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福德正神基于Atmega8的智能微波探测器设计

福德正神基于Atmega8的智能微波探测器设计

  摘要:微波具有直线传扬、波段宽、配置小、穿透力和抗作对才华强等益处,基于此安排了一种基于聪明度高、功耗低、不变性好,实用于自愿门管制开闭、室外里和平提防体例、ATM自愿提款机的自愿录像管制体例、野外和平警示等园地。

  微波是频率界限正在300 MHz到300 GHz的高频电磁波,其波长从1 mm到1 m。微波具有如下厉重特性:直线传扬,很容易被反射;波段宽,可诈欺的频率众;微波配置比拟小;对少许非金属资料有肯定的穿透力,金属物体对微波有优良的反射特色;不受其他电磁波作对。基于微波的上述特性,安排了一种基于Atmega8低功耗、搜集化、微型化、抗作对才华强的微波探测器,该探测器厉重用于自愿门开闭,室外里和平提防体例、野外和平警示园地等。

  微波探测器由电源、单片机最小体例、脉冲电源、放大整形电道、微波模块构成。其组织如图1所示。

  微波探测器采用直流供电,该电源的稳压芯片采用HT7550低压差三端稳压芯片,该芯片具有超低功耗、低输入输出压差、低输出电压温漂、输出电压5 V,可能供给100 mA的输出电流。电源电道如图2所示。

  为了低浸体例功耗以及拉长微波模块的寿命,本探测器对微波模块采用脉冲供电,诈欺单片机形成频率为1 kHz,占空比为2%的脉冲为微波模块供电,如此可能节流98%的能量,同时正在脉冲供电境遇下微波模块并不是时辰都正在任务,于是又可能拉长微波模块的运用年限。该脉冲电源的电道如图3所示,三极管的基极通过一个电阻连到单片机的脉冲输出引脚,发射极连到VCC上如此便组成了一个简略不变的脉冲电源。

  本文采用Atmel公司的8位高功能AVR单片机Atmega8举动主管制芯片,硬件片面电道如图4所示。图中R1和R4组成了分压电道对模块的输入电压举行分压,然后送入单片机举行AD转换,当检测到外部供电电池的电压低于准则值时举行报警。J1和R10组成了境遇亮度检测电道,当境遇亮度差异时该电道分出的电压也差异,将该电压送入单片机举行采样通过软件智能决断是黑夜仍旧白昼,当白昼时模块处于息眠形态,黑夜时模块处于警备形态,起到低功耗功用。S1及其外部电阻组成了外部硬件聪明度调度接口,可能举行16级聪明度调度,试验数据如外1所示。S2及其外部电阻组成了报警时长接口,一共可能设备4种报警时长。B1为蜂鸣器,它可能举行现场报警,以及举行开机初始化提示,电池低电压报警等。接口J4为正在线调试接口,通过该接口可能随时向单片机中下载轨范,轻易举行软硬件调试。电阻R27为任务形式遴选电阻,当焊接上该电阻时遴选为单点任务形式,通过硬件调度聪明度以及报警时长,当该电阻未焊接时遴选为联网任务形式,正在该形式下相干设备可能通过串行接口发送到模块,同时模块也会向外持续地发送模块的任务形态,例如电池电压,报警信号,方今设备等消息。单片机的第9引脚为报警输出端,可能用它去驱动继电器来管制自愿门的开闭等。单片机的13引脚始末一个PNP型三极管后变为占空比为1%的脉冲信号,该脉冲信号去驱动MOS管Q2来管制中频信号的通断,避免了正在微波模块上电的刹时形成的电流抨击信号送入信号执掌电道形成误报警,降低了体例的抗作对功能。

  本文采用的微波模块是GH100微波转移传感器,GH100微波转移传感器是X波段转移传感众谱勒模块,它由介质振荡器(DRO)和一对微带天线所示。该模块的任务道理是基于微波的众普勒效应。众普勒效应是当发射信号与回收者之间存正在相对径向运动时,回收到的回波信号的频率(或相位)将发作变革。GH100微波模块集收发为一体,通过天线向方圆空间发射无线电磁波,同时又由天线回收方圆物体反射的回波,通过模块内部电道对收、发信号的相位举行比拟,假如方圆空间有转移物体存正在,回波信号将形成频移与相差,最终从传感器输出一个低频率的电压。福德正神微波转移传感器是一种非接触式、功耗低、聪明度高、体积小,不受热、噪音、湿度、气流、灰尘等方圆境遇身分影响,适合恶毒境遇,理念的低本钱转移检测器。

  因为传感器信号输出(IF)端的输出强度与发射能量的反射强度相闭,寻常正在微伏级,于是必要一个高增益的低频放大器来执掌该信号使它能到达用途理器来执掌。放大整形电道如图6所示。图中MOS管Q2为信号开闭,当微波模块上电时翻开信号开闭,当微波模块失电时合上信号开闭,如此可能防备作对信号进入放大电道。信号通过信号开闭后送入集成运放U1A的同相输入端举行放大,滤除高频的作对信号后经电容C9耦合至后级电道,后级电道是一个引入了微小负反应的比拟器电道,引入负反应后可能加强本电道的抗作对功能,改良输出波形,扩宽通频带,同时还可能排斥电道的静态作对信号,将低于门限的静态作对信号滤除,然后将始末放大滤波整形后的信号直接送入单片机的AD采样通道举行采样,通过设备差异的阈值来改观聪明度。放大整形后的片面测试波形如图7所示。

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