805分壓，由7805輸出級并聯濾波電容C5、 C6、 反相器集成電路CD4069(1) 、 CD4069(2) 、7404、單片機AT89S8253、集成電路HN232、單片機 AT89C2051 (A) 、 AT89C2051 (B) 、 AT89C2051 (C) 、 AT89C2051 (D)、集成電路CD4010B，構成系統 主控制器正源極通路。 主控CPU單片機AT89S8253腳位①、②、③、④等對應聯接于反相器集成電路 CD4069(B)腳位(13)、腳位①、CD4069(A)腳位(13)、腳位①等，經CD4069 (A)腳位②作為一
級輸出端并聯腳位③、腳位⑤，由腳位④、腳位⑥并聯作為二級輸出端至外掛傳感器接口插 腳位(D-0UT)。同理，CD4069(A)腳位(12)并聯腳位(11)、腳位⑨，由腳位⑩、腳位⑧并聯 至外掛傳感器接口插腳位(C-0UT)。 CD4069(B)腳位②并聯腳位③、腳位⑤，由腳位④、腳位 ⑥并聯至外掛傳感器接口插腳位(B-0UT) 。 CD4069(B)腳位(12)并聯腳位(11)、腳位⑨，由 腳位⑩、腳位⑧并聯至外掛傳感器接口插腳位(A-0UT)，構成可分別對發射輸出脈沖編程調 制和通過反相器集成電路CD4069增擴輸出電流的電路，一是實現發射的可分別調調制性， 二是為在長線距的使用中增益超聲發射信號源輸出功率，以補償傳感器在長線距應用中的 阻抗損耗。 AT89S8253腳位⑧、腳位(12)、腳位(32)分別對應聯接于TTL集成電路7404腳位 ②、腳位⑥、腳位④，經7404腳位①、腳位③、腳位⑤對應聯接于數碼顯示器C、 H、 L共陽極， 由數碼管a、 b、 c、 d、 e、 f 、 g分別串聯電阻Rl對應至AT89S8253腳位(39)、腳位(38)、腳位 (37)、腳位(36)、腳位(35)、腳位(34)、腳位(33)，構成單片機行列掃描數碼顯示電路，以用 于對應的傳感器編號及檢測距離數值的顯示。 AT89S8253腳位⑨并聯電阻R2接地、電容C7接電源，構成CPU上電復位電路。
AT89S8253腳位⑩(RXD)、腳位(11) (TXD)分別對應并聯單片機AT89C2051 (A)、 (B)、 (C)、 (D)腳位③(TXD)、腳位②(RXD)、 RS232集成電路HN232腳位⑨、腳位⑩。同時， AT89S8253腳位(14)對應并聯AT89C2051 (A) 、 (B) 、 (C) 、 (D)腳位⑧，構成各外接傳感器檢 控分組CPU-AT89C2051以串行通訊方式匯集于AT89S8253形成主控CPU內系統數據通訊及 通過集成電路HN232腳位⑦、腳位⑧以RS232串行輸出方式形成的外聯PC機間通訊設置總 線控制電路。 AT89S8253腳位(13)聯接[通訊開關]，作為系統主控器CPU外聯PC微機的通訊
聯系控制。當[通訊開關]關斷時，單片機AT89S8253處于程序設定運行狀態。當[通訊
開關]導通接地時，單片機AT89S8253處于與外聯PC微機間的通訊方式。AT89S8253腳位(15)、腳位(16)、腳位(17)分別對應聯接[左]、[右]、[后]接
地開關，為對應傳感器(組)運行使能控制開關。當使能控制開關斷開時，傳感器為正常運
行狀態，若使能控制開關導通接地時，則對應的傳感器(組)發射及接收運行處于中斷狀態。 AT89S8253腳位(18)、腳位(19)并聯晶振CS1后分別串聯30P電容接地，構成CPU 本機振蕩器電路。 AT89S8253腳位(31)接正電源為CPU(EA/VPP)端口高電平保持電路。
AT89S8253腳位(28)、腳位(27)、腳位(26)、腳位(25)、腳位(24)、腳位(23)、腳位 (22)、腳位(21)分別對應串聯電阻R3、晶體管VT1、VT2、 VT3、…VT8基極，經晶體管VT1、 VT2、VT3、…VT8對應聯接電子繼電器，構成傳感器測距分級設定數值對應的繼電器開關輸出控制電路，用于自動機車的減速、轉向、剎停及其它需安全區域測控設備的相關控制。
