專利名稱:一種用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于：包括第一單片機(jī)、發(fā)射模塊、接收模塊和外設(shè)模塊；其中，發(fā)射模塊、接收模塊、外設(shè)模塊分別與第一單片機(jī)連接；發(fā)射模塊包括依次連接的信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和發(fā)射線圈；信號(hào)發(fā)生器的控制端與第一單片機(jī)連接，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)并將其通過功率放大器放大后，傳輸?shù)桨l(fā)射線圈進(jìn)行發(fā)射；接收模塊包括接收線圈以及與第一單片機(jī)相連接的擴(kuò)展板卡；接收線圈將感應(yīng)信號(hào)傳輸?shù)綌U(kuò)展板卡處理。使用本實(shí)用新型的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)處理，提高信號(hào)處理能力，便于金屬探測器進(jìn)行安裝和擴(kuò)展。
【專利說明】
一種用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬探測器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬探測器廣泛使用在各個(gè)領(lǐng)域。在車站、機(jī)場、娛樂場所等地方，都會(huì)安裝金屬探測器。金屬探測器以非接觸的方式探測人身上是否帶有金屬物品。金屬探測器包括手持式探測器和通過式探測器。金屬探測器內(nèi)部裝有發(fā)射線圈和接收線圈。當(dāng)有金屬靠近金屬探測器時(shí)候，金屬產(chǎn)生的渦流效應(yīng)會(huì)影響金屬探測器周圍的磁場，這時(shí)接收線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電壓隨之改變。通過檢測接收線圈的電壓改變情況，可以判斷是否有金屬物質(zhì)存在。
[0003]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，接收線圈接收到感應(yīng)電壓后，會(huì)經(jīng)過放大電路，濾波電路，再進(jìn)入模擬信號(hào)處理模塊，處理能力和精確度不高，而且不利于金屬探測器進(jìn)行功能擴(kuò)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的任務(wù)是提高金屬探測器的處理能力和精確度，可對(duì)金屬探測器進(jìn)行功能擴(kuò)展。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:包括第一單片機(jī)，發(fā)射模塊，接收模塊和外設(shè)模塊;其中，發(fā)射模塊，接收模塊，外設(shè)模塊分別與第一單片機(jī)連接;發(fā)射模塊包括依次連接的信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和發(fā)射線圈；信號(hào)發(fā)生器的控制端與第一單片機(jī)連接，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)并將其通過功率放大器放大后，傳輸?shù)桨l(fā)射線圈進(jìn)行發(fā)射;接收模塊包括接收線圈以及與第一單片機(jī)相連接的擴(kuò)展板卡;接收線圈將感應(yīng)信號(hào)傳輸?shù)綌U(kuò)展板卡處理。
[0006]優(yōu)選的，所述擴(kuò)展板卡至少設(shè)有一個(gè)。
[0007]優(yōu)選的，所述擴(kuò)展板卡包括模擬信號(hào)支路、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和數(shù)字處理模塊;模擬信號(hào)支路包括放大電路和濾波電路，并與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字處理模塊依次串聯(lián)連接。
[0008]優(yōu)選的，所述數(shù)字處理模塊包括現(xiàn)場可編程門陣列、第二單片機(jī)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器;現(xiàn)場可編程門陣列、第二單片機(jī)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器之間互相連接。
[0009]優(yōu)選的，所述數(shù)字處理模塊是第二單片機(jī)。
[0010]優(yōu)選的，所述接收線圈至少設(shè)置兩個(gè)，并設(shè)置有相同數(shù)量的模擬信號(hào)支路，接收線圈與模擬信號(hào)支路連接。
[0011 ]優(yōu)選的，所述第一單片機(jī)的型號(hào)是stm32。
[0012]優(yōu)選的，所述第二單片機(jī)的型號(hào)是TMS320F28335。
[0013]優(yōu)選的，所述現(xiàn)場可編程門陣列的型號(hào)是EP4CE15E22。
[0014]優(yōu)選的，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)是ADC12D040。
[0015]優(yōu)選的，所述信號(hào)發(fā)生器的型號(hào)是AD9833。
[0016]優(yōu)選的，所述功率放大器的型號(hào)是0PA547。
[0017]優(yōu)選的，所述外設(shè)模塊包括紅外對(duì)射感應(yīng)器，用于判斷是否有人員通過。
[0018]優(yōu)選的，所述外設(shè)模塊包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)接收?qǐng)?bào)警信息。
[0019]優(yōu)選的，所述外設(shè)模塊喇叭和燈帶，喇叭用于在報(bào)警時(shí)發(fā)出聲音，聲帶用于指示報(bào)警的具體空間位置。
[0020]使用本實(shí)用新型的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，可以提高金屬探測器的處理能力和精確度，可對(duì)金屬探測器進(jìn)行功能擴(kuò)展。
【附圖說明】

[0021]圖1是本實(shí)用新型用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例框圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)的擴(kuò)展板卡第二實(shí)施例框圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)的擴(kuò)展板卡第三實(shí)施例框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于實(shí)施方式表述的范圍。
