專利名稱：一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬探測(cè)門，尤其是涉及一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門。
背景技術(shù)：
金屬探測(cè)門是一種檢測(cè)行人有無(wú)攜帶金屬物品的探測(cè)裝置，又稱安檢門(Metaldetection door)。金屬探測(cè)安檢門主要應(yīng)用在機(jī)場(chǎng),車站,大型會(huì)議等人流較大的公共場(chǎng)所用來(lái)檢查人身體上隱藏的金屬物品。金屬安全探測(cè)門已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，使用了很多當(dāng)今的先進(jìn)技術(shù)，性能越來(lái)越出色，但是仍然處在不斷發(fā)展完善中。目前的金屬檢測(cè)門在使用時(shí)存在著至少三個(gè)方面的缺陷:第一、金屬探測(cè)門的參數(shù)設(shè)定都是通過(guò)手工進(jìn)行的，如申請(qǐng)?zhí)枮?01020157587.4的專利:金屬檢測(cè)門，該金屬探測(cè)門中采用的參數(shù)調(diào)整方式就是通過(guò)操作人員手工設(shè)置的。實(shí)際上這種方式大大降低了金屬檢測(cè)門的智能程度，并且由于這用參數(shù)的調(diào)整往往只有少數(shù)專業(yè)人員才知道如何操作，這就對(duì)非專業(yè)人員使用金屬檢測(cè)門造成了極大的不方便，這也降低了金屬檢測(cè)門方便性。第二、最新的金屬探測(cè)門雖然實(shí)現(xiàn)了分區(qū)探測(cè)，但沒(méi)有針對(duì)各個(gè)區(qū)域的的不同特性進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)分，造成如腰帶等含有金屬的正常物品也產(chǎn)生報(bào)警，此時(shí)需要工作人員進(jìn)行費(fèi)時(shí)的搜查，增加了工作量。第三、現(xiàn)有的金屬檢測(cè)門如專利申請(qǐng)?zhí)枮?02293547.9的數(shù)碼金屬探測(cè)門其信號(hào)發(fā)生是通過(guò)方波發(fā)生電路與正弦波轉(zhuǎn)換電路組成或者添加DDS硬件電路形成，這大大增加了硬件數(shù)量，并且其產(chǎn)生的信號(hào)質(zhì)量不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種檢測(cè)準(zhǔn)確性高的具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):—種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，包括發(fā)射線圈、接收線圈和探測(cè)信號(hào)處理電路和人機(jī)交互模塊，所述的探測(cè)信號(hào)處理電路包括DSP、FPGA模塊、D/A模塊、A/D模塊、濾波放大模塊和乘法器，所述的接收線圈、乘法器、濾波放大模塊、A/D模塊和FPGA模塊依次連接，所述的FPGA模塊通過(guò)D/A模塊分別連接發(fā)射線圈和乘法器，所述的DSP分別與人機(jī)交互模塊、FPGA模塊以及濾波放大模塊連接；金屬探測(cè)門可通過(guò)探測(cè)信號(hào)處理電路進(jìn)行檢測(cè)參數(shù)的自動(dòng)設(shè)定，該自動(dòng)設(shè)定的具體過(guò)程為=FPGA模塊作為DDS信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)和載波信號(hào)，發(fā)射信號(hào)通過(guò)D/A模塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后由發(fā)射線圈進(jìn)行發(fā)射，載波信號(hào)通過(guò)D/A模塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸入至乘法器；當(dāng)檢測(cè)目標(biāo)通過(guò)時(shí)，接收線圈接收產(chǎn)生偏移的檢測(cè)信號(hào)，與輸入至乘法器的載波信號(hào)相乘得到合成信號(hào)，該合成信號(hào)依次經(jīng)濾波放大模塊和A/D模塊后得到直流信號(hào)，輸入至FPGA模塊，由DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取可以減少產(chǎn)品效應(yīng)的信號(hào)相位值和濾波放大模塊增益值，保存于人機(jī)交互模塊內(nèi)，DSP根據(jù)信號(hào)相位值控制FPGA產(chǎn)生載波信號(hào)和發(fā)射信號(hào)，根據(jù)濾波放大模塊增益值調(diào)整濾波放大模塊的增益。在進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定時(shí)，所述的FPGA模塊先后產(chǎn)生兩個(gè)正交的載波信號(hào)，分別與接收線圈接收到的信號(hào)進(jìn)行相乘，經(jīng)濾波放大模塊得到兩個(gè)直流信號(hào)，所述的兩個(gè)直流信號(hào)通過(guò)DSP進(jìn)行比較后，將較大的直流信號(hào)經(jīng)A/D模塊輸入至FPGA模塊。DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的具體過(guò)程為:I)獲取直流信號(hào)的幅值D，將該直流信號(hào)的幅值D與DSP預(yù)設(shè)的第一閾值Vl和第二閾值V2比較，其中，Vl >V2，若D< V2，則執(zhí)行步驟2);若D > VI，則執(zhí)行步驟5) ；^V2< D < VI，則執(zhí)行步驟6)；2)將直流信號(hào)D與一個(gè)小于第二閾值V2的第三閾值V3進(jìn)行比較，若D < V3，則執(zhí)行步驟3);若V3 < D < V2，則執(zhí)行步驟4)；3)調(diào)節(jié)濾波放大模塊的增益至最大值，再將直流信號(hào)D與第三閾值V3，若此時(shí)還存在D < V3，則將當(dāng)前的增益值保存于存儲(chǔ)器內(nèi)，用于控制濾波放大模塊，結(jié)束自動(dòng)設(shè)定；若0 > V3，則返回步驟I)；4)提高濾波放大模塊的增益后返回步驟I)；5)降低濾波放大模塊的增益后返回步驟I)；6)調(diào)節(jié)FPGA模塊所輸出信號(hào)的相位，直至直流信號(hào)達(dá)到極小值，同時(shí)保存當(dāng)前信號(hào)相位值。所述的金屬探 測(cè)門設(shè)有多個(gè)檢測(cè)區(qū)域，分別用于檢測(cè)目標(biāo)的不同部位，每個(gè)檢測(cè)區(qū)域設(shè)有獨(dú)立的發(fā)射線圈和接收線圈，所述的接收線圈通過(guò)選通開(kāi)關(guān)與DSP連接，通過(guò)選通開(kāi)關(guān)對(duì)各個(gè)接收線圈進(jìn)行獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制。所述的人機(jī)交互模塊包括單片機(jī)、LED報(bào)警燈、存儲(chǔ)器、蜂鳴器、液晶屏和鍵盤，所述的LED報(bào)警燈、存儲(chǔ)器、蜂鳴器、液晶屏和鍵盤分別與單片機(jī)連接，該單片機(jī)連接DSP。所述的單片機(jī)和DSP之間采用MAX485串口連接。所述的接收線圈的繞線方式采用差分繞法。所述的FPGA模塊包括DSP通信單元、A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元、D/A控制單元、載波相位控制單元、發(fā)射相位控制單元和正弦波產(chǎn)生單元，所述的DSP通信單元分別連接DSP、A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元、載波相位控制單元、發(fā)射相位控制單元和正弦波產(chǎn)生單元，所述的載波相位控制單元和發(fā)射相位控制單元分別與正弦波產(chǎn)生單元連接，所述的D/A控制單元分別連接正弦波產(chǎn)生單元和D/A模塊，所述的A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元連接A/D模塊；A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元接收來(lái)自A/D模塊的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)通過(guò)DSP通信單元發(fā)送至DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理得到的相位和頻率信息由DSP通信單元接收，其中頻率信息直接發(fā)送至正弦波產(chǎn)生單元，相位信息發(fā)送至載波載波相位控制單元和發(fā)射相位控制單元，由正弦波產(chǎn)生單元產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率和相位的正弦波，通過(guò)D/A控制單元發(fā)送至D/A模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以自動(dòng)設(shè)定各檢測(cè)區(qū)域載波信號(hào)的載波相位、信號(hào)增益等信號(hào)參數(shù)，減小由于手工設(shè)定對(duì)檢測(cè)精度的影響，方便使用；各個(gè)檢測(cè)區(qū)域的參數(shù)相互獨(dú)立，不僅使金屬探測(cè)門可靠性得到改善，而且極大提高了金屬探測(cè)門的智能化水平；采用FPGA實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字頻率合成(DDS技術(shù))可以方便調(diào)節(jié)發(fā)射信號(hào)或載波信號(hào)的頻率、相位等參數(shù)，而現(xiàn)有的金屬檢測(cè)門波形產(chǎn)生方式存在相位、頻率調(diào)節(jié)困難或者硬件電路復(fù)雜等問(wèn)題，本發(fā)明不僅使得金屬探測(cè)門的可靠性得到了提升，而且在減少硬件電路的基礎(chǔ)上提高了金屬探測(cè)門的智能化水平，使得金屬檢測(cè)門有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。


圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明數(shù)字信號(hào)處理模塊在自動(dòng)設(shè)定中的具體處理過(guò)程的流程圖；圖3為DDS基本原理圖；圖4為系統(tǒng)參數(shù)自動(dòng)設(shè)定整體工作流程圖；圖5為FPGA模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為渦流檢測(cè)的原理圖，其中圖6(a)為電渦流產(chǎn)生的示意圖，圖6 (b)為其等效電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，包括發(fā)射線圈1、接收線圈2、DSP3、FPGA模塊4、D/A模塊5、A/D模塊6、濾波放大模塊7、乘法器8、選通開(kāi)關(guān)9、單片機(jī)10、LED報(bào)警燈11、存儲(chǔ)器12、蜂鳴器13、液晶屏14和鍵盤15。其中，DSP 3、FPGA模塊4、D/A模塊5、A/D模塊6、濾波放大模塊7、乘法器8和選通開(kāi)關(guān)9構(gòu)成探測(cè)信號(hào)處理電路，而單片機(jī)
10、LED報(bào)警燈11、存儲(chǔ)器12、蜂鳴器13、液晶屏14和鍵盤15構(gòu)成人機(jī)交互模塊。FPGA模塊4控制著整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，實(shí)現(xiàn)DDS信號(hào)發(fā)生器的功能，主要用于控制產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)與載波信號(hào)，發(fā)射信號(hào)送至發(fā)射線圈I。產(chǎn)生交變的電磁場(chǎng)，金屬檢測(cè)門門框中的接收線圈2采用的是差分繞法，發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)在兩個(gè)差分連接的接收線圈中分別產(chǎn)生一個(gè)同頻、反相、等幅的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，兩者相消即形成接收平衡輸出，該平衡輸出(接收信號(hào))經(jīng)過(guò)乘法器8與FPGA模塊4產(chǎn)生的載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，得到合成信號(hào)再經(jīng)過(guò)放大濾波等處理后送入A/D模塊5進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送入到FPGA模塊4中。DSP負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作，包括對(duì)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后送入到FPGA模塊4中的信號(hào)進(jìn)行處理、控制信號(hào)頻率、濾波放大模塊7的增益以及控制選通選擇開(kāi)關(guān)的輸出、控制FPGA產(chǎn)生相應(yīng)的發(fā)射信號(hào)與載波信號(hào)，并實(shí)時(shí)與人機(jī)交互模塊的單片機(jī)進(jìn)行通信。由于金屬檢測(cè)門實(shí)現(xiàn)的是多區(qū)域檢測(cè)，因此其設(shè)有多個(gè)檢測(cè)區(qū)域，分別用于檢測(cè)目標(biāo)的不同部位，每個(gè)檢測(cè)區(qū)域設(shè)有獨(dú)立的發(fā)射線圈和接收線圈。整個(gè)系統(tǒng)的具體連接結(jié)構(gòu)如圖1所示，接收線圈、乘法器8、濾波放大模塊7、A/D模塊5和FPGA模塊4依次連接，F(xiàn)PGA模塊4通過(guò)D/A模塊6分別連接發(fā)射線圈I和乘法器8，DSP 3分別與人機(jī)交互模塊的單片機(jī)10、FPGA模塊4、濾波放大模塊7以及選通開(kāi)關(guān)9連接，選通開(kāi)關(guān)9與各個(gè)接收線圈2連接，通過(guò)DSP的給出的選擇信號(hào)，來(lái)使能各個(gè)檢測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的接收線圈進(jìn)行信號(hào)的接收。LED報(bào)警燈11、存儲(chǔ)器12、蜂鳴器13、液晶屏14和鍵盤15分別與單片機(jī)10連接，該單片機(jī)10通過(guò)MAX485串口連接DSP 3。DSP作為下位機(jī)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)傳送下來(lái)的指令，單片機(jī)為上位機(jī)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，液晶屏用于顯示中英文菜單，鍵盤用于參數(shù)輸入，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)參數(shù)，LED報(bào)警燈以及蜂鳴器用于產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。