單片機AT89C2051 (A、 B、 C、 D)為各自獨立檢測運算CPU，其運用方式與功能和編 程方式相同，舉例AT89C2051 (A)予以說明腳位①并聯電容C15聯正電、電阻R7接地，構 成上電復位電路。腳位②(RXD)、腳位③(TXD)對應聯接AT89S8253腳位(11) (TXD)、腳位 (RXD)，構成與主控CPU的數據通訊電路。腳位④、腳位⑤并聯晶振CS2后分別串聯30P 電容接地，構成本機振蕩器電路。腳位⑥并聯腳位⑨后與集成電路CD4010B腳位⑥聯接， 經緩沖轉換集成電路CD4010B電壓轉換后，由腳位⑦并聯接地電阻R11至外掛傳感器接口 插腳位(A-OUT)，構成為提高抗線路雜波干擾，減少因長線距傳輸損耗而提高的信號壓值適 用于CPU工作電壓，實現各自對應傳感器信號輸入經電壓轉換至單片機的獨立檢測運算電 路。 傳感器控制電路通過傳感器電源(+V)、接地(GND)、輸入(INPUT)、輸出(OUT) 構成四線輸入出總線形式。電源(+V)源于系統主控器，通過并聯電阻R1、穩壓管VT2、電 阻R16、 R17后串聯集成穩壓電源78L09,再并聯集成電路CD4011B、集成電路NE555、電阻 R9后串聯分級集成穩壓電源78L05,并聯集成電路NE556 (2)、集成電路CD4066B、集成電路 NE567，與接地(GND)共同構成傳感器各部分級電位及總功率電源回路。
超聲波發射功率放大電路，輸入(INPUT)源于系統主控制器的CPU編碼發射脈沖， 串接電阻R18，并聯電阻R19、晶體管VT2基極，通過晶體管VT2集電極與電阻R16的相接，組 成前級信號放大單元電路。晶體管VT2集電極與電阻R28連接至脈沖跟隨式控制電路，與 電容C16串接、并接二極管VD5、晶體管VT3組成編碼發射脈沖功率放大電路。由電源(+V) 并聯電阻R17后，并接電容C15作為超聲發射電源濾波，再串聯發射增壓電感Ll初極、晶體 管VT3集電極，由增壓電感L1次極與超聲器(SV1)構成獨立回路的超聲波發射電路。
超聲波梯度分級采集電路及放大整形輸出電路，輸出(OUT)系該傳感器將所接收 檢測到的超聲源信號提供給系統主控制器CPU的數據傳輸通路。由超聲器(SV2)串聯電 阻R23、電阻R22至前置運算放大集成電路CX20106輸入端①，經集成電路CX20106的信 號運算放大整形，由集成電路CX20106輸出端⑦并接與非門集成電路CD4011B門電路輸 入端(12)、 (13)，經門電路反相后輸出至下一級門電路輸入端⑨，與受紅外集成接收電路 IRM3238輸出端串接電容C13、并聯濾波電容C10、串接電阻R12連接集成電路LM567信號輸 入端③，通過音頻解碼集成電路LM567輸出端⑦連接時基集成電路NE555輸入控制端②、經 NE555輸出端③連接與非門集成電路CD4011B門輸入端⑧共同組成與非邏輯單元，與非邏 輯單元輸出端⑩并聯門電路輸入端①、②、⑤、⑥，經兩門電路反相放大整形后由輸出端③、 ④、負反饋電阻R20并接后作為超聲波采集檢測信號輸出(OUT)電路。
