专利名称：一维智能方向传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及信号传感处理装置，是一种传感器，具体地说，是一种一维智能方向传感器。
背景技术：
在现实生活中，有许多需要进行实时测控的场合，特别是需要进行带方向识别的实时控制。如家庭中的厨房间、卫生间、公共场所的公共厕所、洗手间等，需要作有人或无人的实时判别，以对灯光进行开关控制，达到方便和节约的目的。还有一些场合，也有使强电触点开关，变成智能的根据方向传感器来判别人的进出方向，以形成自动强电无触点智能方向开关，等等。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能识别方向，灵敏度高，抗干扰性强，体积小，耗电少，无故障工作时间长，价格低廉，安装使用方便，应用范围广的一维智能方向传感器。
本实用新型的技术解决方案是一种一维智能方向传感器，其特征是有信号发射器件，及与其安装在同一电路中的两只信号接收器件，上述两只信号接收器件的接收头安装时彼此错开一个距离，信号发射器件和信号接收器件均与一信号处理电路相连接，传感信号由信号处理电路引出，上述器件及电路与电源相接。
本实用新型中所述的信号发射器件和信号接收器件均采用红外器件。信号处理电路采用微处理单片机。信号处理电路引出的传感输出信号包括脉冲输出信号。脉冲输出信号包括进入脉冲输出、退出脉冲输出。信号处理电路引出的传感信号包括睡眠唤醒输入信号。信号处理电路引出的传感输出信号包括开关信号输出。信号处理电路引出的传感信号包括UAST数据信号通讯口。
本实用新型的有益效果为能在瞬间自动自动识别时速小于200公里物体的运动方向，灵敏度高、抗干扰性强、无误动作、无环境要求、红外线对人体无任何伤害。价格低廉、安装使用方便。能极大地延长自动强电无触点智能方向开关的使用寿命，又可大大延长照明灯的使用寿命。快速、全自动智能化。可直接与计算机接口连接，能提供可靠的开关信号、脉冲信号和中断信号，是一种非常理想的、不消耗主机资源的智能输入设备；可受控于计算机、智能设备等的控制；能在瞬间自动识别时速小于200公里的运动物体通过传感区域时的运动方向、红外线对人体无任何伤害、无污染；灵敏度高，自发射、自接收、工作时间短、睡眠时间长、抗干扰性强、不受外界环境的影响；集成度高、体积小、元器件少、耗电少、无故障工作时间长；安装使用方便、隐蔽性好、具有故障自诊断能力；是保安、治安、防盗、防窃最为理想的门禁智能探头。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明
图1为本实用新型一种一维智能方向传感器的电路图；图2为本实用新型另一种一维智能方向传感器的电路图；图3为本实用新型一维智能方向传感器的一种实际安装示意图；图4为本实用新型一维智能方向传感器的采样周期示意图；图5为本实用新型一维智能方向传感器的一种实际应用电路图。
具体实施方式
本实用新型的一维智能方向传感器由红外线光电信号发射管、红外线光电信号接收头、智能微处理单片机、软件等另部件组成，其组成电原理电路见图1和图2。
图1中包括单片机1U1(型号12C508或12C509、或其它类似功能器件)、红外发射器TSAL1(6200)、红外接收器1U2(TSOP1840)、1U3(TSOP1840)、发光二极管LED1、电阻1R0、1R1、1R2、1R3、1R4、1R5、1R6、1R7、1R8、电容1C1、1C2、1C3、1C4等元器件。图中O1为退出脉冲输出端(或开关信号输出端)；O2为进出脉冲输出端(或睡眠唤醒输入端)。
图2中包括单片机2U1(型号P87LPC760，或其它类似功能器件)、红外发射器TSAL2(6200)、红外接收器2U2(TSOP1840)、2U3(TSOP1840)、发光二极管LED2、电阻2R0、2R1、2R2、2R3、2R4、2R5、2R6、电容2C1、2C2、2C3、2C4等元器件。图中O21为其它控制输出端，O22为进出脉冲输出端，UART为串行通讯口。
