本發(fā)明涉及一種光學(xué)開關(guān),尤其涉及一種基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)。

背景技術(shù)：

目前已有的光學(xué)開關(guān)，包括紅外開關(guān)、激光開關(guān)、可見光開關(guān)等都是用途廣泛的開關(guān)裝置，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活有重要的意義和影響，但是目前所有光學(xué)開關(guān)都是利用模擬電路調(diào)制和頻率檢測(cè)或比較技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能的，依靠這個(gè)技術(shù)的光學(xué)開關(guān)受潮濕環(huán)境、污染遮擋物和安裝不夠牢靠等外部因素的影響極大、在頻率臨界點(diǎn)時(shí)還容易出現(xiàn)頻繁跳動(dòng)觸發(fā)的現(xiàn)象，對(duì)許多人為制造的非法干擾更是幾乎完全不能識(shí)別和/或防范，這些缺陷不但可能導(dǎo)致開關(guān)本身失效或失穩(wěn)，影響工作效能的情況，在很多時(shí)候還有極大的可能給人們的生產(chǎn)、生活、生命、財(cái)產(chǎn)等帶來(lái)巨大的損害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有光學(xué)開關(guān)的種種不足，提供一種安全可靠、抗干擾性能突出、使用壽命更長(zhǎng)、成本更低的基于信號(hào)誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)技術(shù)方案，所述技術(shù)方案的基本原理是通過微控制器對(duì)初始數(shù)字信號(hào)和檢測(cè)運(yùn)行后反饋的數(shù)字信號(hào)的匹配點(diǎn)和錯(cuò)誤點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后將統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果與微控制器存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果做出無(wú)檢測(cè)、正常檢測(cè)和檢測(cè)被干擾的結(jié)論。由于本發(fā)明的判斷結(jié)論是建立在對(duì)初始和反饋兩組攜帶了隨機(jī)信息的數(shù)字信號(hào)的比對(duì)基礎(chǔ)上做出的，因此相較于目前將判斷結(jié)論建立在單純的檢測(cè)模擬信號(hào)有無(wú)/強(qiáng)弱或預(yù)設(shè)頻率是否相同的所有光學(xué)開關(guān)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)包括但不限于：1、基于潮濕環(huán)境、污物或/和同頻率脈沖無(wú)法對(duì)數(shù)字信號(hào)形成干擾的特性，因此這些因素不能像干擾目前已有的光學(xué)開關(guān)一樣對(duì)本發(fā)明所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)形成有效干擾；2、基于來(lái)自污物或環(huán)境等客觀干擾具有干擾狀態(tài)、干擾方式在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)比較穩(wěn)定，而來(lái)自人為的干擾具有干擾狀態(tài)、干擾方式變化較大的特性，本發(fā)明還可以對(duì)干擾源做出判斷并指導(dǎo)處理；3、基于閾值范圍和指向可以根據(jù)客觀條件具體設(shè)定、修改甚至與其他變化進(jìn)行關(guān)聯(lián)的情況，本發(fā)明的適用范圍將比目前已有的光學(xué)開關(guān)更大，而使用方式也有更大的靈活性；4、基于脈沖信號(hào)對(duì)數(shù)字信號(hào)沒有影響的物理特性，本發(fā)明所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)不會(huì)因?yàn)樾盘?hào)頻率、波長(zhǎng)的變化而影響其已有的工作效能，可以長(zhǎng)期保持運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確和安全性能。

如附圖1所示，本發(fā)明所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)所采用的技術(shù)方案是：所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)包含電源供應(yīng)裝置（①）、微控制器（②）、數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）、功率放大器（④）、光信號(hào)發(fā)生器（⑤）、帶信號(hào)放大功能的光信號(hào)接收器（⑥）和數(shù)據(jù)傳輸裝置（⑦）。

