專利名稱：閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種間機(jī)通道檢測系統(tǒng)及其檢測方法。
背景技術(shù)：
為了保證自動驗票系統(tǒng)的快速、穩(wěn)定與可靠，閘機(jī)通道控制系統(tǒng)需要對閘機(jī)通道狀態(tài)進(jìn)行實時檢測，通過對檢測信號的處理，實現(xiàn)讓持有效票的旅客快速通過，對各類闖閘及尾隨情況進(jìn)行實時處理等功能。傳統(tǒng)閘機(jī)通道的信號檢測原理如圖1所示，其檢測裝置包括紅外發(fā)射器11和紅外接收器12，當(dāng)紅外發(fā)射器11與紅外接收器12之間沒有待測物體13時，紅外接收器12可接收到紅外發(fā)射器11發(fā)射的信號，當(dāng)紅外發(fā)射器11與紅外接收器12之間有待測物體13時， 紅外接收器12不能接收到紅外發(fā)射器11發(fā)射的信號，可見紅外接收器12的輸出狀態(tài)根據(jù)接收信號的有無來實現(xiàn)。上述檢測裝置在安裝時必需將紅外發(fā)射器11和紅外接收器12分別安裝至兩臺閘機(jī)上，來實現(xiàn)一個通道的檢測，并且兩臺閘機(jī)在安裝時要調(diào)準(zhǔn)好光路，否則不能實現(xiàn)檢測。目前，間機(jī)通道的檢測一般通過安裝16對紅外對射傳感器來實現(xiàn)，而這些對射式紅外傳感器需要兩臺閘機(jī)配對使用才起作用，不便于裝配和維修，而且紅外接收器12易受閘機(jī)上其它紅外發(fā)射器件的干擾。再者由于這些紅外傳感器的信號只是輸出光電開關(guān)信號，只能測試物體的有無，不能待測物體與測試裝置的實際距離，不能進(jìn)行綜合而復(fù)雜的智能運算處理，難以及時做出通行模式和通行狀態(tài)的優(yōu)化調(diào)節(jié)，不能有效解決快速通行模式下的尾隨問題。另外，上述的檢測裝置對故意遮擋光路的情況也不能做出有效判斷。有鑒于此，需要提供一種新的技術(shù)，能夠克服現(xiàn)有閘機(jī)通道的檢測裝置無法檢測距離，解決閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)無法及時做出通行模式和通行狀態(tài)的優(yōu)化調(diào)節(jié)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)及其檢測方法，以解決現(xiàn)有間機(jī)通道的檢測裝置無法檢測距離的問題，無法及時做出通行模式和通行狀態(tài)的優(yōu)化調(diào)節(jié)的問題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案
一種閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其中，包括閘機(jī)、至少一用于檢測待測物體的移動距離、移動速度和位置的光電距離檢測裝置和用于根據(jù)光電距離檢測裝置的檢測數(shù)據(jù)控制間機(jī)扇門的啟閉的信道處理裝置；所述光電距離檢測裝置裝設(shè)在同一閘機(jī)上，并且所述光電距離檢測裝置和間機(jī)分別與所述信道處理裝置連接；
其中，所述光電距離檢測裝置包括用于發(fā)射和接收紅外線的光學(xué)組件，用于將光學(xué)組件輸出的信號進(jìn)行放大的前置放大模塊，用于對放大后的信號進(jìn)行濾波處理、解調(diào)處理，計算得出移動距離、移動速度和位置，并將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給信道處理裝置的微處理器，所述光學(xué)組件、前置放大模塊和微處理器依次連接。
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所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)組件包括用于發(fā)射紅外線的紅外發(fā)射器，用于接收待測物體反射的紅外光線，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號的PSD光電位置感應(yīng)器和用于調(diào)節(jié)光線的方向的光學(xué)鏡片組件，所述光學(xué)鏡片組件分別位于紅外發(fā)射器與待測物體，以及PSD光電位置感應(yīng)器與待測物體之間。所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其中，所述PSD光電位置感應(yīng)器為兩個，光學(xué)鏡片組件包括兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片和兩塊接收光學(xué)鏡片；其中，所述兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片呈一定夾角設(shè)置，且分別位于紅外發(fā)射器和相應(yīng)的待測物體之間；兩塊接收光學(xué)鏡片分別位于兩PSD光電位置感應(yīng)器和相應(yīng)的待測物體之間。所述的間機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其中，所述微處理器按如下方式測量待測物體的距罔