图4中T0为发射、接收时间；T1为信号处理、睡眠等待时间；T2为一个采样周期。
图5中包括单片机3U1(型号12C508HUO 124509，或其它类似功能器件)、红外发射器TSAL3(6200)、红外接收器3U2(TSOP1840)、3U3(TSOP1840)、发光二极管LED3、电阻3R0、3R1、3R2、3R3、3R4、3R5、3R6、3R7、4R1、4R2、4R3、4R4、电容3C1、3C2、3C3、3C4、4C1、4C2、光耦(MOC3081)、可控硅TRIAC、负载D等元器件。
图5描述了一种自动方向控制灯电路。实际上是在本实用新型的传感器电路后加接了一个电子开关电路，以控制电灯在有人的时候开，在无人的时候关。
工作原理我们将能够接收到光电信号发射的采样定义为“00”——称其为无信号，或未接收到传感信号，将不能够接收到光电信号发射的采样定义为“A0”、“AB”或“0B”——称其为有信号，或接收到传感信号。当人流、物流等经过该传感区处的时速，小于两红外线光电信号接收头的(安装)距离除以微处理单片机的采样周期时，微处理单片机均会采样到如下两种信号(1)A0、A0……A0；AB、AB……AB；0B、0B……0B；00。
(2)0B、0B……0B；AB、AB……AB；A0、A0……A0；00。这里的“A”、“B”分别代表两个红外线光电信号接收头的代号名称，并接收到传感信号；“0”代表某一红外线光电信号接收头没有接收到传感信号；“……”代表其前后两个采样信号间的N个与其前或后相同的采样信号，N为自然正整数，其大小与人流、物流等经过该传感区处时的速度成反比。
我们将(1)或(2)的检测过程定义为一个方向鉴别过程，将(1)的方向定义为一个固定的方向，则(2)的方向即为(1)的相反方向。
工作过程图1或图2所示的电路，接通直流5伏200毫安的稳压电源后，在微处理单片机内驻留的软件指令的控制下，即可正常工作。将本系统安置于人流、物流等经过处(反射型)或将红外线光电信号发射二极管和剩余电路组成的系统分别安置于人流、物流等经过处的两侧(对射型)即构成一门禁传感区(见图3)。当人流、物流等经过该传感区处后，微处理单片机通过采样后得到上述(1)或(2)的信号数据，经数据处理鉴定后得到一个明确的方向结果。若为进入方向，则两字节的进入数据记录计数器增一、开关信号输出线向外输出打开开关信号，并保持。对于图2所示的电路则同时通过进入信号输出线向外输出一个“进入”脉冲信号；若为相反方向，则两字节的数据记录计数器减一，若减为零时，开关信号输出线向外输出关闭开关信号；对于图2所示的电路则为两字节的退出数据记录计数器增一，同时通过退出信号输出线向外输出一个“退出”脉冲信号。图2所示电路中的串行数据通讯口UART可用于与上位计算机进行数据通讯，根据上位计算机的呼叫，随时向上位计算机输出进入数据、退出数据、剩余(进入与退出之差)数据及日期、时间等数据。
应用(1)图1所示电路的开关信号输出，控制过零触发型“强电无触点开关”(如图5所示)，可用于夜晚有人时需要照明，无人时可以关灯的照明开关自动控制场合。如家庭中的厨房间、卫生间、公共场所的公共厕所、洗手间等。使这些强电触点开关，变成由本智能方向传感器根据人的进出方向，来控制的自动强电无触点智能方向开关。
优特点①当有人进入传感区时，照明灯立即自动打开，人退出传感区后照明灯自动关闭；②进入一人照明灯自动打开后，进入计数器自动计数，此时又进入N个人，而后又退出了N个人(N最大可达65535)，照明灯不会发生变化，仅当最后一个人走出传感区后，照明灯才会自动关闭。