所述電源供應(yīng)裝置（①）為所述數(shù)字光學(xué)開關(guān)整體提供電源，通電后，所述微控制器（②）向所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）發(fā)出隨機(jī)數(shù)字信息，所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）將收到的這些數(shù)字信息調(diào)制成電脈沖信號(hào)后發(fā)給所述功率放大器（④），所述功率放大器（④）將所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）發(fā)來(lái)的脈沖信號(hào)進(jìn)行功率放大后傳給所述光信號(hào)發(fā)生器（⑤），所述光信號(hào)發(fā)生器（⑤）將收到的所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后以漫反射、直/對(duì)射、鏡面反射等方式，經(jīng)過檢測(cè)環(huán)節(jié)光路后傳輸給所述帶信號(hào)放大功能的光信號(hào)接收器（⑥），所述帶信號(hào)放大功能的光信號(hào)接收器（⑥）將收到的信號(hào)放大后再發(fā)回所述調(diào)制解調(diào)器（③）進(jìn)行解調(diào)，所述調(diào)制解調(diào)器（③）將所述帶信號(hào)放大器的光信號(hào)接收器（⑥）發(fā)來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)發(fā)回給所述微控制器（②），所述微控制器（②）收到所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）發(fā)來(lái)的數(shù)字信號(hào)后將這些數(shù)字信號(hào)與其初始發(fā)出的隨機(jī)數(shù)字信息進(jìn)行比較，得到與初始信息的匹配點(diǎn)和錯(cuò)誤點(diǎn)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果與所述微控制器（②）儲(chǔ)存的閥值進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)的結(jié)果得出無(wú)檢測(cè)、正常檢測(cè)或檢測(cè)被干擾的結(jié)論，這個(gè)結(jié)論將由所述微控制器（②）通過信息傳輸裝置（⑦）向外傳輸給外部設(shè)備。

所述電源供應(yīng)裝置（①）是一個(gè)可以接入市電并將市電轉(zhuǎn)為直流電或直接接入直流電并為所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)整體供電的電源裝置。

所述微控制器（②）是一個(gè)具有數(shù)據(jù)發(fā)送和分析處理功能的微控制器，在所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)中負(fù)責(zé)向所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）發(fā)送隨機(jī)數(shù)字信息、接收所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）發(fā)回的數(shù)字信息并對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、判斷并得出相應(yīng)的結(jié)論，然后將這些結(jié)論通過所述信息傳輸裝置（⑦）向相應(yīng)的外部設(shè)備輸出。

所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）是一個(gè)具有將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)、將脈沖信號(hào)再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的功能的裝置，在所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)中，所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）首先將來(lái)自所述微控制器（②）的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)并將這些脈沖信號(hào)向所述功率放大器（④）發(fā)送，同時(shí)，所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器還接收來(lái)自所述帶信號(hào)放大功能的光信號(hào)接收器（⑥）發(fā)來(lái)的脈沖信號(hào)并將這些脈沖信號(hào)調(diào)制成數(shù)字信號(hào)后傳回給所述微控制器（②）。

所述功率放大器（④）是一個(gè)具有將電信號(hào)放大增強(qiáng)功能的功率放大裝置，在所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)中，所述功率放大器（④）的功能是將所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器（③）發(fā)來(lái)的脈沖信號(hào)進(jìn)行放大、增強(qiáng)，并將放大、增強(qiáng)后的脈沖信號(hào)傳遞給所述光信號(hào)發(fā)生器（⑤）。

所述光信號(hào)發(fā)生器（⑤）是一個(gè)可以將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為光脈沖信號(hào)并對(duì)外發(fā)送的光信號(hào)接收和發(fā)生/射裝置，在所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)中，所述光信號(hào)發(fā)生器（⑤）將來(lái)自所述功率放大器（④）的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光脈沖信號(hào)并將這些光脈沖信號(hào)以對(duì)射/反射、漫反射、鏡面發(fā)射等方式傳遞給所述帶信號(hào)放大功能的光信號(hào)接收器（⑥）。

所述帶信號(hào)放大功能的光信號(hào)接收器（⑥）是一個(gè)可以接收光信號(hào)發(fā)生器以漫反射、直射/對(duì)射、鏡面反射等方式傳遞的光脈沖信號(hào)、將光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)、放大并傳遞所述電脈沖信號(hào)的光信號(hào)接受轉(zhuǎn)換裝置，在所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)中，所述帶信號(hào)放大功能的光信號(hào)接收器（⑥）將來(lái)自所述光信號(hào)發(fā)生器（⑤）的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，放大所述光脈沖信號(hào)并發(fā)回給所述數(shù)字調(diào)制調(diào)解器（③）。