L=D*f/X
其中，L為待測物體與發(fā)射光學(xué)鏡片的距離，D為發(fā)射光學(xué)鏡片中心與接收光學(xué)鏡片中心之間的距離，f為接收光學(xué)鏡片與PSD光電位置感應(yīng)器的接收面的距離，X為PSD光電位置感應(yīng)器的感應(yīng)位置的值。所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其中，所述夾角為5° 120°。根據(jù)權(quán)利要求1所述的間機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述前置放大模塊包括運算放大器、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻；所述第一電容的一端與光學(xué)組件相連，另一端與運算放大器的第6管腳相連；所述第一電阻和第二電容的一端均與所述運算放大器的第6管腳相連，第一電阻的另一端通過第二電阻與運算放大器的第7管腳相連；第一電阻的另一端還通過第三電阻接地；所述第二電容的另一端與運算放大器的第7管腳連接；所述運算放大器的第7 管腳依次通過第四電阻和第三電容與運算放大器的第2管腳相連；在第四電阻與運算放大器的第1管腳之前串接有第四電容；在運算放大器的第2管腳和第1管腳之間串接有第六電阻；所述運算放大器的第3管腳和第5管腳接地；所述第五電阻的一端分別與第四電阻和第三電容相連，另一端接地。所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其中，所述光電距離檢測裝置為八個，且位于同一閘機(jī)的同一側(cè)壁上。一種閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)的檢測方法，其中，包括
A、由光電距離檢測裝置檢測物體的移動距離、移動速度和位置，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給信道處理裝置；
B、所述信道處理裝置根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)控制間機(jī)扇門的啟閉；其中，所述步驟A具體包括
Al、由光學(xué)組件接收待測物體反射的紅外線，并輸出給前置放大模塊； A2、由前置放大模塊將光學(xué)組件輸出的信號進(jìn)行放大；
A3、微處理器對放大后的信號進(jìn)行濾波處理、解調(diào)處理，計算得出移動距離、移動速度和位置，并將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給信道處理裝置。所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)的檢測方法，其中，所述步驟Al具體包括 All、紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外線分別透過兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片發(fā)射至待測物體上；
A12、由待測物體將紅外線進(jìn)行反射，其反射光線透過接收光學(xué)鏡片發(fā)射至PSD光電位置感應(yīng)器；
A13、通過PSD光電位置感應(yīng)器將接收到的反射光線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號輸出給前置放大模塊。所述的間機(jī)通道檢測系統(tǒng)的檢測方法，其中，所述微處理器按如下方式測量待測物體的距離
L=D*f/X
其中，L為待測物體與接收光學(xué)鏡片的距離，D為發(fā)射光學(xué)鏡片中心與接收光學(xué)鏡片中心之間的距離，f為接收光學(xué)鏡片與PSD光電位置感應(yīng)器的接收面的距離，X為PSD光電位置感應(yīng)器的感應(yīng)位置值。本發(fā)明提供的一種間機(jī)通道檢測系統(tǒng)及其檢測方法，通過光電距離檢測裝置實現(xiàn)物體的距離、移動速度和時間的測量，并且將檢測數(shù)據(jù)實時傳送給信道處理裝置，通過信道處理裝置相應(yīng)控制閘機(jī)的閘門開啟或者關(guān)閉，從而滿足了閘機(jī)通道的管理要求。