專利名稱：防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及安防電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種踩踏式的防盜報(bào)警裝置。
背景技術(shù)：
最近提交國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局審查的發(fā)明專利“防寵物踩踏式報(bào)警器及其區(qū)分 人與小動(dòng)物踩踏的方法”解決了踩踏式報(bào)警器受到小動(dòng)物踩踏時(shí)引發(fā)的誤報(bào)警問(wèn)題，在受 到人的踩踏的時(shí)候會(huì)發(fā)出聲的警報(bào)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但是，該發(fā)明專利尚未考慮通過(guò)人手的拿放 而被移出警戒區(qū)域的情形。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型專利的目的是提供一種防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器，它能區(qū)分人與小動(dòng) 物的踩踏，在受到人的踩踏或被人體觸摸的時(shí)候發(fā)出報(bào)警聲，可以被放置在通道上實(shí)施防 盜報(bào)警。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其目的所采用的技術(shù)方案是，它由一個(gè)長(zhǎng)方形框架、電池組、最小 單片機(jī)系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進(jìn)電路、音樂(lè)電路以及觸摸觸發(fā)電路組成；其中，長(zhǎng)方形 框架的上部和底部各有一組電極，分別稱之為列電極組和行電極組，每一組電極由72根裸 露的金屬導(dǎo)線組成，這些導(dǎo)線彼此獨(dú)立，間距均勻，列電極組和行電極組的導(dǎo)線排列的方向 相互垂直，分別依序連接到所述并入串進(jìn)電路的并行輸入端和所述串入并出電路的并行輸 出端，最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出口線P3. 7連接到音樂(lè)電路的輸入端，其端口線/INT1\P3. 3連 接到觸摸觸發(fā)電路的輸出端，電池組為本實(shí)用新型提供工作電源。所述長(zhǎng)方形框架的上部和底部的兩組電極由框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，長(zhǎng)方 形框架的四側(cè)的外表面及其底部都包裹著一層導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料連接到觸摸觸發(fā)電路 的輸入端，它們與兩組電極中的導(dǎo)線之間有一層絕緣材料，長(zhǎng)方形框架上部的外面包裹著 一層絕緣材料。所述串入并出電路由9塊74HC164級(jí)聯(lián)組成，其中，第一塊74HC164的信號(hào)串行輸 入端A連接到最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 2，其最高位輸出端QH連接到第二塊的信號(hào)串 行輸入端A，第二塊的最高位輸出端QH連接到第三塊的信號(hào)串行輸入端A，依次類推，共產(chǎn) 生8 (位/塊)X 9塊=72位的信號(hào)并行輸出端；9塊74HC164的清零端與信號(hào)串行輸入端B 都連接到電源的正極，它們的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 3。所述并入串進(jìn)電路由9塊74HC165級(jí)聯(lián)組成，其中，最后一塊74HC165的并入串 出信號(hào)端QH連接到前一塊的信號(hào)串行輸入端DS，依次類推，共產(chǎn)生8 (位/塊)X9塊= 72位的信號(hào)并行輸入端，其中的每一位信號(hào)并行輸入端分別連接一個(gè)下拉電阻到電源的負(fù) 端，第一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 5，這9塊 74HC165的并入數(shù)據(jù)裝載控制端/PL都連接到最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 6，它們的時(shí) 鐘信號(hào)輸入端都連接到最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 7，它們的另一個(gè)信號(hào)串行輸入端/