由于不同的檢測(cè)分區(qū)對(duì)應(yīng)獨(dú)立的一組發(fā)射線圈和接收線圈，假設(shè)該金屬檢測(cè)門存在η組線圈，則通過(guò)選通開(kāi)關(guān)對(duì)η組線圈進(jìn)行選通，但是每一組線圈對(duì)應(yīng)著相同一路數(shù)據(jù)處理電路，因此參數(shù)自動(dòng)設(shè)定時(shí)，實(shí)際進(jìn)行的是分時(shí)、分組的設(shè)定，分別對(duì)每一檢測(cè)區(qū)域的參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定，若有η組線圈，則對(duì)應(yīng)的有η組參數(shù)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明中FPGA模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括DSP通信單元41、A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元42、D/A控制單元46、載波相位控制單元43、發(fā)射相位控制單元44和正弦波產(chǎn)生單元45，DSP通信單元41分別連接DSP 3、A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元42、載波相位控制單元43、發(fā)射相位控制單元44和正弦波產(chǎn)生單元45，載波相位控制單元43和發(fā)射相位控制單元44分別與正弦波產(chǎn)生單元45連接，D/A控制單元46分別連接正弦波產(chǎn)生單元45和D/A模塊6，A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元42連接A/D模塊5。其具體的工作原理為:A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元接收來(lái)自A/D模塊的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)通過(guò)DSP通信單元發(fā)送至DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理得到的相位和頻率信息由DSP通信單元接收，其中頻率信息直接發(fā)送至正弦波產(chǎn)生單元，相位信息發(fā)送至載波載波相位控制單元和發(fā)射相位控制單元，由正弦波產(chǎn)生單元產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率和相位的正弦波，通過(guò)D/A控制單元發(fā)送至D/A模塊。在本發(fā)明中采用FPGA直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字頻率合成(DDS)，產(chǎn)生一個(gè)頻率、相位均方便可調(diào)的正弦波，減少硬件電路的復(fù)雜度。直接數(shù)字頻率合成器(DDS)的基本原理:DDS是利用采樣定理，根據(jù)相位間隔對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行取樣、量化、編碼，然后儲(chǔ)存在EPROM中構(gòu)成一個(gè)正弦查詢表，通過(guò)查表法產(chǎn)生波形。DDS技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴于高速、高性能的數(shù)字器件。由于專用的DDS芯片的控制方式是固定的，故在工作方式、頻率控制等方面與系統(tǒng)的要求差距很大，本課題采用高性能的FPGA器件設(shè)計(jì)符合自己需要的DDS電路就是一個(gè)很好的解決方法，它的可重配置性結(jié)構(gòu)能方便的實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的調(diào)制功能，具有很好的實(shí)用性和靈活性。DDS信號(hào)發(fā)生器的具體實(shí)現(xiàn)的基本原理如圖3所示，由參考時(shí)鐘、相位累加器、正弦查詢表和數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成。查詢表由ROM構(gòu)成，內(nèi)部存有一個(gè)完整周期正弦波的數(shù)字幅度信息，每個(gè)查詢表的地址對(duì)應(yīng)正弦波幅度信號(hào)。在參考時(shí)鐘的時(shí)鐘脈沖控制下，對(duì)輸入頻率控制字K進(jìn)行累加，當(dāng)累加到2n_1時(shí)產(chǎn)生溢出。相位累加器的輸出對(duì)應(yīng)于輸出正弦波的相位，該相位是在O 2 π范圍內(nèi)變化。則最大值2Ν_1就對(duì)應(yīng)著輸出信號(hào)2 Ji的相位，在累加過(guò)程中，每一個(gè)累加的結(jié)果對(duì)應(yīng)著正弦查詢表里一個(gè)地址，該地址里的數(shù)值即為正弦信號(hào)的幅值，然后輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器，可以得到一個(gè)頻譜純凈的正弦波。根據(jù)麥克斯韋電磁感應(yīng)定律:變化的磁場(chǎng)要感應(yīng)出電場(chǎng)；而電場(chǎng)變化時(shí)依然也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。所以，相互影響的電場(chǎng)和磁場(chǎng)便成了統(tǒng)一的電磁場(chǎng)的兩個(gè)不可分割的部分，稱為時(shí)變電磁場(chǎng)。