同時，閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)其光電距離檢測裝置利用了光學(xué)鏡片作為光線調(diào)節(jié)部件，采用PSD光電位置感應(yīng)器使得接收信號不會受被測物的表面反射率影響，也不會受使用環(huán)境影響，利用了三角測距原理可以準(zhǔn)確感應(yīng)待測特征的距離，從而正確給信道處理裝置發(fā)出指令，使閘機(jī)能夠準(zhǔn)確的動作運行，達(dá)到智能控制通道的目的。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的檢測裝置測量物體的原理圖。圖2為本發(fā)明實施例提供的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本發(fā)明實施例提供的光電距離檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖4為本發(fā)明實施例提供的閘機(jī)通道檢測系中光學(xué)組件的設(shè)計原理圖。圖5為本發(fā)明實施例提供的閘機(jī)通道檢測系中光學(xué)組件的測量原理圖。圖6為本發(fā)明實施例提供的閘機(jī)通道檢測系中前置放大模塊的電路原理圖。圖7為本發(fā)明實施例提供的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)的檢測方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請參閱圖2，本發(fā)明實施例提供的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)包括閘機(jī)10、至少一光電距離檢測裝置20和信道處理裝置30，所述光電距離檢測裝置20裝設(shè)在同一間機(jī)10上，并且所述光電距離檢測裝置20和間機(jī)10分別與所述信道處理裝置30連接。本發(fā)明實施例中，所述閘機(jī)10上設(shè)置有閘門(圖中未示出)，光電距離檢測裝置20 用于檢測待測物體(在本發(fā)明中所說的待測物體為人體)的移動距離、移動速度和位置，信道處理裝置30用于根據(jù)光電距離檢測裝置20的檢測數(shù)據(jù)控制閘機(jī)10扇門的啟閉。本發(fā)明實施例中，所述光電距離檢測裝置20包括依次連接的光學(xué)組件21、前置放大模塊22和微處理器23，如圖3所示。所述光學(xué)組件21用于發(fā)射和接收紅外線，并將接收的紅外線信號轉(zhuǎn)換為電信號，所述前置放大模塊22用于將光學(xué)組件21輸出的信號進(jìn)行放大，從而給微處理器23提供一種性能更優(yōu)、對噪聲又有極好的抑制效果，并且還可滿足理想信號復(fù)原要求的光電信號。所述微處理器23 (本實施例為單片機(jī))用于對放大后的信號進(jìn)行濾波處理、解調(diào)處理，計算得出移動距離、移動速度和位置，并將得到人體的位置和移動速度數(shù)據(jù)表發(fā)送給信道處理裝置30。信道處理裝置30根據(jù)單片機(jī)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)對間機(jī)通道的智能控制。其中，在前置放大模塊22和微處理器23之間還設(shè)置A/D (模數(shù)轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)換器221 和采樣保持電路222，在前置放大模塊22輸出信號時，通過微處理器23分別控制A/D轉(zhuǎn)換器221和采樣保持電路222進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換。如圖3所示，所述A/D轉(zhuǎn)換器221和采樣保持電路222均為兩個，兩個采樣保持電路分別通過相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器221與微處理器23連接，微處理器23還別分別與采樣保持電路222連接，用于控制采樣保持電路進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作。其中，采樣保持電路222用于對前置放大模塊輸出的模擬信號進(jìn)行兩路數(shù)據(jù)的采集，并通過微處理器控制A/D轉(zhuǎn)換器 221對這兩路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。本實施例中，所述信道處理裝置30內(nèi)嵌了一個ARM9內(nèi)核的處理器，它有著較高的運算處理速度，可以實現(xiàn)位置編碼、通訊應(yīng)答、生成運動速度表、生成物體運行位置表等處理功能。信道處理裝置30通過上位機(jī)40 (該上位機(jī)可為控制中心的計算機(jī)服務(wù)器)控制整個景區(qū)電子票務(wù)系統(tǒng)，判斷電子票據(jù)是否有效，從而使信道處理裝置30控制間機(jī)10的閘門開啟或者關(guān)閉。