3CE都連接到電源的正極。所述音樂(lè)電路包括一塊音樂(lè)集成電路、音樂(lè)集成電路的觸發(fā)電路和一個(gè)揚(yáng)聲器； 其中，音樂(lè)集成電路的觸發(fā)電路是由一個(gè)NPN三極管及其基極電阻、集電極電阻組成的單 級(jí)放大電路，所述基極電阻的一端接三極管的基極，它的另一端構(gòu)成音樂(lè)電路的輸入端，該 三極管的集電極分別連接到集電極電阻和音樂(lè)集成電路的觸發(fā)輸入端，其發(fā)射極接到電池 組的負(fù)極，集電極電阻的另一端接電池組的正極，揚(yáng)聲器的兩端分別接到音樂(lè)集成電路的 輸出端與電池組的正極。所述觸摸觸發(fā)電路包括一個(gè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管、一個(gè)三極管、一個(gè)開(kāi)關(guān)二極管、一個(gè)電 位器和一個(gè)電阻；其中，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和三極管的集電極分別構(gòu)成觸摸觸發(fā)電路的 輸入端和輸出端，場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別連接到電位器和開(kāi)關(guān)二極管的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)二極管的 負(fù)極接到三極管的基極，三極管的集電極連接電阻，所述電阻和電位器的另一端都接到電 池組的正極，場(chǎng)效應(yīng)管的源極和三極管的發(fā)射極都接到電池組的負(fù)極。本實(shí)用新型專利的優(yōu)點(diǎn)是，能夠區(qū)分人與小動(dòng)物的踩踏，只有在受到人的踩踏時(shí) 才發(fā)出悅耳的報(bào)警音樂(lè)，并能警報(bào)人體的觸摸或拿放。
下面對(duì)照附圖進(jìn)一步具體說(shuō)明本實(shí)用新型專利。圖1是本實(shí)用新型專利的幾何結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是最小單片機(jī)系統(tǒng)的原理圖。圖3是串入并出電路的原理圖。圖4是并入串進(jìn)電路的原理圖。圖5是音樂(lè)電路的原理圖。圖6是觸摸觸發(fā)電路的原理圖。圖中，1.長(zhǎng)方形框架，11.長(zhǎng)方形框架1的側(cè)面(寬)，12.長(zhǎng)方形框架1的側(cè)面 (長(zhǎng))，13.長(zhǎng)方形框架1底板上的(行)電極組，14.位于長(zhǎng)方形框架的上部的(列)電極 組，20.單片機(jī)，21.-29. 74HC164，31.-39. 74HC165，71.音樂(lè)集成電路。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型專利包括一個(gè)長(zhǎng)方形框架(1)、電池組、最小單片機(jī)系統(tǒng)、串入并出 電路、并入串進(jìn)電路、音樂(lè)電路以及觸摸觸發(fā)電路。長(zhǎng)方形框架(1)如圖1所示，其上部和底部各有一組電極(14)和(13)，每一組電 極由72根裸露的金屬導(dǎo)線組成，這些導(dǎo)線彼此獨(dú)立、間距均勻，兩組電極(14)和(13)的導(dǎo) 線排列的方向相互垂直，由框架⑴的兩側(cè)(11)或(12)絕緣隔離并支撐著。框架⑴的 四側(cè)(11)、(12)的外表面及其底部都包裹著一層導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料連接到觸摸觸發(fā)電 路的輸入端，它們與兩組電極中的導(dǎo)線之間有一層絕緣材料，長(zhǎng)方形框架(1)上部的外面 也包裹著一層絕緣材料。最小單片機(jī)系統(tǒng)如圖2所示，包括上電復(fù)位電路和時(shí)鐘電路，其輸入/輸出端口線 /INT1\P3. 3連接到觸摸觸發(fā)電路的輸出端。所述串入并出電路如圖3所示，由九塊8位串入并出移位寄存器74HC164(21)-(29)級(jí)聯(lián)組成，其72個(gè)輸出端QA, QB, QC, QD, QE,......分別依次連接到長(zhǎng)
方形框架(1)的底部的行電極組(13)中的每根金屬導(dǎo)線。所述并入串進(jìn)電路如圖4所示，由九塊8位并入串出移位寄存器
74HC165(31)-(39)級(jí)聯(lián)組成，其72個(gè)輸出端A，B，C，D，E，......分別依次連接到長(zhǎng)方形框
架(1)的上部的列電極組(14)中的每根金屬導(dǎo)線。這72個(gè)輸出端A，B，C，D，E，......的
每一個(gè)還分別連接一個(gè) 30ΚΩ的下拉電阻到電源的負(fù)端，因?yàn)楹?jiǎn)潔緣故，圖4中并沒(méi)有全 部畫(huà)出這些下拉電阻。所述音樂(lè)電路如圖5所示。當(dāng)最小單片機(jī)系統(tǒng)的端口線P3. 7發(fā)生從低到高的電 平跳變，三極管T7的集電極的電平便會(huì)從高變到低，觸發(fā)音樂(lè)集成電路(71)動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū) 動(dòng)揚(yáng)聲器播放優(yōu)美的音樂(lè)。音樂(lè)集成電路(71)可以根據(jù)喜愛(ài)的音樂(lè)選用，最好選取本身具 有三極管功率輸出級(jí)的，以便直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，例如HL-878。如果音樂(lè)集成電路(71) 的觸發(fā)信號(hào)為上跳變有效，例如KD9300系列音樂(lè)片，需要把所述(共發(fā)射極)單級(jí)放大電 路改為共集電極放大電路把集電極電阻R72串聯(lián)在三極管T7的發(fā)射極與電源負(fù)極之間， T7的集電極直接接到電源正極，其發(fā)射極接到KD9300系列音樂(lè)片的觸發(fā)輸入端。