所述信號(hào)傳輸裝置（⑦）是一個(gè)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)难b置，在所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)中，所述信號(hào)傳輸裝置（⑦）將所述微控制器（②）發(fā)來(lái)的信號(hào)傳輸給外部設(shè)備并將所述外部設(shè)備發(fā)來(lái)的信號(hào)反饋給所述微控制器（②）。

附圖說(shuō)明

圖1：運(yùn)行示意圖：①：電源供應(yīng)裝置；②：微控制器；③：數(shù)字調(diào)制解調(diào)器；④：功率放大器；⑤：光信號(hào)發(fā)生器；⑥：帶信號(hào)放大功能的光信號(hào)接收器；⑦：信號(hào)傳輸裝置

圖2：電路原理圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

如圖2所示，本實(shí)施例中所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)學(xué)光學(xué)開關(guān)中的電源供電裝置通過開關(guān)電源技術(shù)將輸入的電源（市電ac110~380v或直流工業(yè)電源）轉(zhuǎn)換為可供所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)字光學(xué)開關(guān)整體使用的直流電源或直接輸入直流電源，優(yōu)化地，為了使所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)學(xué)光學(xué)開關(guān)處于最佳工作狀態(tài)，選擇采用tny274芯片方案設(shè)計(jì)的輸入電壓為ac100~240v，輸出電源為dc3.3v/500ma的開關(guān)電源供電裝置，所述供電裝置將ac110v~240v的市電轉(zhuǎn)換為dc3.3v/500ma的低壓直流電源后向所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)學(xué)光學(xué)開關(guān)整體供電，所述基于誤差檢測(cè)和末端動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的數(shù)學(xué)光學(xué)開關(guān)得到電源后進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)所述微控制器發(fā)出隨機(jī)數(shù)字信號(hào)，優(yōu)化地，所述微控制器選用stm8s003系列芯片，所述微控制器將隨機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)傳輸給所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，優(yōu)化地，所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器選用irc380w芯片構(gòu)建，所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器將所述微控制器發(fā)來(lái)的隨機(jī)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào)后發(fā)給所述功率放大器，優(yōu)化地，所述功率放大器選用lm358芯片構(gòu)建，所述功率放大器將收到的電脈沖信號(hào)進(jìn)行放大、增強(qiáng)后發(fā)給所述光信號(hào)發(fā)生器，優(yōu)化地，所述光信號(hào)發(fā)生器選用ir333c紅外發(fā)射二極管構(gòu)建，所述光信號(hào)發(fā)生器將所述功率放大器發(fā)來(lái)的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)并以漫反射、直/對(duì)射、鏡面反射等方式，經(jīng)過檢測(cè)光路后，向所述帶放大功能的光信號(hào)接收器傳遞，優(yōu)化地，本實(shí)施例中選用反射方式傳遞，所述帶放大功能的光信號(hào)接收器選用tssop34438一體化紅外信號(hào)接收和放大器，所述帶放大功能的光信號(hào)接收器將來(lái)自所述光信號(hào)發(fā)生器的光信號(hào)，以及在上述信號(hào)經(jīng)過檢測(cè)光路過程中攜帶的新信號(hào)一起轉(zhuǎn)化成電脈沖信號(hào)后再發(fā)給所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，所述數(shù)字調(diào)制解調(diào)器接收到上述電脈沖信號(hào)后將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并發(fā)回給所述微控制器進(jìn)行處理，所述微控制器將所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)來(lái)的數(shù)字信號(hào)與所述微控制器初始發(fā)出的隨機(jī)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比對(duì)后得到匹配點(diǎn)和錯(cuò)誤點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果與閾值進(jìn)行比較，比較后得出無(wú)檢測(cè)、正常檢測(cè)或檢測(cè)被干擾的結(jié)論，這個(gè)結(jié)論將由所述微控制器通過信息傳輸裝置向外傳輸給外部設(shè)備。