道口異物檢測雷達的制作方法
【專利摘要】道口異物檢測雷達，包括超聲波換能器、微控制器和通信模塊、信號驅動電路、功率放大電路、信號限幅電路、帶通濾波器、第一跟隨器、第二跟隨器和檢波輸出電路，它由三極管N1和三極管P1組成乙類推挽電路，提高了電路的驅動能力；由三極管Q1、電容E1、變壓器B1和整流橋Z1組成功率放大電路，提高了超聲波換能器的發射強度；它還可通過RS232和RS485兩個接口對外通信；該電路結構簡單，實現了超聲波在40米內的準確檢測。
【專利說明】道口異物檢測雷達
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種雷達，具體地說是一種道口異物檢測雷達。
【背景技術】
[0002]鐵路道口的安全防護工作是鐵路安全的重要部分，有時候，在鐵路道口上會停留車輛、行人以及玩耍的兒童，如果停留時間過長，碰巧鐵路經過，則給道口的安全防護工作帶來很大問題，嚴重時可能出現人員傷亡，如何對鐵路道口上停留的人以及車輛等進行檢測是一個急需解決的問題，有一種方案是采用超聲波雷達對道口上的異物進行檢測，但目前的超聲波雷達多數是用在汽車倒車雷達上的，由于倒車雷達電路的驅動能力有限，且為超聲波換能器提供的能量不大，因此其探測距離較小。
實用新型內容
[0003]為了克服上述現有技術存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種驅動能力高，發射強度大的道口異物檢測雷達。
[0004]為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案:一種道口異物檢測雷達，包括超聲波換能器、微控制器和通信模塊，其特征在于，還包括信號驅動電路、功率放大電路、信號限幅電路、帶通濾波器、第一跟隨器、第二跟隨器和檢波輸出電路，所述信號驅動電路的輸入端與所述微控制器連接，其輸出端與所述功率放大電路的輸入端連接，功率放大電路的輸出端和第一跟隨器的輸入端分別與所述超聲波換能器連接，限幅電路連接在超聲波換能器和第一跟隨器之間，第一跟隨器的輸出端與帶通濾波器的輸入端連接，所述帶通濾波器的輸出端與第二跟隨器的輸入端連接，第二跟隨器的輸出端與所述檢波輸出電路的輸入端連接，檢波輸出電路的輸出端與微控制器連接；所述通信模塊與所述微控制器連接。
[0005]所述信號驅動電路包括由三極管NI和三極管Pl組成的乙類推挽電路；所述功率放大電路包括三極管Q1、電容E1、變壓器BI和續流器件Zl，三極管Ql的集電極與變壓器BI的原邊引腳I連接，三極管Ql的基極與所述乙類推挽電路的輸出端連接，變壓器BI的原邊引腳2接電源并連接電容E1，所述續流器件Zl的輸入端與變壓器BI副邊的輸出腳連接，續流器件Zl的輸出端與所述超聲波換能器連接。
[0006]所述變壓器BI的副邊繞組匝數與原邊繞組匝數之比為40。
[0007]所述信號限幅電路包括反向并聯的二極管D5和二極管D6，二極管D5的陽極和二極管D6陰極接地。
[0008]所述檢波輸出電路包括運放器Ul和三極管N2，所述運放器Ul的輸出端串接一電阻R18后與三極管N2的基極連接，運放器Ul的同相輸入端與三極管N2的集電極之間連接一電阻R17，三極管N2的集電極與微控制器連接，運放器Ul的輸出端下拉一電阻R19，三極管N2的發射極接地。
[0009]所述通信模塊包括RS232通訊接口和RS485通訊接口。
[0010]所述微控制器為AT89S52微控制器。[0011]本實用新型的有益效果是:信號驅動電路中由三極管NI和三極管Pl組成乙類推挽電路，提高了電路的驅動能力；由三極管Q1、電容E1、變壓器BI和續流器件Zl組成的功率放大電路，提高了超聲波換能器的發射強度；它還可通過RS232和RS485兩個接口對外通信；該電路結構簡單，實現了超聲波在40米內的準確檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明:
[0013]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0014]圖2為本實用新型超聲波收發電路圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1和圖2所示，本實用新型的一實施方式包括超聲波換能器Tl、AT89S52微控制器、通信模塊、信號驅動電路、功率放大電路、信號限幅電路、帶通濾波器、第一跟隨器、第二跟隨器和檢波輸出電路，所述通信模塊包括RS232通訊接口和RS485通訊接口，實現了異物檢測雷達與外部的通訊；所述信號驅動電路的輸入端通過接線端子Jl與所述AT89S52微控制器連接，其輸出端與所述功率放大電路的輸入端連接，功率放大電路的輸出端和第一跟隨器的輸入端分別與所述超聲波換能器Tl連接，限幅電路連接在超聲波換能器和第一跟隨器之間，第一跟隨器的輸出端與帶通濾波器的輸入端連接，所述帶通濾波器的輸出端與第二跟隨器的輸入端連接，第二跟隨器的輸出端與所述檢波輸出電路的輸入端連接，檢波輸出電路的輸出端通過接線端子Jl與AT89S52微控制器連接；所述通信模塊與所述AT89S52微控制器連接。