也可以把 揚(yáng)聲器取代集電極電阻R72，從而省去音樂(lè)集成電路(71)，這時(shí)，可以編制發(fā)聲程序驅(qū)動(dòng)揚(yáng) 聲器發(fā)出預(yù)定的報(bào)警聲音。所述觸摸觸發(fā)電路如圖6所示，其中，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管T21的柵極和三極管T22的 集電極分別構(gòu)成觸摸觸發(fā)電路的輸入端和輸出端。平時(shí)，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管T21的柵極懸空， 其漏極與源極相導(dǎo)通，為低電平，開(kāi)關(guān)二極管D2與三極管T22均處于截止?fàn)顟B(tài)，三極管T22 的集電極與其發(fā)射極斷開(kāi)，處于高電平狀態(tài)。一旦人體接觸長(zhǎng)方形框架(1)的四側(cè)(13)和
(12)或其上部或底部的外表面的導(dǎo)電材料，感應(yīng)電荷導(dǎo)致結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管T21的漏極與源極 間的溝道被夾斷，T21的漏極的電位升高，使得開(kāi)關(guān)二極管D2與三極管T22先后導(dǎo)通，三極 管T22的集電極的電平由高變到低，該信號(hào)通過(guò)輸入/輸出端口線/INT1\P3. 3引發(fā)單片機(jī) (20)進(jìn)入中斷響應(yīng)子程序，借助端口線P3. 7促使音樂(lè)電路動(dòng)作，其中的揚(yáng)聲器發(fā)聲。調(diào)節(jié) 電位器R21可以改變觸摸觸發(fā)電路的感應(yīng)動(dòng)作靈敏度。最小單片機(jī)系統(tǒng)采用了最近提交審查的發(fā)明專利申請(qǐng)“防寵物踩踏式報(bào)警器及其 區(qū)分人與小動(dòng)物踩踏的方法”所述的“區(qū)分人與小動(dòng)物踩踏程序”，裝載在單片機(jī)(20)片 內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器中，其核心是分析長(zhǎng)方形框架(1)被踩踏時(shí)其底部和上部的兩組電極
(13)和(14)相接觸的導(dǎo)線的數(shù)目，籍此分析被踩踏區(qū)域的面積的大小，因?yàn)槿说牟忍ぐ?人踮著腳尖踩踏的面積明顯地大于狗、貓、雞或老鼠穿行時(shí)踩踏的面積。如果長(zhǎng)方形框架
(1)被踩踏時(shí)其底部和上部的兩組電極(13)和(14)相接觸的導(dǎo)線的數(shù)目大于某一個(gè)預(yù)定 的數(shù)，例如3，據(jù)此判斷為人的踩踏。采用中斷響應(yīng)方式監(jiān)控觸摸觸發(fā)電路需要在單片機(jī)
(2)的初始化程序中初始化中斷允許控制寄存器IE、中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP和定時(shí)器控 制寄存器TCON中的外部中斷請(qǐng)求信號(hào)觸發(fā)方式控制位ITl ；也可以采用查詢方式監(jiān)控觸摸 觸發(fā)電路。需要合理設(shè)置同組電極中的導(dǎo)線的數(shù)目及其間距，例如設(shè)置有8(位/塊)X9塊 =72根導(dǎo)線，間距為1.0cm，據(jù)此確定長(zhǎng)方形框架(1)的長(zhǎng)或?qū)?，該尺寸?yīng)當(dāng)大于一個(gè)成人 的一個(gè)大的跨步。所述列或行電極組所包含的導(dǎo)線的數(shù)目及其相應(yīng)的串入并出、并入串出 移位寄存器的數(shù)目可以根據(jù)“區(qū)分人與小動(dòng)物踩踏”之檢測(cè)原理進(jìn)行增加或減少。也可以并用兩塊或兩塊以上的本實(shí)用新型裝置以增大警戒區(qū)域。 本實(shí)用 新型專利所述最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出或輸入端口線可以根據(jù)實(shí)際情形加 以改換。
權(quán)利要求一種防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器，其特征在于，它由一個(gè)長(zhǎng)方形框架、電池組、最小單片機(jī)系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進(jìn)電路、音樂(lè)電路以及觸摸觸發(fā)電路組成；其中，長(zhǎng)方形框架的上部和底部各有一組電極，分別稱之為列電極組和行電極組，每一組電極由72根裸露的金屬導(dǎo)線組成，這些導(dǎo)線彼此獨(dú)立，間距均勻，列電極組和行電極組的導(dǎo)線排列的方向相互垂直，分別依序連接到所述并入串進(jìn)電路的并行輸入端和所述串入并出電路的并行輸出端，最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出口線P3.7連接到音樂(lè)電路的輸入端，其端口線/INT1\P3.3連接到觸摸觸發(fā)電路的輸出端，電池組為本實(shí)用新型提供工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器，其特征在于，所述長(zhǎng)方形框架的 上部和底部的兩組電極由框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，長(zhǎng)方形框架的四側(cè)的外表面及其 