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1、(10)申请公布号 CN 102236921 A (43)申请公布日 2011.11.09 CN 102236921 A *CN102236921A* (21)申请号 201010152818.7 (22)申请日 2010.04.21 G07C 9/00(2006.01) H03K 17/96(2006.01) (71)申请人 赵井福 地址 210015 江苏省南京市郑和中路 2 路 208 室 (72)发明人 赵井福 (74)专利代理机构 上海新天专利代理有限公司 31213 代理人 王敏杰 (54) 发明名称 感应式门禁系统的开门装置 (57) 摘要 本发明公开了一种感应式门禁系统的开门装。
2、 置， 其包括电源组件、 感应组件、 CPU 组件和控制 输出组件， 所述电源组件至少包括一低压差电路 和与所述低压差电路相连接的若干滤波电容 ； 所 述感应组件至少包括一基于微电子感应机械系统 的触摸控制芯片以及与之相连的若干退耦电容 ； 所述 CPU 组件至少包括一基于单片机系统的可编 程控制芯片 ； 所述控制输出组件通过若干限流电 阻与所述 CPU 组件的输出端相连， 其至少包括一 指示灯和一驱动输出控制元件。本发明的感应式 门禁系统的开门装置基于电容式传感系统并且利 用微电子机械系统使门禁系统的开关装置实现了 无机械触点， 从而有效提高了门禁系统开门装置 的使用寿命， 同时也提高了电路。
3、的灵敏度和可靠 性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 CN 102236925 A1/1 页 2 1. 一种感应式门禁系统的开门装置， 包括电源组件、 感应组件、 CPU 组件和控制输出组 件， 其特征在于 ： 所述电源组件至少包括一低压差电路和与所述低压差电路相连接的若干 滤波电容 ； 所述感应组件至少包括一基于微电子感应机械系统的触摸控制芯片、 与之相连 的若干退耦电容 ； 所述 CPU 组件至少包括一基于单片机系统的可编程控制芯片 ； 所述控制 输出组件通过若干限流电阻与所述 CPU 组。
4、件的输出端相连， 其至少包括一指示灯和一驱动 输出元件 ； 所述触摸控制芯片为一数字型电容式触摸感应芯片， 可以根据识别采集点电容值的大 小来达到识别感应与否的目的 ； 所述触摸感应芯片通过 IIC 接口与所述 CPU 组件的可编程 控制芯片相连接， 通过软件控制触摸芯片的动作 ； 所述 CPU 组件的可编程控制芯片可以实时采集触摸控制芯片识别到的触摸时间及触 摸方式， 来确定发出开门信号 ； 所述芯片还与 LED 灯及驱动三极管 Q1、 Q2 相连接， 达到驱动 指示灯及外围控制电路之作用。 2. 如权利要求 1 所述的感应式门禁系统的开门装置， 其特征在于 ： 所述低压差电路接 一二极管 。
5、D1， 防止电源反接。 3. 如权利要求 1 所述的感应式门禁系统的开门装置， 其特征在于 ： 所述低压差电路是 一稳压电源， 所述各滤波电容可以是单独地， 也可以是与其他滤波电容并联， 从而与该低压 差电路的各个引脚相连接。 4. 如权利要求 1 所述的感应式门禁系统的开门装置， 其特征在于 ： 所述的触摸感应芯 片与退耦电容 C10、 C11 相连接， 达到稳压滤波之作用。 5. 如权利要求 1 或 2 或 3 所述的感应式门禁系统的开门装置， 其特征在于 ： 所述控制 输出组件的三极管Q1及继电器是信号输出部分， 其包括TTL信号输出的控制及继电器的驱 动等 ； TTL 信号用于驱动其它。
6、外设产品的信号电平， 继电器可以直接接电锁或其它需控制 的信号。 权 利 要 求 书 CN 102236921 A CN 102236925 A1/3 页 3 感应式门禁系统的开门装置 技术领域 0001 本发明涉及一种门禁系统的开门装置， 特别是涉及基于电容式传感系统的感应式 门禁系统的开门装置。 背景技术 0002 目前， 门禁系统得开门装置大多应用机械式触点开关， 其利用手按式弹簧开关原 理， 借助开门的开关内设置的弹簧用以控制门的开关。 然而， 弹簧开关因多次使用而失去弹 性， 导致无法正常开门， 从而影响到传统的开门按钮的使用寿命。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种基于电容。
7、式传感系统的感应式门禁系统的开门装置， 用 以实现开门装置内无弹簧用以避免产生机械触点。 0004 为解决上述技术问题， 本发明是这样实现的 ： 0005 一种感应式门禁系统的开门装置， 包括电源组件、 感应组件、 CPU 组件和控制输出 组件， 其特征在于 ： 所述电源组件至少包括一低压差电路和与所述低压差电路相连接的若 干滤波电容 ； 所述感应组件至少包括一基于微电子感应机械系统的触摸控制芯片、 与之相 连的若干退耦电容 ； 所述 CPU 组件至少包括一基于单片机系统的可编程控制芯片 ； 所述控 制输出组件通过若干限流电阻与所述 CPU 组件的输出端相连， 其至少包括一指示灯和一驱 动输出。