[0025]本實(shí)用新型所述的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)用于金屬探測器。所述的金屬探測器是探測金屬物體的裝置。裝置包括手持式金屬探測器和通過式金屬探測器。
[0026]請(qǐng)參考圖1，圖1是本實(shí)用新型用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例框圖。所述信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)包括第一單片機(jī)100、發(fā)射模塊、接收模塊和外設(shè)模塊，其中，發(fā)射模塊、接收模塊、外設(shè)模塊分別與第一單片機(jī)100連接。
[0027]具體的，第一單片機(jī)100的型號(hào)可使用stm32。
[0028]發(fā)射模塊包括依次連接的信號(hào)發(fā)生器101、功率放大器102、發(fā)射線圈103。
[0029]具體的，信號(hào)發(fā)生器101的型號(hào)可以是AD9833。功率放大器102的型號(hào)可使用0PA547。信號(hào)發(fā)生器101的控制端與第一單片機(jī)100連接，信號(hào)發(fā)生器101受第一單片機(jī)100控制，產(chǎn)生預(yù)設(shè)頻率的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過功率放大器102進(jìn)行放大，然后通過發(fā)射線圈103進(jìn)行發(fā)射。
[0030]根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，從發(fā)射線圈103發(fā)射信號(hào)，經(jīng)過空氣的傳播，接收線圈104會(huì)有感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢。特別的，當(dāng)有其他金屬部件在發(fā)射線圈103或者接收線圈104附近會(huì)產(chǎn)生渦流效應(yīng)，從而影響接收線圈104產(chǎn)生的感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢。
[0031]接收模塊包括接收線圈104以及擴(kuò)展板卡105。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)擴(kuò)展板卡105連接兩個(gè)以上的接收線圈104。所述信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)可以至少設(shè)有一個(gè)擴(kuò)展板卡105，擴(kuò)展板卡105以并聯(lián)的方式連接第一單片機(jī)100。
[0032]進(jìn)一步參考圖2，圖2是本實(shí)用新型用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)的擴(kuò)展板卡105第二實(shí)施例框圖。所述擴(kuò)展板卡105包括模擬信號(hào)支路、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203、數(shù)字處理模塊，三部分依次連接。其中，模擬信號(hào)支路包括放大電路201、濾波電路202，在一些實(shí)施方式中，數(shù)字處理模塊包括現(xiàn)場可編程門陣列204、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器205、第一單片機(jī)206?，F(xiàn)場可編程門陣列204、第一單片機(jī)206、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器205互相連接。
[0033]具體的，第二單片機(jī)206的型號(hào)可使用TMS320F28335。現(xiàn)場可編程門陣列204的型號(hào)是EP4CE15E22。數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203的型號(hào)可使用ADC12D040。
[0034]接收線圈104連接到擴(kuò)展板卡105的放大電路201上，接收線圈104的感應(yīng)電動(dòng)勢經(jīng)過放大電路201進(jìn)行信號(hào)放大，然后經(jīng)過濾波電路202，再送到數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊203。應(yīng)當(dāng)這樣理解，接收線圈104設(shè)置的個(gè)數(shù)與模擬信號(hào)支路設(shè)置的個(gè)數(shù)一致，在圖2或圖3中，標(biāo)示了兩個(gè)模擬信號(hào)支路，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203為雙通道的。數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203將模擬信號(hào)支路輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
[0035]第二單片機(jī)206接收第一單片機(jī)100的觸發(fā)信號(hào)后，發(fā)送控制信號(hào)給現(xiàn)場可編程門陣列204。此時(shí)現(xiàn)場可編程門陣列204將數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片203輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，然后將預(yù)處理結(jié)果存入到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器205。當(dāng)數(shù)據(jù)存入隨機(jī)存取存儲(chǔ)器205完畢后，現(xiàn)場可編程門陣列204向第二單片機(jī)206發(fā)送寫入完成信號(hào)。
[0036]第二單片機(jī)206收到寫入完成信號(hào)后，從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器205中讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出信號(hào)特征值。當(dāng)?shù)诙纹瑱C(jī)206收到第一單片機(jī)100發(fā)出的詢問命令時(shí)，第二單片機(jī)206將信號(hào)特征值發(fā)送給第一單片機(jī)100。