由于電磁感應(yīng)，當(dāng)導(dǎo)體處在變化的磁場(chǎng)中或是相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部會(huì)感應(yīng)出電流，這些電流的特點(diǎn)是:在導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，呈漩渦狀流動(dòng)，因此稱之為渦旋電流，簡(jiǎn)稱渦流。渦流檢測(cè)是電磁檢測(cè)的一向重要應(yīng)用，其基本原理如圖6所示，當(dāng)線圈中通以正弦交變電流時(shí)，線圈的周圍就產(chǎn)生正弦交變磁場(chǎng)H1置于磁場(chǎng)中的金屬板中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成電渦流。渦流效應(yīng)(與電導(dǎo)率σ有關(guān))或磁效應(yīng)(與磁導(dǎo)率μ有關(guān))將產(chǎn)生一個(gè)附加磁場(chǎng)，破壞一次場(chǎng)的磁力線分布。非鐵磁性金屬μ r Kur為相對(duì)磁導(dǎo)率，u ^為真空磁導(dǎo)率)，σ較大，它包括順磁體(如錳、鉻、鈦等)和抗磁體(如金、銀、銅、錫、鉛等)，可以認(rèn)為是導(dǎo)電不導(dǎo)磁物質(zhì)，主要產(chǎn)生渦流效應(yīng)，磁效應(yīng)忽略不計(jì)；鐵磁性金屬(如鐵類、鎳、鈷等艮大，σ也較大，可以認(rèn)為是既導(dǎo)電又導(dǎo)磁物質(zhì)，主要產(chǎn)生磁效應(yīng)，同時(shí)又有渦流效應(yīng)。金屬目標(biāo)通過(guò)磁效應(yīng)與渦流效應(yīng)所產(chǎn)生的二次場(chǎng)會(huì)使發(fā)射線圈中電流的大小和相位發(fā)生變化，也就是發(fā)射線圈的等效阻抗發(fā)生變化，由于金屬探測(cè)門中接收線圈差動(dòng)連接形成平衡，故忽略二次場(chǎng)對(duì)接收線圈等效阻抗的影響，可用發(fā)射線圈等效阻抗的變化來(lái)反映被測(cè)金屬的渦流效應(yīng)和磁效應(yīng)，從而分析金屬特性。本發(fā)明中用等效阻抗法分析金屬目標(biāo)對(duì)電磁感應(yīng)信號(hào)幅度和相位的影響。若為非鐵磁性金屬目標(biāo)，由于非鐵磁性金屬與發(fā)射線圈之間形成互感。根據(jù)電路知識(shí):
權(quán)利要求
1.一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，包括發(fā)射線圈、接收線圈和探測(cè)信號(hào)處理電路和人機(jī)交互模塊，其特征在于，所述的探測(cè)信號(hào)處理電路包括DSP、FPGA模塊、D/A模塊、A/D模塊、濾波放大模塊和乘法器，所述的接收線圈、乘法器、濾波放大模塊、A/D模塊和FPGA模塊依次連接，所述的FPGA模塊通過(guò)D/A模塊分別連接發(fā)射線圈和乘法器，所述的DSP分別與人機(jī)交互模塊、FPGA模塊以及濾波放大模塊連接； 金屬探測(cè)門可通過(guò)探測(cè)信號(hào)處理電路進(jìn)行檢測(cè)參數(shù)的自動(dòng)設(shè)定，該自動(dòng)設(shè)定的具體過(guò)程為:FPGA模塊作為DDS信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)和載波信號(hào)，發(fā)射信號(hào)通過(guò)D/A模塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后由發(fā)射線圈進(jìn)行發(fā)射，載波信號(hào)通過(guò)D/A模塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸入至乘法器；當(dāng)檢測(cè)目標(biāo)通過(guò)時(shí)，接收線圈接收產(chǎn)生偏移的檢測(cè)信號(hào)，與輸入至乘法器的載波信號(hào)相乘得到合成信號(hào)，該合成信號(hào)依次經(jīng)濾波放大模塊和A/D模塊后得到直流信號(hào)，輸入至FPGA模塊，由DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取可以減少產(chǎn)品效應(yīng)的信號(hào)相位值和濾波放大模塊增益值，保存于人機(jī)交互模塊內(nèi)，DSP根據(jù)信號(hào)相位值控制FPGA產(chǎn)生載波信號(hào)和發(fā)射信號(hào)，根據(jù)濾波放大模塊增益值調(diào)整濾波放大模塊的增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，其特征在于，在進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定時(shí)，所述的FPGA模塊先后產(chǎn)生兩個(gè)正交的載波信號(hào)，分別與接收線圈接收到的信號(hào)進(jìn)行相乘，經(jīng)濾波放大模塊得到兩個(gè)直流信號(hào)，所述的兩個(gè)直流信號(hào)通過(guò)DSP進(jìn)行比較后，將較大的直流信號(hào)經(jīng)A/D模塊輸入至FPGA模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，其特征在于，DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的具體過(guò)程為: 