8、元件 ； 0006 所述触摸控制芯片为一数字型电容式触摸感应芯片， 可以根据识别采集点电容值 的大小来达到识别感应与否的目的 ； 所述触摸感应芯片通过 IIC 接口与所述 CPU 组件的可 编程控制芯片相连接， 通过软件控制触摸芯片的动作 ； 0007 所述 CPU 组件的可编程控制芯片可以实时采集触摸控制芯片识别到的触摸时间 及触摸方式， 来确定发出开门信号 ； 所述芯片还与 LED 灯及驱动三极管 Q1、 Q2 相连接， 达到 驱动指示灯及外围控制电路之作用。 0008 所述的感应式门禁系统的开门装置， 其特征在于 ： 所述低压差电路接一二极管 D1， 防止电源反接。 0009 所述的感应。
9、式门禁系统的开门装置， 其特征在于 ： 所述低压差电路是一稳压电源， 所述各滤波电容可以是单独地， 也可以是与其他滤波电容并联， 从而与该低压差电路的各 个引脚相连接。 0010 所述的感应式门禁系统的开门装置， 其特征在于 ： 所述的触摸感应芯片与退耦电 容 C10、 C11 相连接， 达到稳压滤波之作用。 0011 所述的感应式门禁系统的开门装置， 其特征在于 ： 所述控制输出组件的三极管 Q1 及继电器是信号输出部分， 其包括 TTL 信号输出的控制及继电器的驱动等 ； TTL 信号用于驱 动其它外设产品的信号电平， 继电器可以直接接电锁或其它需控制的信号。 0012 微电子机械系统 (。
10、MEMS， 即 Micro Electro Mechanical systems 的缩写 ) 是近年 说 明 书 CN 102236921 A CN 102236925 A2/3 页 4 来发展起来的一种新型多学科交叉的技术， 这种微电子机械系统不仅能够采集、 处理与发 送信息或指令， 还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。 0013 本发明的技术效果在于， 基于电容式传感系统并且利用微电子机械系统使门禁系 统的开关装置实现了无机械触点， 从而有效提高了门禁系统开门装置的使用寿命， 同时也 大大提高了感应的灵敏度和可靠性。 0014 本发明中 CPU 组件特点 0015 本发明。
11、产品中采用 CPU 组件对前端数字电容感应芯片的采集信息进行处理， 加入 软件过滤算法， 去除了因人为按键抖动或干扰导致的误触发， 大大增加了系统的可靠性。 0016 利用 CPU 组件可编程的特点， 可以通过对触摸方式和触摸时间长短的不同判断， 实现在待机模式、 常态按键开门状态、 常开状态之间的随意切换。并可控制 LED 指示灯的显 示状态， 提供优好的人机操作方式。 TTL输出信号时间及继电器动作时间也可以通过软件编 程来调节， 可以方便地应用于各种场合。 0017 CPU内带硬件看门狗电路， 可以保证系统运行的可靠性。 通过对数字触摸感应芯片 的实时监控， 可以保证系统的稳定运行。 0。
12、018 本发明中数字型电容触摸感应芯片特点 0019 与以往模拟式感应芯片不同， 本发明电路采用了数字式电容触摸感应芯片作为前 端信号的采集。数字型感应芯片具有功耗低、 稳定的系统结构、 输入端防静电设计、 自动调 整感应度、 快速应答、 小面积接触、 可编程灵敏度等特点， 可以根据产品的不同工作环境自 动调节感应灵敏度， 大大简化了系统的测试与维护工作。 0020 与模拟电容式感应芯片相同， 数字感应芯片具有实时采集、 量化处理、 后期分析、 软件过滤等功能， 可以自动分析按键力度和感应方式， 自动过滤因周边环境电磁干扰造成 的信号抖动， 不受触摸板表面淋水、 灰尘等影响， 大大增强了系统运。
13、行的稳定性。 0021 利用数字芯片自动调整感应度的功能， 可以实时校准因环境变化造成的采集偏 差， 自动校准基准值与动作值的偏差， 有效避免了环境干扰对信号采样造成的误差， 解决了 模拟芯片因此造成误动作的问题。 数字芯片在信号采集、 占空比量化、 自动校准等多方面具 有模拟芯片无法比拟的优势。 附图说明 0022 下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步详细的说明。 0023 图 1 是本发明感应式门禁系统的开门装置的感应组件的电路原理图 ； 0024 图 2 是本发明感应式门禁系统的开门装置的 CPU 组件的电路原理图 ； 0025 图 3 是本发明感应式门禁系统的开门装置的控制输出组。