請一并參閱圖4，所述光學(xué)組件21包括紅外發(fā)射器211、PSD(P0siti0n Sensitive Device，位置敏感器件)光電位置感應(yīng)器和光學(xué)鏡片組件，所述紅外發(fā)射器211用于發(fā)射紅外線，所述PSD光電位置感應(yīng)器用于接收待測物體反射的紅外光線，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，光學(xué)鏡片組件用于調(diào)節(jié)光線的方向。所述光學(xué)鏡片組件位于紅外發(fā)射器211與待測物體C之間，以及位于PSD光電位置感應(yīng)器與待測物體C之間，且所述紅外發(fā)射器211和PSD 光電位置感應(yīng)器位于待測物體C的同一側(cè)，因此所述光學(xué)組件可裝設(shè)在同一間機(jī)的側(cè)壁上，無需分開安裝，使其安裝非常簡單，在安裝后無需調(diào)對光路。PSD光電位置感應(yīng)器是一種光能/位置轉(zhuǎn)換器件，由于位置量為模擬量輸出，其系統(tǒng)具有響應(yīng)快、分辨率高、成本低等特點。本發(fā)明實施列中，所述PSD光電位置感應(yīng)器為兩個(即第一 PSD光電位置感應(yīng)器213和第二 PSD光電位置感應(yīng)器212)，光學(xué)鏡片組件包括兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片(即第一發(fā)射光學(xué)鏡片214和第二發(fā)射光學(xué)鏡片215)和兩塊接收光學(xué)鏡片 (即第一接收光學(xué)鏡片216和第二接收光學(xué)鏡片217)。其中，所述兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片214、 215呈一定夾角設(shè)置，且分別位于紅外發(fā)射器211和相應(yīng)的待測物體C之間；兩塊接收光學(xué)鏡片分別位于兩PSD光電位置感應(yīng)器212、213和相應(yīng)的待測物體C之間。所述四個光學(xué)鏡片均為采用K9石英玻璃加工而成的，且直徑為04. 8mm的凸透鏡。 并且這4個光學(xué)鏡片水平排列，如圖4所示，為了獲得理想的檢測效果，2個發(fā)射光學(xué)鏡片 214,215的夾角可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，在所述光電距離檢測裝置20中，這個夾角可調(diào)節(jié)范圍為 5° 120° 。在具體實施時，所述夾角的大小取決于閘機(jī)通道的寬度，例如，當(dāng)閘機(jī)通道的寬度為500mm IOOOmm時(大部分閘機(jī)通道采用的寬度)，第一發(fā)射光學(xué)鏡片214和第二發(fā)射光學(xué)鏡片215之間的夾角設(shè)定為60度可獲得理想的檢測效果。
然后，本發(fā)明采用這種方法可以實現(xiàn)對光電距離檢測裝置20前方60度范圍的兩個待測物體C同時進(jìn)行測量，當(dāng)待測物體C運動時，根據(jù)第一接收光學(xué)鏡片216和第二接收光學(xué)鏡片217接收信號的時差和移動距離，可以判斷物體的移動方向，并且還能計算出物體的移動速度。當(dāng)將兩個發(fā)射光學(xué)鏡片之間的夾角作為測試變量時，通過掃描測量方式調(diào)節(jié)第一發(fā)射光學(xué)鏡片214和第二發(fā)射光學(xué)鏡片215的夾角，也可實現(xiàn)對單個物體大小的測量。本發(fā)明還可根據(jù)對物體所測的角度和距離值，計算出物體的大小尺寸，其為現(xiàn)有技術(shù)， 此處不再詳細(xì)。以下對本發(fā)明實施例提供的光電距離檢測裝置測量距離的原理進(jìn)行詳細(xì)描述 請參閱圖5，PSD光電位置感應(yīng)器具有兩路電流信號輸出的特點，兩路信號大小取決于
感應(yīng)器的感應(yīng)位置，本發(fā)明利用這個特點，采用三角形測距原理，可準(zhǔn)確測量出物體的有無和距離的遠(yuǎn)近，而且還具有抗干擾性高、實現(xiàn)成本低的優(yōu)點。根據(jù)三角形測距原理L=D*f/X
