CN107067614B - 一种红外对射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外对射技术领域，公开了一种红外对射装置。本发明中，红外对射装置的发射端包括控制模块和多个红外发射驱动模块，通过控制模块发送开关信号至红外发射驱动模块的开关控制端，以使红外发射驱动模块以预设时间间隔发射单光束，并控制多个红外发射驱动模块以预设顺序依次发射单光束，并且控制模块还发送脉冲信号至红外发射驱动模块的脉冲控制端，以控制红外发射驱动模块的发射功率和发射频率，解决了现有技术中采用多光束齐发的方式，存在功耗大并且发射距离不可控的问题。

Description

一种红外对射装置

技术领域

本发明涉及红外对射技术领域，尤其涉及一种红外对射装置。

背景技术

红外对射全名叫“主动红外入侵探测器”，其基本的构造包括发射端、接收端、光束强度指示灯、光学透镜等。其侦测原理是利用红外发光二极管发射的红外射线，再经过光学透镜做聚焦处理，使光线传至很远距离，最后光线由接收端的光敏晶体管接收。当有物体挡住发射端发射的红外射线时，接收端无法接收到红外线，会发出警报。基于红外对射的此种功能，其常用于周界防范、防盗报警的用途。

现有的红外对射装置中采用多光束齐发的方式，功耗大并且发射距离不可控。

发明内容

本发明实施例提供了一种红外对射装置，旨在解决现有技术中采用多光束齐发的方式，存在功耗大并且发射距离不可控的问题。

本发明实施例提供的一种红外对射装置，包括发射端和接收端，所述发射端包括控制模块和多个红外发射驱动模块，每个所述红外发射驱动模块的开关控制端和脉冲控制端均和所述控制模块连接；

所述控制模块发送开关信号至所述红外发射驱动模块的开关控制端，以使所述红外发射驱动模块以预设时间间隔发射单光束，并控制多个所述红外发射驱动模块以预设顺序依次发射单光束；所述控制模块还发送脉冲信号至所述红外发射驱动模块的脉冲控制端，以控制所述红外发射驱动模块的发射功率和发射频率。

在一个实施例中，所述红外发射驱动模块包括电源控制单元、红外发射单元、驱动控制单元和防干扰单元；

所述电源控制单元的输入端接入电源，所述电源控制单元的受控端为所述开关控制端，所述电源控制单元的输出端与所述红外发射单元的输入端和所述防干扰单元的输入端共接，所述驱动控制单元的受控端为所述脉冲控制端，所述驱动控制单元的输入端与所述红外发射单元的输出端连接，所述驱动控制单元的输出端接地，所述防干扰单元的输出端接地；

所述电源控制单元根据所述开关信号进入导通状态或断开状态，以控制所述红外发射单元接通或断开与所述电源的连接，所述驱动控制单元根据所述脉冲信号进入导通状态或断开状态，以控制所述红外发射单元以所述发射频率接通或断开与地的连接，所述防干扰单元滤除外部干扰信号。

在一个实施例中，所述电源控制单元包括第一开关子单元、第二开关子单元、第一分压子单元、第二分压子单元、第三分压子单元及电感子单元；

所述第二分压子单元的第一端为所述电源控制单元的受控端，所述第二分压子单元的第二端接所述第二开关子单元的受控端，所述第二开关子单元的第一端接地，所述第二开关子单元的第二端与所述第一分压子单元的第一端和所述第一开关子单元的受控端共接，所述第一分压子单元的第二端与所述第一开关子单元的第一端共接形成所述电源控制单元的输入端，所述第一开关子单元的第二端接所述电感子单元的第一端，所述电感子单元的第二端接所述第三分压子单元的第一端，所述第三分压子单元的第二端为所述电源控制单元的输出端。

在一个实施例中，所述红外发射单元包括红外发光二极管，所述红外发射单元的输入端为所述红外发光二极管的阳极，所述红外发射单元的输出端为所述红外发光二极管的阴极。

在一个实施例中，所述驱动控制单元包括第三开关子单元和第四分压子单元；

所述第四分压子单元的第一端为所述驱动控制单元的受控端，所述第四分压子单元的第二端接所述第三开关子单元的受控端，所述第三开关子单元的第一端为所述驱动控制单元的输出端，所述第三开关子单元的第二端为所述驱动控制单元的输入端。