14、件的电路原理图。 0026 图 4 是本发明感应式门禁系统的开门装置的电源组件的电路原理图。 0027 图 5 是本发明感应式门禁系统的开门装置的电源组件的一种开门方式实施选择 流程图。 具体实施方式 0028 如图 1 所示， 本发明的感应式门禁系统的开门装置的感应组件包括一基于微电子 感应机械系统的触摸控制芯片 U2， 所述触摸控制芯片为一数字型电容式触摸感应芯片， 可 说 明 书 CN 102236921 A CN 102236925 A3/3 页 5 以根据识别采集点电容值的大小来达到识别感应与否的目的 ； 所述芯片通过 IIC 接口与主 控制 CPU 芯片相连接， 通过软件控制触摸芯。
15、片的动作 ； 所述芯片与退耦电容 C10、 C11 相连 接， 达到稳压滤波之作用。 0029 本实施例中的感应组件电路 U2 优选型号为 ATA2508-30S。 0030 如图 2 所示， 本发明的感应式门禁系统的开门装置的 CPU 组件包括一基于 8 位 机单片机的电路， 可以实时采集触摸控制芯片识别到的按键数量和按键值 ； 所述芯片通过 IIC 接口与触摸控制芯片相连接 ； 所述芯片还与 LED 灯及驱动三极管 Q1、 Q2 相连接， 达到驱 动指示灯及外围控制电路之作用。 0031 本实施例中的 CPU 组件电路 U3 优选型号为 STC11F01。 0032 如图 3 所示， 本发。
16、明的感应式门禁系统的开门装置的控制输出组件包括一三极管 Q1 和继电器 U4， 其包括 TTL 信号输出的控制及继电器的驱动等 ； TTL 信号用于驱动其它外 设产品的信号电平， 继电器可以直接接电锁或其它需控制的信号。 0033 本实施例中的控制输出组件电路 U4 优选型号为 TQ2-5V。 0034 如图 4 所示， 本发明的感应式门禁系统的开门装置的电源组件包括一由稳压电源 U1 构成的低压差电路用以提供电源， 其包含有第一引脚 1、 第二引脚 2 和第三引脚 3。所述 低压差电路 U1 的第一引脚 1 反接一二极管 D1， 用以避免电源接反时对电气元件的损坏， 所 述第一引脚 1 还通。
17、过滤波电容 C5、 C6 接地， 用以滤除输入电源的杂波 ； 所述低压差电路 U1 的第二引脚 2 直接接地 ； 所述低压差电路 U1 的第三引脚 3 连接两相互并联的滤波电容 C7、 C9， 用以滤除输出电源的杂波并且稳定工作电压。 0035 本实施例中的低压差电路 U1 优选型号为 LM78L05。 0036 如图 5 所示， 它是一种由 CPU 控制的开门方式选择实现流程， 如图所示 ： 0037 本系统是由CPU控制、 可实现多种工作模式的开门装置。 CPU可以实时采集人体感 应触摸时间及触摸方式， 根据感应时间长短及感应方式的不同， 可以控制不同的输出方式。 0038 在上电待机情况。
18、下， TTL信号输出高电平， 继电器不动作， 兰色LED灯常亮。 当手指 接近感应面板时， TTL 信号转为输出持续 3 秒的低电平信号， 利用此信号可以传给门禁控制 器等， 实现开门或其它相应动作。与此同时， LED 指示灯转为红色亮， 表示有按键动作。此 时如果松开手指， LED 指示灯又转为兰色亮， 表示松开按键。 0039 如果持续按下按键不放， 则红色 LED 和兰色 LED 灯以每秒交叉闪烁一次的方式间 隔闪烁， 表示持续采集到按键信号。如果在 3 秒内松开手指， 则系统返回待机状态 ； 如果按 键时间超过 3 秒， 则进入常开状态， 此时红色 LED 灯恒亮， TTL 信号恒定输。
19、出低电平， 继电器 处于动作状态。 0040 在常开状态下， 再次采集到按键信号时， 红、 兰指示灯交叉闪烁。如果在 3 秒内松 开手指， 则系统返回常开状态， 红色指示灯恒亮 ； 如果按键时间超过 3 秒， 则由常开状态进 入待机状态， 关闭 TTL 信号输出， 继电器处于不动作状态。 0041 以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明， 但本发明创造并不限于所述 实施例， 熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的 变型或替换， 这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。 说 明 书 CN 102236921 A CN 102236925 A1/4 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102236921 A CN 102236925 A2/4 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 102236921 A CN 102236925 A3/4 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 102236921 A CN 102236925 A4/4 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 102236921 A 。