測距關(guān)系式為利用三角原理測量漫反射目標(biāo)的距離的基本關(guān)系式，其中，L (即圖5中的L1、L2)是待測物體距發(fā)射光學(xué)鏡片El的距離，D為發(fā)射光學(xué)鏡片El中心與接收光學(xué)鏡片E2中心之間的距離，f為接收光學(xué)鏡片E2距PSD光電位置感應(yīng)器B的接收面的距離，X 為PSD光電位置感應(yīng)器B感應(yīng)位置值。然而，在PSD光電位置感應(yīng)器B向前置放大模塊發(fā)送信號時，微處理器23便能根據(jù)上述方式計算出待測物體的移動距離、移動速度和位置， 并算出待測物體的運動速度數(shù)據(jù)表。請再次參閱圖2和圖3，紅外發(fā)射器211發(fā)射的紅外線，通過發(fā)射控制單元212采用載波頻率為38KHz的脈沖調(diào)制碼發(fā)射原理，可有效地防止其它信號的干擾。PSD光電位置傳感器接收到的信號經(jīng)前置放大模塊22放大后，由采樣保持電路222進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，之后由微處理器23控制A/D轉(zhuǎn)換器221進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、并通過微處理器23進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波和解調(diào)處理。微處理器23根據(jù)三角形測距原理，按上述測距公式進(jìn)行相應(yīng)的計算，將原始數(shù)據(jù)存儲到微處理器23內(nèi)部緩存區(qū)中，經(jīng)控制接口 M連接至信道處理裝置30相應(yīng)的控制接口 24處，以RS232/485通訊方式與信道處理裝置30進(jìn)行通訊，從而將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)上傳至信道處理裝置30，之后由信道處理裝置30根據(jù)接收到信號選擇相應(yīng)的信號處理模式。由于現(xiàn)有閘機(jī)所安裝的對射式光電開關(guān)，通過一組對射式光電只能測量物體的有無，其測量信息非常有限。本發(fā)明采用的每一個光電距離檢測裝置實際包括2路光電位置的檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)對物體的大小、距離、移動方向和移動速度的測量，這些信息非常有利于提高閘機(jī)的智能處理能力。在進(jìn)一步的實施例中，所述光電距離檢測裝置20為八個，且位于同一閘機(jī)的同一側(cè)壁上，即可實現(xiàn)對間機(jī)通道的16路位置檢測，使該間機(jī)上的信道處理裝置能根據(jù)接收到的檢測信息(即單片機(jī)計算得到的數(shù)據(jù))，生成物體運動速度表和物體運動位置表等數(shù)據(jù)庫信息，從而準(zhǔn)確測量待測物體的距離，控制閘機(jī)的扇門在授權(quán)的游客通行時打開，在游客通行后關(guān)閉閘機(jī)扇門，防止未授權(quán)者非法闖入。請再次參閱圖3，所述光電距離檢測裝置20的供電電源取至閘機(jī)10的MVDC集中供電電源，由電壓處理器25對電源進(jìn)行分配處理，電壓處理器25將MVDC電壓輸入轉(zhuǎn)換為 3組電壓輸出供所述光電距離檢測裝置20使用。其中，+ 3. 3VDC、一 3. 3VDC供電給微處理器23和前置放大模塊22部分，+ 5V供電給紅外發(fā)射控制部分，并且電壓處理器25結(jié)合微CN 102393972 A
說明書
6/8頁 處理器23進(jìn)行相關(guān)的低功耗處理。在所述光電距離檢測裝置20中，還設(shè)置有一振蕩器沈，如圖3所示，其采用27Mhz 的石英振蕩器，給單片機(jī)(即微處理器23)、發(fā)射控制單元212和控制接口 M的通訊提供一個高精度時基信號，保證信號處理和通訊的同步性和準(zhǔn)確性。本實施例中，所述發(fā)射控制單元212采用型號為PT2262的芯片，它對單片機(jī)的發(fā)射指令進(jìn)行調(diào)制再經(jīng)其內(nèi)部功放管驅(qū)動紅外發(fā)射器211，保證了發(fā)射信號的抗干擾性能。本發(fā)明實施例中，所述光電距離檢測裝置20的發(fā)光模式選用脈沖發(fā)光方式，然后通過PSD光電位置感應(yīng)器接收，由于其入射光能量很弱，因此前置放大模塊22工作在交流放大狀態(tài)，對其要求為信噪比高、有一定的帶寬，而且信號傳輸功率大。本發(fā)明至少選取 1.5-3個基帶寬的信號，從而即能滿足信號復(fù)原的要求，又能有效地抑制熱噪聲與散粒噪聲。所述前置放大模塊22是一種PSD光電小信號放大器，其目的在于提供一種放大性能更優(yōu)、對噪聲又有極好的抑制效果的nA級PSD光電小信號放大器。請參閱圖6，所述前置放大模塊包括運算放大器U1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5 和第六電阻R6。所述第一電容Cl的一端與光學(xué)組件21相連，另一端與運算放大器UlB的第6管腳相連。所述第一電阻Rl和第二電容C2的一端均與所述運算放大器UlB的第6管腳相連，第一電阻Rl的另一端通過第二電阻R2與運算放大器UlB的第7管腳相連；第一電阻 Rl的另一端還通過第三電阻R3接地；所述第二電容C2的另一端與運算放大器UlB的第7 管腳連接。所述運算放大器UlB的第7管腳依次通過第四電阻R4和第三電容C3與運算放大器UlB的第2管腳相連，在第四電阻R4與運算放大器UlA的第1管腳之前串接有第四電容C4。