在一个实施例中，所述防干扰单元包括稳压子单元和滤波子单元；

所述稳压子单元的第一端和所述滤波子单元的第二端共接形成所述防干扰单元的输入端，所述稳压子单元的第二端和所述滤波子单元的第二端共接形成防干扰单元的输出端。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：红外对射装置的发射端包括控制模块和多个红外发射驱动模块，通过控制模块发送开关信号至红外发射驱动模块的开关控制端，以使红外发射驱动模块以预设时间间隔发射单光束，并控制多个红外发射驱动模块以预设顺序依次发射单光束，并且控制模块还发送脉冲信号至红外发射驱动模块的脉冲控制端，以控制红外发射驱动模块的发射功率和发射频率，解决了现有技术中采用多光束齐发的方式，存在功耗大并且发射距离不可控的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的红外对射装置的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的红外发射驱动模块的结构示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的红外发射驱动模块的电路结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种红外对射装置，用于红外对射技术领域。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：

图1示出了本发明一实施例所提供的一种红外对射装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的一种红外对射装置，包括发射端100和接收端200，发射端100包括控制模块110和多个红外发射驱动模块120，每个红外发射驱动模块120的开关控制端和脉冲控制端均和控制模块110连接。

控制模块110发送开关信号至红外发射驱动模块120的开关控制端，以使红外发射驱动模块120以预设时间间隔发射单光束，并控制多个红外发射驱动模块120以预设顺序依次发射单光束；控制模块110还发送脉冲信号至红外发射驱动模块120的脉冲控制端，以控制红外发射驱动模块120的发射功率和发射频率。

具体地，每个红外发射驱动模块120均包括一个红外发光二极管，用来发射单光束。

在一个实施例中，控制模块110可以单独对每个红外发射驱动模块120的单光束发射时间、发射功率和发射频率进行控制。

在一个实施例中，控制模块110发送开关信号至红外发射驱动模块120的开关控制端，以控制红外发射驱动模块120的通断电，进而控制红外发射驱动模块120每次发射单光束的时间，根据控制模块110内预先设定的程序，按照预设时间间隔使红外发射驱动模块120通断电，可实现控制红外发射驱动模块120以预设时间间隔发射单光束。控制模块110依次控制多个红外发射驱动模块120的通断电，并保证每次只有一个红外发射驱动模块120处于通电状态即正在发射单光束，其余红外发射驱动模块120处于断电状态，每一个红外发射驱动模块120的单光束发射结束后，经过预设时间间隔，下一个红外发射驱动模块120再启动单光束发射，从而实现控制多个红外发射驱动模块120以预设顺序依次发射单光束。

在一个实施例中，控制模块110发送开关信号至红外发射驱动模块120的开关控制端，以使红外发射驱动模块120以预设时间间隔发射单光束，并控制多个红外发射驱动模块120以预设顺序轮流发射单光束。通过控制模块110实现：每一个红外发射驱动模块120的单光束发射结束后，经过预设时间间隔，下一个红外发射驱动模块120再启动单光束发射；最后一个红外发射驱动模块120发射结束后，经过预设时间间隔，第一个红外发射驱动模块120再次启动，依照此顺序循环，以使多个红外发射驱动模块120以预设顺序轮流发射单光束。

在一个实施例中，预设时间间隔可以是等时间间隔也可以是不等时间间隔。

在本发明实施例中，通过单光束轮序发射，不发射光束的红外发射驱动模块120处于断电状态，降低了红外对射装置的功耗，同时增加间隔时间，也可以降低功耗。

在一个实施例中，控制模块110发送脉冲信号至每个红外发射驱动模块120的脉冲控制端，以控制每个红外发射驱动模块120的发射功率和发射频率。

每个红外发射驱动模块120的发射功率和发射频率可以相同或不同。

具体地，脉冲信号为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号。

在一个实施例中，红外发射驱动模块120接收到的脉冲信号的占空比与其发射功率成反比。

红外对射装置的对射距离取决于发射端100，其发射距离与发射功率成正比。

红外发射驱动模块120接收脉冲信号可以使红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光(调制光)的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高脉冲峰值，就能增加红外光的发射距离。提高脉冲峰值的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度。

具体地，根据下述公式：

F＝λ*(Ta/Tb)