前置放大及A/D轉化電路，利用紅外專用前置運放集成電路CX20106所集成的內 部電平自動控制電路ABLC、前置放大、限幅放大、帶通濾波、檢波、積分電路、整形輸出功能， 將非規則的模擬源信號轉變為可數字化處理的A/D數碼信號。通過集成電路CX20106腳位 ①并聯電阻R24、串接電阻R22、R23、超聲器(SV2)，腳位②串接電阻R21、電容C19，腳位③接 電容C20，腳位⑤串接電阻R25至腳位⑧并聯濾波電容C22、經緩沖電阻R27至正電位，腳位 ⑥聯接電容C21構成脈寬積分解調，CX20106腳位⑦并聯數碼集成電路CD4011B腳位(12)、 (13)、電阻R26，且電阻R26接至穩壓集成電路78L09,構成超聲信號A/D輸出電路。使之系 統主控制器CPU能根據集成電路CX20106接收并整形后的矩形波數位或脈寬信號進行是否有效的運算判斷，有效降低了誤碼信號及兩同用設備間的信號互擾。 跟隨式分級采集電路，在超聲波采集電路中，采用超聲波采集信號跟隨式梯度分 級采集識別技術方案。取自晶體管VT2集電極源于系統主控制器CPU輸入(INPUT)的超聲 發射源，由晶體管VT2集電極串接電阻R28、電容C24、晶體管VT4基極、并接電阻R29對地， 組成源信號直流阻容隔離放大電路。經晶體管VT4集電極并聯時基集成電路NE556(2)雙 信號觸發端⑥、⑧、電阻R31接電源為電位拉升。由于時基集成電路NE556(2)在持續受控 觸發期間跟隨保持高電平，無定時效應。而隨觸發信號的中止，時基電路立刻進入設定輸出 狀態，構成隨系統主控CPU不同發射數值但保持固定時差周期值的跟隨控制電路。
由集成電路NE556(2)腳位(12)、 (13)并接后接電阻R32至電源、電容C26至地， 構成對電子開關集成電路CD4066B開關導通設控時間的初級梯度時基設定電路。腳位③、 (11)并聯后接電容C25至地。腳位⑩接電源。腳位⑨串接電阻R30、晶體管VT5基極，由晶體 管集電極并聯集成電路CD4066B腳位(12)、電阻R36接電源，作為集成電路CD4066B的初級 梯度開關導通控制電路。集成電路CD4066B的初級開關導通端⑩并聯次級開關導通端⑧、 超聲器(SV2)，同組初級開關導通端(11)以T形聯接電阻R22、R23，構成以超聲器(SV2)、 電阻R22串聯形成的具有相應阻抗效應的梯度式初級超聲源信號拾取通路。
由集成電路NE556(2)腳位①、②并接后接電阻R34至電源、接電容C27至地，構成 對集成電路CD4066B開關導通設控時間的次級梯度時基設定電路。腳位④接電源。腳位⑤ 串接電阻R23、晶體管VT6基極，晶體管集電極并聯電子開關集成電路CD4066B腳位 、電 阻R35接電源，作為集成電路CD4066B開關次級導通控制電路。經集成電路CD4066B開關 導通端⑧連接超聲器(SV2) ，CD4066B次級同一組開關導通端⑨連接運放集成電路CX20106 信號輸入端①，構成低阻抗直通式梯度次級超聲源信號拾取通路。 以上梯度式初級、次級分級采集超聲源信號檢測技術方案，在超聲波發射時及相 應的分級設定時基內，由于受跟隨式分級采集電路的控制，處于非工作狀態，且在發射超聲 波時系統主控CPU也同時中斷信號的接收。當超聲波發射畢的初期瞬間(約2ms)，由于初 級和次級梯度分級開關電路處于導通關斷狀態，超聲檢測信號只能通過超聲器(SV2)、電阻 R23、 R22至前置運放集成電路CX20106輸入端①構成的高阻抗基級超聲源信號通路拾取， 從而克制了超聲波發射產生的近距離強衍射波對接收干擾造成的誤觸發，因為在超聲波發 射端的近距離內，超聲波是無指向性的。但對于近距的障礙物體，由于其近距離的反射波具 有很強的聲波信號能量，足以通過高阻抗的基級超聲源拾取通路被采集檢測。
當超聲波發射畢^ 2ms時，此時受初級梯度時基設定電路控制的開關集成電路 CD4066B初級導通端(12)、 (11)開啟，超聲器(SV2)經開關集成電路CD4066B導通端 、 (11)、電阻R22至前置運放集成電路CX20106輸入端①串聯形成具有電阻R22阻抗效應的 梯度式初級超聲源信號拾取通路。由于初級信號通路增加了阻抗，形成前置運放拾取的源 信號減弱，從而有效降低了來自相鄰側旁干涉信號導致的誤觸發影響。但對于在中近距離 (約0. 