在運算放大器UlA的第2管腳和第1管腳之間串接有第六電阻R6，所述運算放大器 UlA的第3管腳和第5管腳接地，所述第五電阻R5的一端分別與第四電阻R4和第三電容 C3相連，另一端接地。本實施例中，所述第一電容Cl在前置放大模塊中起抑制低頻噪聲的作用，第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3與構(gòu)成運算放大器的信號放大通路，第三電容 C3、第四電容C4、第五電阻R5、第六電阻R6構(gòu)成運算放大器的噪聲抑制通路，從而可滿足理想的信號復(fù)原的要求。本實施例中，所述運算放大器采用儀表放大器，其型號為MCP602，它具有較好的信號放大能力和電氣性能。第一電容Cl起抑制低頻噪聲的作用，其容量大小與信號的頻率有關(guān)；當(dāng)PSD光電位置感應(yīng)器接收的調(diào)制信號為38KHZ時，電容值可選為473 (4. 7nF)。所述第二電容C2在本前置放大模塊中主要起抑制高頻噪聲的作用，其容量大小與信號的放大倍數(shù)有關(guān)，當(dāng)運算放大器UlB的第6腳管腳和第7管腳相連的T型電阻(即由第一電阻Rl、 第二電阻R2和第三電阻R3電連接構(gòu)成)的等效電阻值為5兆歐姆時，所述第二電容C2的容值為3. 3pF。本發(fā)明實施例中，所述前置放大模塊22可將小于毫伏級、信噪比達(dá)到1 :1的傳感器(即PSD光電位置感應(yīng)器)信號放大至伏級，其信號放大倍數(shù)可達(dá)千倍以上，噪聲信號基本不變。其對PSD光電位置感應(yīng)器小信號的放大和提高信號的信噪比具有很好的效果。在進(jìn)一步的實施例中，信道處理裝置30還包括狀態(tài)指示燈50和語音提示器60，如
9圖2所示，其與信道處理裝置30內(nèi)的處理器連接，用于根據(jù)控制信息的通過狀態(tài)進(jìn)行顯示和語音播報。如，當(dāng)閘機(jī)的信道處理裝置判定為未授權(quán)時，閘機(jī)的扇門關(guān)閉阻擋通行，并通過語音播報非法通行，同時狀態(tài)指示燈50顯示紅色(表示非法通行)，當(dāng)間機(jī)的信道處理裝置判定為授權(quán)時，間機(jī)的扇門打開允許通行，并通過語音播報放行，同時狀態(tài)指示燈50顯示綠色(表示放行)?；谏鲜龅拈l機(jī)通道檢測系統(tǒng)本發(fā)明還對應(yīng)提供一種采用閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)實現(xiàn)距離檢測的方法，其包括
Si、由光電距離檢測裝置檢測物體的移動距離、移動速度和位置，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給
信道處理裝置。S2、所述信道處理裝置根據(jù)所述檢測結(jié)果控制閘機(jī)扇門的啟閉。其中，所述步驟Sl具體包括第一步、由光學(xué)組件接收待測物體反射的紅外線，并輸出給前置放大模塊；第二步、由前置放大模塊將光學(xué)組件輸出的信號進(jìn)行放大；第三步、 微處理器對放大后的信號進(jìn)行濾波處理、解調(diào)處理，計算得出移動距離、移動速度和位置， 并將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給信道處理裝置。本實施例中，所述微處理器按如下方式測量待測物體的距離 L=D*f/X
其中，L為待測物體與接收光學(xué)鏡片的距離，D為發(fā)射光學(xué)鏡片中心與接收光學(xué)鏡片中心之間的距離，f為接收光學(xué)鏡片與PSD光電位置感應(yīng)器的接收面的距離，X為PSD光電位置感應(yīng)器的感應(yīng)位置值。在光學(xué)組件接收待測物體反射的紅外線，并輸出給前置放大模塊時，所述的方法具體包括a、紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外線分別透過兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片發(fā)射至待測物體；b、由待測物體將紅外線進(jìn)行反射，其反射反光透過接收光學(xué)鏡片發(fā)射至PSD光電位置感應(yīng)器； C、通過PSD光電位置感應(yīng)器將接收到的反射光線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號輸出給前置放大模塊。本發(fā)明的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)可根據(jù)通道的進(jìn)出口設(shè)定為入口檢測系統(tǒng)和出口檢測系統(tǒng)，閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)作為入口檢測系統(tǒng)對具體的驗票程進(jìn)行詳細(xì)描述