其中，F为红外发射的距离，λ为比例参数，Ta为一个脉冲循环内的通电时间，Tb为一个脉冲循环内的空闲时间。

可见，在比例参数λ不变的情况下，增大Tb的值即可增加红外发射的距离。也就是，减小脉冲信号的占空比可增加发射功率，并能使红外发光二极管的发射距离大大增加。

在一个实施例中，红外发射驱动模块120接收到的脉冲信号的频率与其发射频率相等。

具体地，脉冲信号可以控制红外发光二极管的导通状态，从而控制其发射频率。

本发明实施例中，红外对射装置的发射端包括控制模块和多个红外发射驱动模块，通过控制模块发送开关信号至红外发射驱动模块的开关控制端，以使红外发射驱动模块以预设时间间隔发射单光束，并控制多个红外发射驱动模块以预设顺序依次发射单光束，并且控制模块还发送脉冲信号至红外发射驱动模块的脉冲控制端，以控制红外发射驱动模块的发射功率和发射频率，解决了现有技术中采用多光束齐发的方式，存在功耗大并且发射距离不可控的问题。

图2示出了本发明一实施例所提供的红外发射驱动模块120的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的红外发射驱动模块120包括电源控制单元121、红外发射单元122、驱动控制单元123和防干扰单元124。

电源控制单元121的输入端接入电源VDD，电源控制单元121的受控端为红外发射驱动模块120的开关控制端，电源控制单元121的输出端与红外发射单元122的输入端和防干扰单元124的输入端共接，驱动控制单元123的受控端为红外发射驱动模块120的脉冲控制端，驱动控制单元123的输入端与红外发射单元122的输出端连接，驱动控制单元的输出端接地，防干扰单元的124输出端接地。

电源控制单元121根据所述开关信号进入导通状态或断开状态，以控制红外发射单元122接通或断开与电源VDD的连接，驱动控制单元123根据所述脉冲信号进入导通状态或断开状态，以控制红外发射单元122以所述发射频率接通或断开与地的连接，防干扰单元124滤除外部干扰信号。

具体地，控制模块110发送的开关信号至电源控制单元121的受控端，以使电源控制单元121的输入端和输出端之间导通或断开，从而实现红外发射单元122的输入端接通或断开与电源VDD的连接。开关信号以预设时间间隔发出，实现了红外发射单元122以预设时间间隔接通或断开与电源VDD的连接。

具体地，控制模块110发送的脉冲信号至驱动控制单元123的受控端，以使驱动控制单元123的输入端和输出端之间导通或断开，从而实现红外发射单元122的输出端接通或断开与地的连接。

在一个实施例中，红外发射单元122与地接通时，能够发射单光束，与地断开时停止发射单光束。从而，通过脉冲信号实现了对红外发射单元122的发射频率和发射功率的控制。

在一个实施例中，红外发射单元122接收到的脉冲信号的占空比与其发射单光束的功率成反比。

在一个实施例中，红外发射单元122接收到的脉冲信号的频率与其发射单光束的频率相等。

在一个实施例中，通过提高脉冲信号的峰值电流可以提高红外发射单元122的发射功率和发射距离。

图3示出了本发明一实施例所提供的红外发射驱动模块120的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图3所示，在本发明的一个实施例中，图2中的电源控制单元121包括第一开关子单元1211、第二开关子单元1212、第一分压子单元1213、第二分压子单元1214、第三分压子单元1215及电感子单元1216。

所述第二分压子单元1214的第一端为所述电源控制单元121的受控端，所述第二分压子单元1214的第二端接所述第二开关子单元1212的受控端，所述第二开关子单元1212的第一端接地，所述第二开关子单元1212的第二端与所述第一分压子单元1213的第一端和所述第一开关子单元1211的受控端共接，所述第一分压子单元1213的第二端与所述第一开关子单元1211的第一端共接形成所述电源控制单元121的输入端，所述第一开关子单元1211的第二端接所述电感子单元1216的第一端，所述电感子单元1216的第二端接所述第三分压子单元1215的第一端，所述第三分压子单元1215的第二端为所述电源控制单元1216的输出端。

在一个实施例中，第一分压子单元1213包括第一电阻R1，第二分压子单元1214包括第二电阻R2，第三分压子单元1215包括第三电阻R3，电感子单元1216包括电感L1。

具体地，第一电阻R1的第一端和第二端分别为第一分压子单元1213的第一端和第二端，第二电阻R2的第一端和第二端分别为第二分压子单元1214的第一端和第二端，第三电阻R3的第一端和第二端分别为第三分压子单元1215的第一端和第二端，电感L1的第一端和第二端分别为电感子单元1216的第一端和第二端。