[0016]所述信號驅動電路包括由三極管NI和三極管Pl組成的乙類推挽電路，三極管NI為NPN型，三極管Pl為PNP型，三極管NI和Pl的發射極e相連，作為輸出端，三極管NI的集電極c接+12V電源，并接一旁路電容E2，三極管Pl的集電極c接地；所述功率放大電路包括三極管Q1、電容E1、變壓器BI和續流器件Z1，續流器件Zl包括二極管Dl- 二極管D4，二極管Dl的陽極與二極管D3的陰極連接，作為續流器件Zl的輸入端，二極管D4的陽極與二極管D2的陰極連接，作為續流器件Zl的輸出端，所述變壓器BI的副邊繞組匝數與原邊繞組匝數之比為40，三極管Ql的集電極c與變壓器BI的原邊引腳I連接，三極管Ql的基極b與所述乙類推挽電路的輸出端連接，變壓器BI的原邊引腳2接+12V電源并連接電容E1，所述續流器件Zl的輸入端與變壓器BI副邊的輸出腳連接，續流器件Zl的輸出端與所述超聲波換能器Tl連接，續流器件Zl的輸出端串接一電阻R4后與第一跟隨器連接，在電阻R4后面連接信號限幅電路；所述信號限幅電路包括反向并聯的二極管D5和二極管D6，二極管D5的陽極和二極管D6陰極接地，二極管D5的陰極和二極管D6陽極接在電阻R4后。
[0017]所述檢波輸出電路包括運放器Ul和三極管N2，所述運放器Ul的輸出端串接一電阻R18后與三極管N2的基極連接，運放器Ul的同相輸入端與三極管N2的集電極之間連接一電阻R17，三極管N2的集電極通過接線端子Jl與AT89S52微控制器連接，運放器Ul的輸出端下拉一電阻R19，三極管N2的發射極接地。
[0018]所述帶通濾波器包括運算放大器U3、電容C2、電容CS及電阻RlO-電阻R12。所述的第一跟隨器和第二跟隨器均是由運算放大器構成的，它們提供阻抗匹配，避免了它后面的負載影響了前面的電路，第一跟隨器由運算放大器U4、電容Cl及電阻R5-電阻R9組成，第二跟隨器由運算放大器U2、電容C3及電阻R13-電阻R16組成。
[0019]其工作原理是:單片機產生40KHz方波信號，經由三極管NI和三極管Pl組成的乙類推挽電路產生強大的驅動力推動方波信號輸出，再經由三極管Q1、變壓器BI和電容El組成的功率放大電路為超聲波換能器Tl提供強大的推動功率，使超聲波換能器Tl發出高強度超聲波；其回波經由二極管D5、二極管D6組成的限幅電路進行限幅接收后，由第一跟隨器進行阻抗匹配后經過由運算放大器U3D、電容C2、電容CS及電阻RlO-電阻R12組成的帶通濾波器對回波信號進行濾波放大，之后經第二跟隨器后由檢波輸出電路輸出脈沖電平提供給單片機檢測口。
[0020]以上所述只是本實用新型的優選實施方式，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種道口異物檢測雷達，包括超聲波換能器、微控制器和通信模塊，其特征在于，還包括信號驅動電路、功率放大電路、信號限幅電路、帶通濾波器、第一跟隨器、第二跟隨器和檢波輸出電路，所述信號驅動電路的輸入端與所述微控制器連接，其輸出端與所述功率放大電路的輸入端連接，功率放大電路的輸出端和第一跟隨器的輸入端分別與所述超聲波換能器連接，限幅電路連接在超聲波換能器和第一跟隨器之間，第一跟隨器的輸出端與帶通濾波器的輸入端連接，所述帶通濾波器的輸出端與第二跟隨器的輸入端連接，第二跟隨器的輸出端與所述檢波輸出電路的輸入端連接，檢波輸出電路的輸出端與微控制器連接；所述通信模塊與所述微控制器連接。
2.根據權利要求1所述的道口異物檢測雷達，其特征在于，所述信號驅動電路包括由三極管NI和三極管Pl組成的乙類推挽電路；所述功率放大電路包括三極管Q1、電容E1、變壓器BI和續流器件Z1，三極管Ql的集電極與變壓器BI的原邊引腳I連接，三極管Ql的基極與所述乙類推挽電路的輸出端連接，變壓器BI的原邊引腳2接電源并連接電容E1，所述續流器件Zl的輸入端與變壓器BI副邊的輸出腳連接，續流器件Zl的輸出端與所述超聲波換能器連接。
3.根據權利要求2所述的道口異物檢測雷達，其特征在于，所述變壓器BI的副邊繞組匝數與原邊繞組匝數之比為40。
4.根據權利要求1所述的道口異物檢測雷達，其特征在于，所述信號限幅電路包括反向并聯的二極管D5和二極管D6，二極管D5的陽極和二極管D6陰極接地。
5.根據權利要求1所述的道口異物檢測雷達，其特征在于，所述檢波輸出電路包括運放器Ul和三極管N2，所述運放器Ul的輸出端串接一電阻R18后與三極管N2的基極連接，運放器Ul的同相輸入端與三極管N2的集電極之間連接一電阻R17，三極管N2的集電極與微控制器連接，運放器Ul的輸出端下拉一電阻R19，三極管N2的發射極接地。
6.根據權利要求1所述的道口異物檢測雷達，其特征在于，所述通信模塊包括RS232通訊接口和RS485通訊接口。
7.根據權利要求1所述的道口異物檢測雷達，其特征在于，所述微控制器為AT89S52微控制器。
【文檔編號】G01S7/52GK203732720SQ201420098629
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】徐健, 劉玉明, 張森, 于雯, 李勇, 肖孟國, 鄧軍 申請人:濟南陸聯軌道交通科技有限公司