目前，閘機(jī)通道區(qū)域劃分為檢驗區(qū)和通行區(qū)；其通行區(qū)又被劃分為安全區(qū)、反向監(jiān)視區(qū)和出口區(qū)。在間機(jī)通道檢測區(qū)通過驗票裝置獲取游客的數(shù)據(jù)表；之后對過間游客展示通行標(biāo)識載體；之后由光電距離檢測裝置采集游客進(jìn)入通道的時間，并加入間機(jī)標(biāo)識；之后由光電距離檢測裝置通過串口通訊將游客數(shù)據(jù)表送信道處理裝置。在閘機(jī)通道通行區(qū)通過光電距離檢測裝置采集游客的位置、速度、時間，同時，加入游客標(biāo)識，組成游客通行表；然后由處理裝置根據(jù)游客數(shù)據(jù)表和通行表判斷是否是授權(quán)通行；如果判定為未授權(quán)通行者，間機(jī)關(guān)閉扇門阻擋通行，通過語音播報提示非法通行；如果判定為授權(quán)通行者，語音播報通行提示，間機(jī)根據(jù)游客數(shù)據(jù)表開啟間門，在游客通行后關(guān)閉閘機(jī)扇門防止非法闖入。綜上所述，本發(fā)明提供的一種間機(jī)通道檢測系統(tǒng)及其檢測方法，通過光電距離檢測裝置實現(xiàn)物體的距離、移動速度和時間的測量，并且將檢測數(shù)據(jù)實時傳送給信道處理裝置，通過信道處理裝置相應(yīng)控制閘機(jī)的閘門開啟或者關(guān)閉，從而滿足了閘機(jī)通道的管理要求。同時，閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)其光電距離檢測裝置利用了光學(xué)鏡片作為光線調(diào)節(jié)部件，采用PSD光電位置感應(yīng)器使得接收信號不會受被測物的表面反射率影響，也不會受使用環(huán)境影響，利用了三角測距原理可以準(zhǔn)確感應(yīng)待測特征的距離，從而正確給信道處理裝置發(fā)出指令，使閘機(jī)能夠準(zhǔn)確的動作運行，達(dá)到智能控制通道的目的?？梢岳斫獾氖?，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括閘機(jī)、至少一用于檢測待測物體的移動距離、移動速度和位置的光電距離檢測裝置和用于根據(jù)光電距離檢測裝置的檢測數(shù)據(jù)控制閘機(jī)扇門的啟閉的信道處理裝置；所述光電距離檢測裝置裝設(shè)在同一閘機(jī)上，并且所述光電距離檢測裝置和間機(jī)分別與所述信道處理裝置連接；其中，所述光電距離檢測裝置包括用于發(fā)射和接收紅外線的光學(xué)組件，用于將光學(xué)組件輸出的信號進(jìn)行放大的前置放大模塊，用于對放大后的信號進(jìn)行濾波處理、解調(diào)處理，計算得出移動距離、移動速度和位置，并將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給信道處理裝置的微處理器，所述光學(xué)組件、前置放大模塊和微處理器依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)組件包括用于發(fā)射紅外線的紅外發(fā)射器，用于接收待測物體反射的紅外光線，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號的PSD 光電位置感應(yīng)器和用于調(diào)節(jié)光線的方向的光學(xué)鏡片組件，所述光學(xué)鏡片組件分別位于紅外發(fā)射器與待測物體，以及PSD光電位置感應(yīng)器與待測物體之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述PSD光電位置感應(yīng)器為兩個，光學(xué)鏡片組件包括兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片和兩塊接收光學(xué)鏡片；其中，所述兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片呈一定夾角設(shè)置，且分別位于紅外發(fā)射器和相應(yīng)的待測物體之間；兩塊接收光學(xué)鏡片分別位于兩PSD光電位置感應(yīng)器和相應(yīng)的待測物體之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器按如下方式測量待測物體的距離L=D*f/X其中，L為待測物體與發(fā)射光學(xué)鏡片的距離，D為發(fā)射光學(xué)鏡片中心與接收光學(xué)鏡片中心之間的距離，f為接收光學(xué)鏡片與PSD光電位置感應(yīng)器的接收面的距離，X為PSD光電位置感應(yīng)器的感應(yīng)位置的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述夾角為5° 