第二电阻R2的第一端为电源控制单元121的受控端，第二电阻R2的第二端接第二开关子单元1212的受控端，第二开关子单元1212的第一端接地，第二开关子单元1212的第二端与第一电阻R1的第一端和第一开关子单元1211的受控端共接，第一电阻R1的第二端与第一开关子单元1211的第一端共接形成电源控制单元121的输入端，第一开关子单元1211的第二端接电感L1的第一端，电感L1的第二端接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端为电源控制单元121的输出端。

具体地，第二电阻R2的第一端接收控制模块110发出的开关信号，通过第二电阻R2分压后进入第二开关子单元1212的受控端，从而控制第二开关子单元1212的第一端和第二端之间的导通与断开。当第二开关子单元1212的第一端和第二端之间导通时，通过第一电阻R1的分压作用，使第一开关子单元1211的受控端接电压，从而使第一开关子单元1211的第一端和第二端导通，再通过第三电阻R3及电感L1，使电源控制单元121处于导通状态，即其输出端与电源VDD连接。当第二开关子单元1212断开时，电源控制单元121也处于断开状态。

在一个实施例中，电源控制单元121还包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1的第一端接电感L1的第一端，第一电容C1的第二端接地，第二电容C2的第一端接电感L1的第二端，第二电容C2的第二端接地。第一电容C1和第二电容C2用于滤除干扰。

在一个实施例中，第一开关子单元1211包括带有寄生二极管Q3的MOS管。

具体地，带有寄生二极管Q3的MOS管的型号为SI2301。

在一个实施例中，所述MOS管为PMOS管Q4，PMOS管Q4的源极和寄生二极管Q3的阴极共接形成第一开关子单元1211的第一端，PMOS管Q4的漏极和寄生二极管Q3的阳极共接形成第一开关子单元1211的第二端，PMOS管Q4的栅极为第一开关子单元1211的受控端。

在一个实施例中，第二开关子单元1212包括第一三极管Q1，第一三极管Q1的基极为第二开关子单元1212的受控端，第一三极管Q1的发射极为第二开关子单元1212的第一端，第一三极管Q1的集电极为第二开关子单元1212的第二端。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，图2中的红外发射单元122包括红外发光二极管DS1，红外发射单元122的输入端为红外发光二极管DS1的阳极，红外发射单元122的输出端为红外发光二极管DS1的阴极。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，图2中的驱动控制单元123包括第三开关子单元1231和第四分压子单元1232。

第四分压子单元1232的第一端为驱动控制单元123的受控端，第四分压子单元1232的第二端接第三开关子单元1231的受控端，第三开关子单元1231的第一端为驱动控制单元123的输出端，第三开关子单元1231的第二端为驱动控制单元123的输入端。

在一个实施例中，第四分压子单元1232包括第四电阻R4，第四电阻R4的第一端和第二端分别为第四分压子单元1232的第一端和第二端。

第四电阻R4的第一端为驱动控制单元123的受控端，第四电阻R4的第二端接第三开关子单元1231的受控端。

具体地，控制模块110发送的脉冲信号至驱动控制单元123的受控端，以使驱动控制单元123的输入端和输出端之间导通或断开，从而实现红外发射单元122的输出端接通或断开与地的连接。

在一个实施例中，红外发光二极管DS1接收到的脉冲信号的占空比与其发射单光束的功率成反比。

在一个实施例中，红外发光二极管DS1接收到的脉冲信号的频率与其发射单光束的频率相等。

在一个实施例中，通过提高脉冲信号的峰值电流可以提高红外发光二极管DS1的发射功率和发射距离。

在一个实施例中，驱动控制单元123还包括第六电容C6，第六电容C6的第一端接电阻R4的第一端，第六电容C6的第二端接第三开关子单元1231的第一端。

在一个实施例中，第三开关子单元1231包括第二三极管Q2，第二三极管Q2的基极为第三开关子单元1231的受控端，第二三极管Q2的发射极为第三开关子单元1231的第一端，第二三极管Q2的集电极为第三开关子单元1231的第二端。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，图2中的防干扰单元124包括稳压子单元1241和滤波子单元1242。

稳压子单元1241的第一端和滤波子单元1242的第二端共接形成防干扰单元124的输入端，稳压子单元1241的第二端和滤波子单元1242的第二端共接形成防干扰单元124的输出端。

具体地，稳压子单元1241包括稳压二极管D2，稳压二极管D2的阴极为稳压子单元1241的第一端，稳压二极管D2的阳极为稳压子单元1241的第二端。

具体地，滤波子单元1242包括第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5，第三电容C3的第一端、第四电容C4的第一端和第五电容C5的第一端共接形成滤波子单元1242的第一端，第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端和第五电容C5的第二端共接形成滤波子单元1242的第二端。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种红外对射装置，包括发射端和接收端，其特征在于，所述发射端包括控制模块和多个红外发射驱动模块，每个所述红外发射驱动模块的开关控制端和脉冲控制端均和所述控制模块连接；

