专利名称：地板防盗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于地板防盗的设施，属于报警装置技术领域。
背景技术：
目前房屋内部防盗一般都是在室内安装摄像头或感光器等探測器材，这种传统方式ー是存在探測死角，ニ是容易被发现后破坏而失去作用，尤其对于从窗户等进来的盗窃者容易规避被探測。为了更好地实现房屋内部防盗，现有技术中提供不少对上述传统房屋防盗方式的技术突破。据申请人了解，其中的ー种突破思路是在房屋内的地板上设置防盗装置，但申请人还未在市场上见过具体产品或在现有文献中见过具体技术方案的报道。另ー方面，据申请人所知的是，现有在板材或地板上采用传感器进行测控的技术有公开的报道，但都是应用在物品(如车辆)电子称重领域。比如检索到的申请号200720126149. X的中国专利就公开了ー种弯板式动静态称重传感器，该传感器由导线将所有应变计串联组成一个惠斯通电桥，由于它只用一个惠斯通电桥，因此在高速度，大重量吋，效果较好，但在低速度，小重量吋，应变计的相对变化量就很小，灵敏度就很低。此外，据申请人还了解到的是现有ー种在板材设置惠斯通电桥的传感器，该传感器在惠斯通电桥的四个桥上全部安置应变计，其结果是，四个应变计反应时出现的正负信号相互抵消，从而根本无法准确得到測量信号的弊病。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是针对现有技术不足，提出具有较闻的精度和灵敏度的地板防盗装置。为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是一种地板防盗装置，包括设于地板背面的电阻应变计和检测处理电路，检测处理电路包括惠斯通电桥、差动放大器、模数转换器和处理器，所述电阻应变计和惠斯通电桥分别均至少是两个；所述惠斯通电桥的ー个桥路上接有一个电阻应变计，其余桥路上接有电阻；每个惠斯通电桥的输出端连接一个差动放大器的输入端，每个差动放大器的输出端连接模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接处理器。当人员经过地板时，地板受压产生变形使电阻应变计形变，进而在惠斯通电桥上输出电压变化信号；然后电压变化信号经过差动放大器放大后输入处理器，处理器输出控制信号给外部的报警器，从而形成报警(输出控制信号产生报警采用现有常规技术)。上述技术方案的改进是还包括多路模拟选择开关，所述多路模拟选择开关输入端连接惠斯通电桥的输出端，所述多路模拟选择开关输出端连接差动放大器的输入端，所述差动放大器的输出端连接模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接处理器，所述处理器的控制端接在所述多路模拟选择开关的受控端上。上述技术方案的改进是所述地板背面设有开槽，所述电阻应变计和检测处理电路布置在开槽内，所述电阻应变计沿地板长度均布。上述技术方案的改进是所述电阻应变计、惠斯通电桥和差动放大器均分别是两个，所述电阻应变计分别接在两个惠斯通电桥的ー个桥路上，所述惠斯通电桥的输出端分别接在两个差动放大器的输入端上，所述差动放大器的输出端对应接在处理器的输入端上。上述技术方案的改进是所述电阻应变计和惠斯通电桥均分别是四个，所述多路模拟选择开关和差动放大器均分别是ー个，所述电阻应变计分别接在四个惠斯通电桥的一个桥路上，所述惠斯通电桥的输出端分别接在多路模拟选择开关的输入端上，所述多路模拟选择开关的输入端接在差动放大器的输入端上，所述差动放大器的输出端对应接在处理器的输入端上，所述处理器的控制端接在所述多路模拟选择开关的受控端上。 上述技术方案的改进是所述电阻应变计和惠斯通电桥均分别是八个，所述多路模拟选择开关是两个，所述差动放大器是ー个，所述电阻应变计分别接在八个惠斯通电桥的ー个桥路上，所述惠斯通电桥的输出端分别接在两个多路模拟选择开关的输入端上，所述多路模拟选择开关的输入端接在差动放大器的输入端上，所述差动放大器的输出端对应接在处理器的输入端上，所述处理器的控制端接在所述多路模拟选择开关的受控端上。上述技术方案的改进是所述多路模拟选择开关的型号是CD4052，所述差动放大器的型号是AD620，所述处理器的型号是STC12C52XX-16P，所述处理器为集成所述模数转换器的处理器。本实用新型所用现有惠斯通电桥采集电路，如图I所示，Uo为输入电压，Ui为输出电压，RU R2、R3、R4为电桥中的电阻应变计或固定电阻；由电桥原理可知