7米)的障礙物體檢測，由于其通路阻抗值是經測算附加的，對于此時在中近距離范 圍內仍具有較強反射波強度效應的超聲源信號仍可有效拾取。 當超聲波發射畢^ 4. 5ms時，此時受次級梯度時基設定電路控制的開關集成電路 CD4066B初級導通端⑧、⑨開啟，超聲器(SV2)經開關集成電路CD4066B導通端⑧、⑨、直接 于前置運放集成電路CX20106輸入端①，形成直通式低阻抗次級超聲源信號拾取通路。使之對遠距離較弱的反射波信號得以有效采集。 采用隨系統主控CPU不同發射數值但保持固定時差周期值的跟隨控制電路，使之 初級、次級開啟時間能不受因系統主控CPU調制形成發射脈沖數位的不同而減少或重迭， 保障了設定梯度距的相對準確性，因當超聲發射時，系統主控CPU中斷信號采集，在發射中 止時開始計測。 上述技術原理構成跟隨式基級、初級、次級梯度分級超聲源信號采集識別技術方 案。從而保障了為實現對遠距離障礙物有效檢測而設定的前置高增益信號放大效應，但又 有效抑制了由于前置的高增益放大效應而引起的近距離干涉衍波誤信號觸發及相關連接 介質帶入的高頻度干擾引起的誤觸發現象。實現了超聲傳感檢測無盲區和在高增益靈敏度 條件下有效降低誤信號觸發的專項性技術方案 紅外調制發射電路，紅外發射輸出電路由時基集成電路NE556(1)與正電源+V并 聯的穩壓管VD2串接于腳位(14)、并聯濾波電容C2作為集成電路NE556(1)的分壓式功耗 降減電源，并由此電源串接電阻R6至NE556(1)腳位(13)，經該集成電路腳位(13)并聯二 極管VD3負極、VD4正極，二極管VD3正極，由二極管VD3正極串聯電阻R7后并聯二極管 VD4負極、集成電路NE556(1)腳位(12)、腳位⑧、C4接地電容，構成調制振蕩器。由集成 電路NE556(1)腳位(14)的分壓電源串聯電阻R4至NE556腳位①、電阻R5，經電阻R5并 聯NE556(1)腳位②、腳位⑥、C3接地電容，構成載波頻率振蕩器。NE556(1)腳位③與腳位 (11)、C5接地電容并聯，為閾值濾波電路。NE556(1)腳位④與腳位⑨相連為調制信號通路， 形成調制發射振蕩電路。NE556(1)腳位⑤輸出發射信號至串聯電阻R3、晶體管VT1基極， 通過與正電源+V并聯的電阻Rl并聯濾波電容Cl，串聯限流電阻R2、紅外發射管VD1至晶 體管VT1集電極，構成發射輸出電路。 紅外接收解調電路，由紅外集成接收器IRM3238腳位③并聯電阻R14、電容C14接 地、電阻R15，由阻抗電阻R14與集成穩壓78L05正電位連接，組成IRM3238紅外集成接收 器外接電源電路。經電阻R15并聯IRM3238腳位①、電容C13，再經電容C13并聯電容C10 接地、串聯電阻R12至音頻解碼集成電路LM567信號輸入腳位③，作為紅外接收器信號檢測 輸出電路。由LM567腳位④連接78L05正電位并聯濾波電容C12接地，作為音頻解碼集成 電路LM567電源電路。LM567腳位①連電容C8接地，組成音頻解碼輸出濾波。LM567腳位 ②連電容C9接地，作為集成內電路低通濾波電路。LM567腳位⑥并聯電阻Rll、電容Cll接 地，經電阻Rll接至腳位⑤，組成中心頻率振蕩器，由LM567解碼輸出腳位⑧并聯電阻R10 至集成穩壓78L05正電位作為解碼輸出端，組合構成集成化紅外信號鎖相環檢測接收解調 電路。 紅外/超聲波檢測評判電路，經LM567解碼輸出腳位⑧連接時基集成電路NE555 觸發輸入腳位②，由NE555腳位⑧連接集成穩壓78L09正電位、并聯電阻R8至NE555腳位 ⑦、腳位⑥、電容C6接地，構成單穩態定時9V高電位輸出電路。NE555輸出腳位③連接與非 門集成電路CD4011B門輸入腳位⑧，通過紅外發射電路、紅外接收電路、鎖相環檢測解碼電 路、超聲信號A/D輸出電路、與非門集成電路CD4011B構成紅外光測控與超聲檢測互控一體 化的集成技術方案。該技術方案以模擬電子技術方式對紅外發射的功率進行限流調整或接 收增益調整設定障礙物的紅外反射光檢測距離，通過以80°夾角持續發射的紅外光對前方 障礙物反射紅外光進行采集檢測，由LM567鎖相環解碼識別是否為本機所發射的有效紅外