120°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述前置放大模塊包括運算放大器、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻；所述第一電容的一端與光學(xué)組件相連，另一端與運算放大器的第6管腳相連；所述第一電阻和第二電容的一端均與所述運算放大器的第6管腳相連，第一電阻的另一端通過第二電阻與運算放大器的第7管腳相連；第一電阻的另一端還通過第三電阻接地；所述第二電容的另一端與運算放大器的第7管腳連接；所述運算放大器的第7管腳依次通過第四電阻和第三電容與運算放大器的第2管腳相連；在第四電阻與運算放大器的第1管腳之前串接有第四電容；在運算放大器的第2管腳和第1管腳之間串接有第六電阻；所述運算放大器的第3管腳和第5管腳接地；所述第五電阻的一端分別與第四電阻和第三電容相連，另一端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光電距離檢測裝置為八個，且位于同一閘機(jī)的同一側(cè)壁上。
8.一種如權(quán)利要求1所述閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，包括A、由光電距離檢測裝置檢測物體的移動距離、移動速度和位置，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給信道處理裝置；B、所述信道處理裝置根據(jù)所述檢測結(jié)果控制間機(jī)扇門的啟閉；其中，所述步驟A具體包括Al、由光學(xué)組件接收待測物體反射的紅外線，并輸出給前置放大模塊；A2、由前置放大模塊將光學(xué)組件輸出的信號進(jìn)行放大；A3、微處理器對放大后的信號進(jìn)行濾波處理、解調(diào)處理，計算得出移動距離、移動速度和位置，并將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給信道處理裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的間機(jī)通道檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，所述步驟Al具體包括All、紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外線分別透過兩塊發(fā)射光學(xué)鏡片發(fā)射至待測物體上；A12、由待測物體將紅外線進(jìn)行反射，其反射光線透過接收光學(xué)鏡片發(fā)射至PSD光電位置感應(yīng)器；A13、通過PSD光電位置感應(yīng)器將接收到的反射光線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號輸出給前置放大模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的間機(jī)通道檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，所述微處理器按如下方式測量待測物體的距離L=D*f/X其中，L為待測物體與接收光學(xué)鏡片的距離，D為發(fā)射光學(xué)鏡片中心與接收光學(xué)鏡片中心之間的距離，f為接收光學(xué)鏡片與PSD光電位置感應(yīng)器的接收面的距離，X為PSD光電位置感應(yīng)器的感應(yīng)位置值。
全文摘要
本發(fā)明公開了閘機(jī)通道檢測系統(tǒng)及其檢測方法，其檢測系統(tǒng)包括閘機(jī)、光電距離檢測裝置和信道處理裝置；所述光電距離檢測裝置裝設(shè)在同一閘機(jī)上，并且所述光電距離檢測裝置和閘機(jī)分別與所述信道處理裝置連接；所述光電距離檢測裝置包括用于發(fā)射和接收紅外線的光學(xué)組件，用于將光學(xué)組件輸出的信號進(jìn)行放大的前置放大模塊，用于對放大后的信號進(jìn)行濾波處理、解調(diào)處理，計算得出移動距離、移動速度和位置，并將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給信道處理裝置的微處理器。本發(fā)明通過光電距離檢測裝置實現(xiàn)物體的距離、移動速度和時間的測量，并且將檢測數(shù)據(jù)實時傳送給信道處理裝置，通過信道處理裝置相應(yīng)控制閘機(jī)的閘門開啟或者關(guān)閉，從而滿足了閘機(jī)通道的管理要求。
文檔編號G07B11/00GK102393972SQ20111020535
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者張海平, 鄧永兵 申請人:深圳市愛森斯信息技術(shù)有限公司