ひ_イ皿-腿I当桥路中电阻的阻值发生变化时，两端输出的电压差值为
R1R2 「Ail AJE2 & 3 ΔΛ4
AUi = Uo- -—-+-—-
(J l + J 2XJfl + j 2)L Ri R2 R3 RA _现在市场上的电子称等产品中的信号采集电路采用桥路接法的大都是四个电阻应变计分别一一接入四个桥臂中，由于地板的长度很长，通常是800_ —1200_，因此如果采用ー个惠斯通电桥，要将四个电阻应变计一条线平铺在地板上，然后将四个电阻应变计分别一一接入四个桥臂中，这样会出现桥路的两端输出电压差值就会出现正值、负值以及相互抵消的情況。如图I所示，当Rl和R3发生变化时，输出的电压差值就为正值之和；当R2和R4发生变化时，输出的电压差值就会为负值之和；而当相邻两个电阻应变计发生变化时，输出的电压差值为两个电阻应变计变化的差值且可能完全抵消。此外，当采用多个惠斯通电桥，将四个电阻应变计同时接入桥路并且放在很小区域内，就需要较多的电阻应变计，这样不仅浪费资源而且成本较高。与上述现有惠斯通电桥采集电路相反的是，本实用新型上述技术方案采用两个以上的电阻应变计和惠斯通电桥，其中每ー个电阻应变计和三个固定电阻组成ー个惠斯通电桥，即在每个惠斯通电桥的ー个桥路上接有一个电阻应变计，一块地板背后沿长度方向上平放多个电阻应变计，井分别接入相应的多个惠斯通电桥的桥路上，这样每个惠斯通电桥输出的电压差值就只有正值，然后将一块地板所有惠斯通电桥输出的电压求和，这样就不会出现相互抵消的情况，因此，测量的信号非常精确。此外，由于需要的电阻应变计数量也不多(根据地板长度可以放置2— 8个电阻应变计)，加上电阻的价格很低，这样还大大降低成本。综上，本实用新型具有的有益效果是I)采用电阻应变计均匀贴在地板背面，通过地板的变形引起电阻应变计的变形，从而测得压在地板上重量形成的电压信号变化，输出该电压信号到起到防盗作用；2)由于设计了多个独立的惠斯通电桥，特别设计了ー个电阻应变计接在一个惠斯通电桥的ー个桥路上的电路，有几个桥路输出就有几个电压值，这几个电压值不会相互干扰，这样模数转换器最终采集的是多个较精确的电压值之和，实现了较精确得測量；3)由于模数转换器都是对单个惠斯通电桥在同一时间点采集多个电压 值，除去几个最大和最小的值，然后再求平均值得到较精确的本时间点的单个惠斯通电桥的电压值；4)由于应用了多路模拟选择开关，这样減少多个桥路输出端对差动放大器输入端ロ和模数转换器输入端ロ的占用，简化了电路结构。
以下结合附图
对本实用新型的作进ー步说明。图I是惠斯通电桥采集电路原理图。图2是本实用新型实施例一的地板防盗装置电路图。图3是本实用新型实施例ニ的地板防盗装置电路图。图4是本实用新型实施例三的地板防盗装置电路图。
具体实施方式
实施例一本实施例的地板防盗装置，包括设于地板背面的电阻应变计和检测处理电路。在本实施例中，采用长800mm,宽200mm,高20mm的木制地板。木制地板背面设有开槽，槽内布置电阻应变计和检测处理电路，电阻应变计沿地板长度均匀。如图2所示，本实施例采用两个电阻应变计Rl和R2，检测处理电路包括两个惠斯通电桥Jl和J2，两个差动放大器Al和A2，ー个集成模数转换器的处理器Ul。电阻应变计Rl接在一个惠斯通电桥Jl的一个桥路上，另ー个电阻应变计R2接在另ー个惠斯通电桥J2的ー个桥路上。