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电动伸缩门超声波限位及防爬检测装置

电动伸缩门超声波限位及防爬检测装置

作者:裕海鸿智能科技    来源:原创    发布时间:2019-10-28 17:11    浏览量:

电动伸缩门超声波限位及防爬检测装置,利用超声波的测距原理为自动伸缩门测出自动伸缩门的开门和关门的长度,以及解除红外线限位位置的长度,并且输出控制信号发送到主控MCU,当主控MCU检测到作为开门和关门到位的的信号,控制自动伸缩门的电机停止运行,当检测到解除红外限位信号,从而使红外防撞的功能失效,使电动伸缩门能够在设定的范围内开关,在关门限位后,利用其传输过程的有规律的发射信号作为对射源,进行防爬感应,当侦测到信号被障碍物阻碍时,认为有人或障碍物攀爬伸缩门而发出报警响声,从而实现防爬报警。 超声波是频率大于20KHZ的一种声波,在温度不变的情况下传波速度几乎不变的特性,本发明超声波的发射探头及接收探头分别采用是UCM40T, UCM40R,载波频率为40KHZ,滤波IC采用LM567,发射探头以一定的规律发送40KHZ的载波,载波的波形图如图2所示。发射探头发射出来的超声波经过反射后,接收探头便可以接收到反射的回波,测出它们的间隔时间,便可以算出接收和反射物之间的距离,即伸缩门的长度。主控MCU采用PIC16F73,主频跑20MHZ,运算的速度足够快,IO的反应能力也可以胜任这个高精度的要求。测温模块采用NTC负温度系数热敏电阻,型号NTC103,在20度时的阻值大约是IOK, AD转换器采用PIC16F73本身集成的。

计数器中断子程序接收采用外部中断方式,因为计数器的主频是主频的四分之一,即5M,而且是采用16位的计数器,因此可以保证测量的精度。输出接口有三根信号线,分别是开门限位输出,关门限位输出,红外限位输出,接口相对简单,而且可以与现有产品相兼容。使用过程如图6所示,一般采用系统自动适应的方式,分别在开门限位,关门限位,红外线限位的地方停止后,按住设置键约2秒钟,进入系统设置状态,此时设置指示灯会亮,约两秒钟过后,设置指示灯熄灭,表明此位置的限位距离已经设置成功。当系统初始化成功后,所测的数据会存于EEPROM中,以备停电时,可以重新使用,而不必重新再次测量,当自动伸缩门在关门限位之后,超声波的发射探头及接收探头便可以继续测量伸缩门的长短,并与关门限位的位置作比较,如果测出此时关门限位的距离的与比较的距离短,那么就可测定此时的电动门上可能有人或其它物体攀爬,便开始防爬报警。

接收部分经滤波后的波形,因为带载波的超声波发射后,反射回波会直线返回,根据S=VT/2,就可以计算出发射和接收端口离反射面的距离,主控MCU就是利用这个原理计算出开关门限位和解红外线限位的距离的。因为超声波还有因为温度变化而产生的传波速度变化的特性,对于门控系统来说,使用的地域跨度非常之大,其北至哈尔滨,南到海南,它们的温度差最大时有可能会造成自动伸缩门的限位不准问题,因此为了更加准确地测量开关门限位和红外限位的距离,必需对其进行温度补偿,本发明专利的温度补偿方法采用以下方式,采用一个负温度系数的热敏电阻,进行AD采样,并用查表的方法,计算出当时的气温,并根据这个测出的温度,对超声波的传波速度进行校正,以便测出准确的开关门限位,和红外线限位的距离,参考的开关门限位的距离通过输入或系统初如化时自动测量后存入EEPROM中,系统初始化时的方法是这样的,把门开到开门限位的地方,此时按住开门限位初始化键约2秒,接着开门限位初始化的指示灯会亮,当开门限位初始化的指示灯会熄灭后表示开门限位的初始化工作己经完成,系统己经成功将开门限位的距离存入了系统的数据保存区,关门限位的初始化是把门开到关门限位的地方,此时按住关门限位初始化键约2秒,接着关门限位初始化的指示灯会亮,当关门限位初始化的指示灯熄灭后表示关门限位的初始化工作已经完成,红外线限位的初始化工作也依样进行,当初始化工作完成以后,门便可以正常行走了。

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