底部都包裹著一層導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料連接到觸摸觸發(fā)電路的輸入端，它們與兩組電極 中的導(dǎo)線之間有一層絕緣材料，長(zhǎng)方形框架上部的外面包裹著一層絕緣材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器，其特征在于，所述串入并出電路 由9塊74HC164級(jí)聯(lián)組成，其中，第一塊74HC164的信號(hào)串行輸入端A連接到最小單片機(jī)系 統(tǒng)的輸出端口 Pl. 2，其最高位輸出端QH連接到第二塊的信號(hào)串行輸入端A，第二塊的最高 位輸出端QH連接到第三塊的信號(hào)串行輸入端A，依次類推，共產(chǎn)生8 (位/塊)X 9塊=72 位的信號(hào)并行輸出端；9塊74HC164的清零端與信號(hào)串行輸入端B都連接到電源的正極，它 們的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器，其特征在于，所述并入串進(jìn)電路 由9塊74HC165級(jí)聯(lián)組成，其中，最后一塊74HC165的并入串出信號(hào)端QH連接到前一塊的 信號(hào)串行輸入端DS，依次類推，共產(chǎn)生8 (位/塊)X 9塊=72位的信號(hào)并行輸入端，其中的 每一位信號(hào)并行輸入端分別連接一個(gè)下拉電阻到電源的負(fù)端，第一塊74HC165的并入串出 信號(hào)端QH連接到最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 5，這9塊74HC165的并入數(shù)據(jù)裝載控制端 /PL都連接到最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 6，它們的時(shí)鐘信號(hào)輸入端都連接到最小單片 機(jī)系統(tǒng)的輸出端口 Pl. 7，它們的另一個(gè)信號(hào)串行輸入端/CE都連接到電源的正極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器，其特征在于，所述音樂(lè)電路包括 一塊音樂(lè)集成電路、音樂(lè)集成電路的觸發(fā)電路和一個(gè)揚(yáng)聲器；其中，音樂(lè)集成電路的觸發(fā)電 路是由一個(gè)NPN三極管及其基極電阻、集電極電阻組成的單級(jí)放大電路，所述基極電阻的 一端接三極管的基極，它的另一端構(gòu)成音樂(lè)電路的輸入端，該三極管的集電極分別連接到 集電極電阻和音樂(lè)集成電路的觸發(fā)輸入端，其發(fā)射極接到電池組的負(fù)極，集電極電阻的另 一端接電池組的正極，揚(yáng)聲器的兩端分別接到音樂(lè)集成電路的輸出端與電池組的正極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器，其特征在于，所述觸摸觸發(fā)電路 包括一個(gè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管、一個(gè)三極管、一個(gè)開(kāi)關(guān)二極管、一個(gè)電位器和一個(gè)電阻；其中，結(jié)型 場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和三極管的集電極分別構(gòu)成觸摸觸發(fā)電路的輸入端和輸出端，場(chǎng)效應(yīng)管的 漏極分別連接到電位器和開(kāi)關(guān)二極管的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)二極管的負(fù)極接到三極管的基極，三極 管的集電極連接電阻，所述電阻和電位器的另一端都接到電池組的正極，場(chǎng)效應(yīng)管的源極 和三極管的發(fā)射極都接到電池組的負(fù)極。
專利摘要一種防寵物觸摸踩踏式報(bào)警器，由一個(gè)長(zhǎng)方形框架、電池組、最小單片機(jī)系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進(jìn)電路、音樂(lè)電路以及觸摸觸發(fā)電路組成。其中，長(zhǎng)方形框架的上部和底部各有一組電極，各包括72根裸露、獨(dú)立、間距均勻的金屬導(dǎo)線，這兩組電極的導(dǎo)線排列的方向相互垂直，分別依序連接到并入串進(jìn)電路的并行輸入端和串入并出電路的并行輸出端；長(zhǎng)方形框架的四側(cè)的外表面及其底部都包裹著一層導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料連接到觸摸觸發(fā)電路的輸入端，長(zhǎng)方形框架上部的外面包裹著一層絕緣材料。最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出口線P3.7連接到音樂(lè)電路的輸入端，其端口線/INT1\P3.3連接到觸摸觸發(fā)電路的輸出端。本實(shí)用新型能夠區(qū)分人與小動(dòng)物的踩踏，可以警報(bào)人的踩踏和人體的觸摸。
文檔編號(hào)G08B13/10GK201741223SQ201020223848
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者曾藝 申請(qǐng)人:重慶工商大學(xué)