惠斯通电桥Jl的输出端IB、ID接在一个差动放大器Al输入端Y1B、X1D，另ー个惠斯通电桥J2的输出端2B、2D接在另ー个差动放大器A2输入端Y2B、X2D上，差动放大器Al的输出端Vol和另ー个差动放大器A2的输出端Vo2对应接在集成模数转换器的处理器Ul的输入端Vol和Vo2上。处理器Ul的型号是STC12C52XX-16P。差动放大器的型号是AD620。实施例ニ本实施例是在实施例一基础上的改进，除了与实施例一相同以外所不同的是本实施例采用长1000mm，宽200mm，高20mm的木制地板。如图3所示，本实施例采用四个电阻应变计R1、R2、R3和R4，电阻应变计沿地板长度均布。检测处理电路包括四个惠斯通电桥Jl、J2、J3和J4，一个多路模拟选择开关U2，多路模拟选择开关U2采用⑶4052，一个差动放大器Al，ー个集成模数转换器的处理器Ul。电阻应变计Rl、R2、R3和R4 —一对应接在惠斯通电桥J1、J2、J3和J4的ー个桥路上。惠斯通电桥Jl的输出端1B、1D接在多路模拟选择开关U2的输入端1B、1D上，惠斯通电桥J2、J3和J4的输出端2B、2D、3B、3D、4B和4D一一对应接在多路模拟选择开关U2的输入端2B、2D、3B、3D、4B和4D上，多路模拟选择开关U2的输出端X、Y对应接在差动放大器Al的输入端Χ、Υ上，差动放大器Al的输出端Vol接在集成模数转换器的处理器Ul的输入端Vol上，集成模数转换器的处理器Ul的控制端Α、B和INIl接在多路模拟选择开关U2的受控端Α、B和INIl上。本实施例的工作过程为当人员经过地板时，地板产生变形，带动电阻应变计R1、R2、R3和R4形变，进而在惠斯通电桥J1、J2、J3和J4上产生信号。惠斯通电桥Jl上的信号输入多路模拟选择开关U2的输入端1B、1D上,惠斯通电桥J2上的信号输入多路模拟选择开关U2的输入端2B、2D上，惠斯通电桥J3上的信号输入多路模拟选择开关U2的输入端3B、3D上，惠斯通电桥J4上的信号输入多路模拟选择开关U2的输入端4B、4D上。集成模数转换器的处理器Ul的控制端A、B和INIl接在多路模拟选择开关U2的受控端A、B和INIl上。当处理器Ul控制多路模拟选择开关U2的输入端INIl为O时，多路模拟选择开关U2被选中，并被导通。接着，处理器Ul控制多路模拟选择开关U2的输入 端A和B分别为I或O时，可以依次导通惠斯通电桥Jl、J2、J3和J4。然后惠斯通电桥Jl、J2、J3和J4的信号经过多路模拟选择开关U2输入差动放大器Al的输入端X、Y上,差动放大器Al上的信号输入处理器Ul的输入端Vol上。实施例三本实施例是在实施例ニ基础上的改进，除了与实施例二相同以外所不同的是本实施例采用长1200mm，宽200mm，高20mm的木制地板。如图4所示，本实施例采用八个电阻应变计R1、R2、1 3、1 4、1 5、1 6、1 7和1 8，电阻应变计沿地板长度均布。检测处理电路包括八个惠斯通电桥J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7和J8，两个多路模拟选择开关U2和U3，一个差动放大器Al，ー个集成模数转换器的处理器Ul。电阻应变计R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8，——对应接在惠斯通电桥Jl、J2、J3、J4、J5、J6、J7和J8的ー个桥路上。惠斯通电桥Jl的输出端1B、1D接在多路模拟选择开关U2的输入端1B、1D上，惠斯通电桥J2、J3和J4的输出端2B、2D、3B、3D、4B和4D——对应接在多路模拟选择开关U2的输入端2B、2D、3B、3D、4B和4D上；惠斯通电桥J5、J6、J7和J8的输出端5B、5D、6B、6D、7B、7D、8B和8D——对应接在多路模拟选择开关U3的输入端5B.5D、6B、6D、7B、7D、8B和8D上。多路模拟选择开关U2的输出端X、Y对应接在差动放大器Al的输入端Χ、Υ上，多路模拟选择开关U3的输出端Χ、Υ也对应接在差动放大器Al的输入端Χ、Υ上。差动放大器Al的输出端Vol接在集成模数转换器的处理器Ul的输入端Vol上。