所述控制模块发送开关信号至所述红外发射驱动模块的开关控制端，以使所述红外发射驱动模块以预设时间间隔发射单光束，并控制多个所述红外发射驱动模块以预设顺序依次发射单光束；所述控制模块还发送脉冲信号至所述红外发射驱动模块的脉冲控制端，以控制所述红外发射驱动模块的发射功率和发射频率；

所述红外发射驱动模块包括电源控制单元、红外发射单元、驱动控制单元和防干扰单元；

所述电源控制单元的输入端接入电源，所述电源控制单元的受控端为所述开关控制端，所述电源控制单元的输出端与所述红外发射单元的输入端和所述防干扰单元的输入端共接，所述驱动控制单元的受控端为所述脉冲控制端，所述驱动控制单元的输入端与所述红外发射单元的输出端连接，所述驱动控制单元的输出端接地，所述防干扰单元的输出端接地；

所述电源控制单元根据所述开关信号进入导通状态或断开状态，以控制所述红外发射单元接通或断开与所述电源的连接，所述驱动控制单元根据所述脉冲信号进入导通状态或断开状态，以控制所述红外发射单元以所述发射频率接通或断开与地的连接，所述防干扰单元滤除外部干扰信号。

2.根据权利要求1所述的红外对射装置，其特征在于，所述电源控制单元包括第一开关子单元、第二开关子单元、第一分压子单元、第二分压子单元、第三分压子单元及电感子单元；

所述第二分压子单元的第一端为所述电源控制单元的受控端，所述第二分压子单元的第二端接所述第二开关子单元的受控端，所述第二开关子单元的第一端接地，所述第二开关子单元的第二端与所述第一分压子单元的第一端和所述第一开关子单元的受控端共接，所述第一分压子单元的第二端与所述第一开关子单元的第一端共接形成所述电源控制单元的输入端，所述第一开关子单元的第二端接所述电感子单元的第一端，所述电感子单元的第二端接所述第三分压子单元的第一端，所述第三分压子单元的第二端为所述电源控制单元的输出端。

3.根据权利要求2所述的红外对射装置，其特征在于，所述第一开关子单元包括MOS管。

4.根据权利要求3所述的红外对射装置，其特征在于，所述MOS管为PMOS管，所述PMOS管的源极和所述PMOS管的寄生二极管的阴极共接形成所述第一开关子单元的第一端，所述PMOS管的漏极和所述PMOS管的寄生二极管的阳极共接形成所述第一开关子单元的第二端，所述PMOS管的栅极为所述第一开关子单元的受控端。

5.根据权利要求2所述的红外对射装置，其特征在于，所述第二开关子单元包括第一三极管，所述第一三极管的基极为所述第二开关子单元的受控端，所述第一三极管的发射极为所述第二开关子单元的第一端，所述第一三极管的集电极为所述第二开关子单元的第二端。

6.根据权利要求1所述的红外对射装置，其特征在于，所述红外发射单元包括红外发光二极管，所述红外发射单元的输入端为所述红外发光二极管的阳极，所述红外发射单元的输出端为所述红外发光二极管的阴极。

7.根据权利要求1所述的红外对射装置，其特征在于，所述驱动控制单元包括第三开关子单元和第四分压子单元；

所述第四分压子单元的第一端为所述驱动控制单元的受控端，所述第四分压子单元的第二端接所述第三开关子单元的受控端，所述第三开关子单元的第一端为所述驱动控制单元的输出端，所述第三开关子单元的第二端为所述驱动控制单元的输入端。

8.根据权利要求7所述的红外对射装置，其特征在于，所述第三开关子单元包括第二三极管，所述第二三极管的基极为所述第三开关子单元的受控端，所述第二三极管的发射极为所述第三开关子单元的第一端，所述第二三极管的集电极为所述第三开关子单元的第二端。

9.根据权利要求1所述的红外对射装置，其特征在于，所述防干扰单元包括稳压子单元和滤波子单元；

所述稳压子单元的第一端和所述滤波子单元的第二端共接形成所述防干扰单元的输入端，所述稳压子单元的第二端和所述滤波子单元的第二端共接形成防干扰单元的输出端。