8光波信號。當在紅外檢測采集的設定距離范圍內出現障礙物時，紅外集成接收器IRM3238 將檢測的反射信號經LM567解碼輸出至時基電路NE555,經NE555以設定的毫秒級定時方 波輸出對超聲檢測信號的與門輸出通路形成控制。當紅外測控電路未檢測到標志前方障礙 物的紅外反射波時，NE555輸出低電平，檢測輸出通路與門處于低電平鎖定狀態，此時無論 超聲檢測電路是否有輸出信號均被阻斷。當檢測到標志前方障礙物的紅外反射波時，NE555 輸出高電平，檢測輸出通路與門處于導通狀態，超聲檢測信號得以輸出。從而構成了以紅外 測控與超聲檢測互控雙檢測一體化的高可靠性超聲檢測電路，進一步提高了超聲傳感器的 動態抗干擾能力。 本發明的紅外及超聲波結合檢測安全區域的控制系統，紅外光和超聲檢測互控一 體化，有效避免了單一紅外測控和超聲測控的弊端，能夠實現安全區域的準確檢測。
權利要求
紅外及超聲波結合檢測安全區域的控制系統，由PC微機、主控制器和傳感器構成，PC微機設定及反饋主控制器參數，主控制器與傳感器相連接，根據傳感器的檢測數值由主控制器運算后發出指令，其特征在于傳感器的控制電路包括一個超聲波發射功率放大電路，源于系統主控制器編碼發射脈沖；一個超聲波梯度分級采集電路，將接收檢測到的超聲源信號提供給系統主控制器的數據傳輸通路；一個前置放大及A/D轉化電路，將梯度分級采集的超聲波非規則模擬源信號轉變為可數字化處理的數字信號；一個跟隨式分級采集電路，跟隨主控制器的發射調制設定，保持已設定的分級檢測距離實現超聲波信號的采集，超聲波采集信號跟隨超聲波脈沖發射完畢始計時分段拾取采集；一個紅外調制發射電路，持續向前方障礙物發射紅外光；一個紅外接收解調電路，采集檢測前方障礙物反射的紅外光；一個紅外/超聲波檢測評判電路，對所接收的外光波信號的有效性進行檢測評判后對超聲波信號的與門輸出通路形成控制；以及一個放大整形輸出電路，將檢測信號輸出至主控制器。
2. 如權利要求1所述的紅外及超聲波結合檢測安全區域的控制系統，其特征在于超聲 波梯度分級采集電路采用紅外專用前置運放集成CX20106電路將采集的非規則超聲模擬 源信號解調為數字信號。
3. 如權利要求1所述的紅外及超聲波結合檢測安全區域的控制系統，其特征在于所 述的主控制器輸出控制采用單列運算、總線式匯集優先分級識別的超聲波測距檢測，由 四片單片機AT89C2051各自獨立單列檢測運算，以串行通訊方式匯集于主控CPU單片機 AT89S8253進行信號優先級識別評判、傳感器編號及檢測距離數值顯示與外聯PC微機件的 通訊總線控制。
全文摘要
紅外及超聲波結合檢測安全區域的控制系統，涉及一種利用超聲傳感技術、紅外傳感技術，結合計算機軟件和單片機編程控制的安全區域檢測系統。發明的紅外及超聲波結合檢測安全區域的控制系統，由PC微機、主控制器和傳感器構成，傳感器的控制電路包括超聲波發射功率放大電路、超聲波梯度分級采集電路、前置放大及A/D轉化電路、跟隨式分級采集電路、紅外調制發射電路、紅外接收解調電路、紅外/超聲波檢測評判電路以及一個放大整形輸出電路。紅外測控與超聲波檢測互控雙檢測一體化集成的傳感器，具有高可靠性，提高了超聲波傳感器的動態抗干擾能力，在實際應用中完全杜絕了工作環境干擾的誤觸發動作。
文檔編號G01S15/08GK101713971SQ200910095199
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月16日 優先權日2009年11月16日
發明者鄒鵬幼 申請人:鄒鵬幼