集成模数转换器的处理器Ul的控制端Α、B和INIl接在多路模拟选择开关U2的输入端Α、B和INIl上；集成模数转换器的处理器Ul的控制端Α、B和ΙΝΙ2接在多路模拟选择开关U3的受控端Α、B和ΙΝΙ2上。本实用新型的不局限于上述各实施例，如1)采用八个以上的惠斯通电桥；2)电阻应变计和检测处理电路设在薄板件背面，等等。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种地板防盗装置，包括设于地板背面的电阻应变计和检测处理电路，其特征在于检测处理电路包括惠斯通电桥、差动放大器、模数转换器和处理器，所述电阻应变计和惠斯通电桥分别均至少是两个；所述惠斯通电桥的ー个桥路上接有一个电阻应变计，其余桥路上接有电阻；每个惠斯通电桥的输出端连接ー个差动放大器的输入端，每个差动放大器的输出端连接模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接处理器。
2.如权利要求I所述地板防盗装置，其特征在于还包括多路模拟选择开关，所述多路模拟选择开关输入端连接惠斯通电桥的输出端，所述多路模拟选择开关输出端连接差动放大器的输入端，所述差动放大器的输出端连接模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接处理器，所述处理器的控制端接在所述多路模拟选择开关的受控端上。
3.如权利要求2所述地板防盗装置，其特征在于所述地板背面设有开槽，所述电阻应变计和检测处理电路布置在开槽内，所述电阻应变计沿地板长度均布。
4.如权利要求3所述地板防盗装置，其特征在于所述电阻应变计、惠斯通电桥和差动放大器均分别是两个，所述电阻应变计分别接在两个惠斯通电桥的ー个桥路上，所述惠斯通电桥的输出端分别接在两个差动放大器的输入端上，所述差动放大器的输出端对应接在处理器的输入端上。
5.如权利要求3所述地板防盗装置，其特征在于所述电阻应变计和惠斯通电桥均分别是四个，所述多路模拟选择开关和差动放大器均分别是ー个，所述电阻应变计分别接在四个惠斯通电桥的ー个桥路上，所述惠斯通电桥的输出端分别接在多路模拟选择开关的输入端上，所述多路模拟选择开关的输入端接在差动放大器的输入端上，所述差动放大器的输出端对应接在处理器的输入端上，所述处理器的控制端接在所述多路模拟选择开关的受控端上。
6.如权利要求3所述地板防盗装置，其特征在于所述电阻应变计和惠斯通电桥均分别是八个，所述多路模拟选择开关是两个，所述差动放大器是ー个，所述电阻应变计分别接在八个惠斯通电桥的ー个桥路上，所述惠斯通电桥的输出端分别接在两个多路模拟选择开关的输入端上，所述多路模拟选择开关的输入端接在差动放大器的输入端上，所述差动放大器的输出端对应接在处理器的输入端上，所述处理器的控制端接在所述多路模拟选择开关的受控端上。
7.如权利要求2至6之任一所述地板防盗装置，其特征在于所述多路模拟选择开关的型号是⑶4052，所述差动放大器的型号是AD620，所述处理器的型号是STC12C52XX-16P，所述处理器为集成所述模数转换器的处理器。
专利摘要本实用新型涉及一种地板防盗装置，属于报警装置技术领域。该地板防盗装置包括设于地板背面的电阻应变计和检测处理电路，检测处理电路包括惠斯通电桥、差动放大器、模数转换器和处理器，电阻应变计和惠斯通电桥分别均至少是两个；惠斯通电桥的一个桥路上接有一个电阻应变计，其余桥路上接有电阻；每个惠斯通电桥的输出端连接一个差动放大器的输入端，每个差动放大器的输出端连接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端连接处理器。该地板防盗装置具有较高的精度和灵敏度。
文档编号G01G3/142GK202422324SQ20112055660
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者张东, 杨晓辉 申请人:张东, 杨晓辉