③智能方向传感器自接通电源或唤醒后，其内由软件控制的定时计数器即开始自动计时(可分3小时、6小时、12小时等诸型)。当定时计时时间到后，微处理机立即输出关灯信号，进入“完全”低功耗睡眠状态。直到有人再次需要，将本智能方向传感器复位启动按键按动后；才再次进入计时工作检测状态。即需要时启动一次，使用一个定时周期(3小时、6小时、12小时)。此功能既可避免白天照明灯因人的进入自动开启而造成的浪费和尴尬，又可使自动强电无触点智能方向开关在大部分时间内，工作在一微安工作电流的极低功耗睡眠工作状态下，从而极大地延长了自动强电无触点智能方向开关的使用寿命。
(2)图2所示电路与带计数器的数字显示屏(器)、带串行数据通讯口UART的智能控制显示屏(器)、计算机等组合，可使人流、物流等的方向判别统计，进入快速、全自动智能化。
其应用如①某一学校，当日到校学生人数的统计；②某一大型会议，到会人数的统计；③某一(水、陆、空)运载工具，当次的载运人数的统计；④某一交通路段，某一时段内的车(人)流量的统计；⑤某一服务性单位，某一时段(天)内接待人次的统计；⑥某一口岸，某一时段(天)内进出关人次的统计；⑦某一矿井，某一时段(天)内进出人次的统计；⑧某一暴破现场，暴破前，进出现场人次的统计；⑨某些重要范围(地段、卡口)不允许或需要监测人流、物流等通过的门禁智能探测；等等。
优特点①可直接与计算机接口连接，能提供可靠的中断信号和方向信号，是一种非常理想的、不消耗主机资源的智能输入设备；可受控于计算机、智能设备等的控制；②能自动识别运动物体通过传感区域时的方向、红外线对人体无任何伤害，无污染；③灵敏度高，可在瞬间采样到每小时200公里以下时速运行物体的经过并鉴别出方向；④信号自发射、自接收、工作时间短、睡眠时间长、抗干扰性强、不受外界环境的影响；⑤集成度高、体积小、元器件少、耗电少、无故障工作时间长；⑥安装使用方便、隐蔽性好、具有故障自诊断能力；⑦门禁宽度大于10米，光电发射头前增加光学措施可达数百米；⑧可控制摄像机在需要时准时准点地摄制出大量的极有价值的摄录像资料，及准时准点地发送报警信号；等等。
权利要求1.一种一维智能方向传感器，其特征是有信号发射器件，及与其安装在同一电路中的两只信号接收器件，上述两只信号接收器件的接收头安装时彼此错开一个距离，信号发射器件和信号接收器件均与一信号处理电路相连接，传感信号由信号处理电路引出，上述器件及电路与电源相接。
2.根据权利要求1所述的一维智能方向传感器，其特征是信号发射器件和信号接收器件均采用红外器件。
3.根据权利要求1或2所述的一维智能方向传感器，其特征是信号处理电路采用微处理单片机。
4.根据权利要求1或2所述的一维智能方向传感器，其特征是信号处理电路引出的传感输出信号包括开关信号输出。
5 根据权利要求1或2所述的一维智能方向传感器，其特征是信号处理电路引出的传感输出信号包括脉冲输出信号。
6.根据权利要求5所述的一维智能方向传感器，其特征是脉冲输出信号包括进入脉冲输出、退出脉冲输出。
7.根据权利要求1或2所述的一维智能方向传感器，其特征是信号处理电路引出的信号包括睡眠唤醒输入信号。
8.根据权利要求1或2所述的一维智能方向传感器，其特征是信号处理电路引出的传感信号包括UAST数据信号通讯口。
专利摘要本实用新型公开了一种一维智能方向传感器，其特征是有信号发射器件，及与其安装在同一电路中的两只信号接收器件，上述两只信号接收器件的接收头安装时彼此错开一个距离，信号发射器件和信号接收器件均与一信号处理电路相连接，传感信号由信号处理电路引出，上述器件及电路与电源相接。其有益效果为能在瞬间自动识别时速小于200公里的物体通过传感区域时的运动方向，并输出测控信号，能单独测控，亦能直接与处理机、计算机等的接口连接，能接受上位机的控制，能输出测控信号或数据。灵敏度高，抗干扰强，元器件少，体积小，耗电少，无故障工作时间长，价格低廉，安装使用方便，应用范围广。
文档编号G01D5/26GK2627510SQ0322263
公开日2004年7月21日 申请日期2003年6月8日 优先权日2003年6月8日
发明者李坤 申请人:李坤