[0037]進(jìn)一步參考圖3，圖3是本實(shí)用新型用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)的擴(kuò)展板卡105第三實(shí)施例框圖。
[0038]在一些實(shí)施方式中，所述數(shù)字處理模塊是第二單片機(jī)206。由第二單片機(jī)206實(shí)現(xiàn)上述現(xiàn)場可編程門陣列204、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器205功能。
[0039]第一實(shí)施例相對(duì)于第二實(shí)施例，讀取數(shù)據(jù)和預(yù)處理任務(wù)放在現(xiàn)場可編程門陣列中，減輕了第二單片機(jī)206的工作負(fù)擔(dān)，也便于設(shè)備的升級(jí)改造。
[0040]參考圖1，外設(shè)模塊還包括紅外對(duì)射感應(yīng)器106。紅外對(duì)射感應(yīng)器106用于判斷是否有人員通過金屬探測器。當(dāng)有人員通過時(shí)紅外對(duì)射感應(yīng)器106會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，啟動(dòng)擴(kuò)展板卡105，擴(kuò)展板卡105采樣并計(jì)算信號(hào)特征值，然后第一單片機(jī)100通過發(fā)出詢問命令獲取信號(hào)特征值。若根據(jù)程序中的判斷規(guī)則，判斷信號(hào)特征值符合報(bào)警信號(hào)觸發(fā)條件，將報(bào)警信息通過串口發(fā)送給計(jì)算機(jī)107、燈帶108、喇叭109。其中喇叭用于在報(bào)警時(shí)發(fā)出聲音，聲帶用于指示報(bào)警的具體空間位置。在一些實(shí)施方式中，外設(shè)模塊還包括門禁、匝機(jī)設(shè)備。
[0041]以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的實(shí)用新型范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:包括第一單片機(jī)、發(fā)射模塊、接收模塊和外設(shè)模塊;其中，發(fā)射模塊，接收模塊，外設(shè)模塊分別與第一單片機(jī)連接;發(fā)射模塊包括依次連接的信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和發(fā)射線圈；信號(hào)發(fā)生器的控制端與第一單片機(jī)連接，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)并將其通過功率放大器放大后，傳輸?shù)桨l(fā)射線圈進(jìn)行發(fā)射;接收模塊包括接收線圈以及與第一單片機(jī)相連接的擴(kuò)展板卡;接收線圈將感應(yīng)信號(hào)傳輸?shù)綌U(kuò)展板卡處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述擴(kuò)展板卡至少設(shè)有一個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述擴(kuò)展板卡包括模擬信號(hào)支路、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和數(shù)字處理模塊;模擬信號(hào)支路包括放大電路和濾波電路，并與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字處理模塊依次串聯(lián)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字處理模塊包括現(xiàn)場可編程門陣列、第二單片機(jī)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器;現(xiàn)場可編程門陣列、第二單片機(jī)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器之間互相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字處理模塊是第二單片機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述接收線圈至少設(shè)置兩個(gè)，并設(shè)置有相同數(shù)量的模擬信號(hào)支路，接收線圈與模擬信號(hào)支路連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述第一單片機(jī)的型號(hào)是stm32。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述第二單片機(jī)的型號(hào)是TMS320F28335。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述現(xiàn)場可編程門陣列的型號(hào)是EP4CE15E2 2。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)是ADC12D040。11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生器的型號(hào)是AD9833。12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述功率放大器的型號(hào)是OPA547。13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述外設(shè)模塊包括紅外對(duì)射感應(yīng)器，用于判斷是否有人員通過。14.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述外設(shè)模塊包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)接收?qǐng)?bào)警信息。15.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求所述的用于金屬探測器的信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于:所述外設(shè)模塊喇叭和燈帶，喇叭用于在報(bào)警時(shí)發(fā)出聲音，聲帶用于指示報(bào)警的具體空間位置。
【文檔編號(hào)】G01V3/10GK205720711SQ201620244355
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】陳英杰, 王積東, 王孝洪
【申請(qǐng)人】東莞市華盾電子科技有限公司