1)獲取直流信號(hào)的幅值D，將該直流信號(hào)的幅值D與DSP預(yù)設(shè)的第一閾值Vl和第二閾值V2比較，其中，Vl > V2，若D < V2，則執(zhí)行步驟2);若D > VI，則執(zhí)行步驟5);若V2 < D< VI，則執(zhí)行步驟6)； 2)將直流信號(hào)D與一個(gè)小于第二閾值V2的第三閾值V3進(jìn)行比較，若D< V3，則執(zhí)行步驟3);若V3 < D < V2 ，則執(zhí)行步驟4)； 3)調(diào)節(jié)濾波放大模塊的增益至最大值，再將直流信號(hào)D與第三閾值V3，若此時(shí)還存在D < V3，則將當(dāng)前的增益值保存于存儲(chǔ)器內(nèi)，用于控制濾波放大模塊，結(jié)束自動(dòng)設(shè)定；若0 >V3，則返回步驟I)； 4)提高濾波放大模塊的增益后返回步驟I)； 5)降低濾波放大模塊的增益后返回步驟I)； 6)調(diào)節(jié)FPGA模塊所輸出信號(hào)的相位，直至直流信號(hào)達(dá)到極小值，同時(shí)保存當(dāng)前信號(hào)相位值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，其特征在于，所述的金屬探測(cè)門設(shè)有多個(gè)檢測(cè)區(qū)域，分別用于檢測(cè)目標(biāo)的不同部位，每個(gè)檢測(cè)區(qū)域設(shè)有獨(dú)立的發(fā)射線圈和接收線圈，所述的接收線圈通過(guò)選通開(kāi)關(guān)與DSP連接，通過(guò)選通開(kāi)關(guān)對(duì)各個(gè)接收線圈進(jìn)行獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，其特征在于，所述的人機(jī)交互模塊包括單片機(jī)、LED報(bào)警燈、存儲(chǔ)器、蜂鳴器、液晶屏和鍵盤，所述的LED報(bào)警燈、存儲(chǔ)器、蜂鳴器、液晶屏和鍵盤分別與單片機(jī)連接，該單片機(jī)連接DSP。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，其特征在于，所述的單片機(jī)和DSP之間采用MAX485串口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，其特征在于，所述的接收線圈的繞線方式采用差分繞法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，其特征在于，所述的FPGA模塊包括DSP通信單元、A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元、D/A控制單元、載波相位控制單元、發(fā)射相位控制單元和正弦波產(chǎn)生單元，所述的DSP通信單元分別連接DSP、A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元、載波相位控制單元、發(fā)射相位控制單元和正弦波產(chǎn)生單元，所述的載波相位控制單元和發(fā)射相位控制單元分別與正弦波產(chǎn)生單元連接，所述的D/A控制單元分別連接正弦波產(chǎn)生單元和D/A模塊，所述的A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元連接A/D模塊； A/D控制與數(shù)據(jù)采集單元接收來(lái)自A/D模塊的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)通過(guò)DSP通信單元發(fā)送至DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理得到的相位和頻率信息由DSP通信單元接收，其中頻率信息直接發(fā)送至正弦波產(chǎn)生單元，相位信息發(fā)送至載波載波相位控制單元和發(fā)射相位控制單元，由正弦波產(chǎn)生單元產(chǎn) 生對(duì)應(yīng)頻率和相位的正弦波，通過(guò)D/A控制單元發(fā)送至D/A模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有參數(shù)自動(dòng)設(shè)定功能的金屬探測(cè)門，包括發(fā)射線圈、接收線圈和探測(cè)信號(hào)處理電路和人機(jī)交互模塊，所述的探測(cè)信號(hào)處理電路包括DSP、FPGA模塊、D/A模塊、A/D模塊、濾波放大模塊和乘法器，所述的接收線圈、乘法器、濾波放大模塊、A/D模塊和FPGA模塊依次連接，所述的FPGA模塊通過(guò)D/A模塊分別連接發(fā)射線圈和乘法器，所述的DSP分別與人機(jī)交互模塊、FPGA模塊以及濾波放大模塊連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明自動(dòng)設(shè)定載波信號(hào)或者發(fā)射信號(hào)的相位以及信號(hào)增益等信號(hào)參數(shù)，減小由于手工設(shè)定對(duì)檢測(cè)精度的影響，方便使用。
文檔編號(hào)G01V3/10GK103149594SQ201310015068
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者項(xiàng)安, 周茂林, 牟翔 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)