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電動(dòng)伸縮門(mén)超聲波限位及防爬檢測(cè)裝置，利用超聲波的測(cè)距原理為自動(dòng)伸縮門(mén)測(cè)出自動(dòng)伸縮門(mén)的開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)的長(zhǎng)度，以及解除紅外線限位位置的長(zhǎng)度，并且輸出控制信號(hào)發(fā)送到主控MCU，當(dāng)主控MCU檢測(cè)到作為開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)到位的的信號(hào)，控制自動(dòng)伸縮門(mén)的電機(jī)停止運(yùn)行，當(dāng)檢測(cè)到解除紅外限位信號(hào)，從而使紅外防撞的功能失效，使電動(dòng)伸縮門(mén)能夠在設(shè)定的范圍內(nèi)開(kāi)關(guān)，在關(guān)門(mén)限位后，利用其傳輸過(guò)程的有規(guī)律的發(fā)射信號(hào)作為對(duì)射源，進(jìn)行防爬感應(yīng)，當(dāng)偵測(cè)到信號(hào)被障礙物阻礙時(shí)，認(rèn)為有人或障礙物攀爬伸縮門(mén)而發(fā)出報(bào)警響聲，從而實(shí)現(xiàn)防爬報(bào)警。

超聲波是頻率大于20KHZ的一種聲波，在溫度不變的情況下傳波速度幾乎不變的特性，本發(fā)明超聲波的發(fā)射探頭及接收探頭分別采用是UCM40T,UCM40R，載波頻率為40KHZ,濾波IC采用LM567，發(fā)射探頭以一定的規(guī)律發(fā)送40KHZ的載波，載波的波形圖如圖2所示。發(fā)射探頭發(fā)射出來(lái)的超聲波經(jīng)過(guò)反射后，接收探頭便可以接收到反射的回波，測(cè)出它們的間隔時(shí)間，便可以算出接收和反射物之間的距離，即伸縮門(mén)的長(zhǎng)度。主控MCU采用PIC16F73，主頻跑20MHZ，運(yùn)算的速度足夠快，IO的反應(yīng)能力也可以勝任這個(gè)高精度的要求。測(cè)溫模塊采用NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，型號(hào)NTC103，在20度時(shí)的阻值大約是IOK,AD轉(zhuǎn)換器采用PIC16F73本身集成的。

接收部分經(jīng)濾波后的波形，因?yàn)閹лd波的超聲波發(fā)射后，反射回波會(huì)直線返回，根據(jù)S=VT/2，就可以計(jì)算出發(fā)射和接收端口離反射面的距離，主控MCU就是利用這個(gè)原理計(jì)算出開(kāi)關(guān)門(mén)限位和解紅外線限位的距離的。因?yàn)槌暡ㄟ€有因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的傳波速度變化的特性，對(duì)于門(mén)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，使用的地域跨度非常之大，其北至哈爾濱，南到海南，它們的溫度差最大時(shí)有可能會(huì)造成伸縮門(mén)的限位不準(zhǔn)問(wèn)題，因此為了更加準(zhǔn)確地測(cè)量開(kāi)關(guān)門(mén)限位和紅外限位的距離，必需對(duì)其進(jìn)行溫度補(bǔ)償，本發(fā)明專(zhuān)利的溫度補(bǔ)償方法采用以下方式，采用一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，進(jìn)行AD采樣，并用查表的方法，計(jì)算出當(dāng)時(shí)的氣溫，并根據(jù)這個(gè)測(cè)出的溫度，對(duì)超聲波的傳波速度進(jìn)行校正，以便測(cè)出準(zhǔn)確的開(kāi)關(guān)門(mén)限位，和紅外線限位的距離，參考的開(kāi)關(guān)門(mén)限位的距離通過(guò)輸入或系統(tǒng)初如化時(shí)自動(dòng)測(cè)量后存入EEPROM中，系統(tǒng)初始化時(shí)的方法是這樣的，把門(mén)開(kāi)到開(kāi)門(mén)限位的地方，此時(shí)按住開(kāi)門(mén)限位初始化鍵約2秒，接著開(kāi)門(mén)限位初始化的指示燈會(huì)亮，當(dāng)開(kāi)門(mén)限位初始化的指示燈會(huì)熄滅后表示開(kāi)門(mén)限位的初始化工作己經(jīng)完成，系統(tǒng)己經(jīng)成功將開(kāi)門(mén)限位的距離存入了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保存區(qū)，關(guān)門(mén)限位的初始化是把門(mén)開(kāi)到關(guān)門(mén)限位的地方，此時(shí)按住關(guān)門(mén)限位初始化鍵約2秒，接著關(guān)門(mén)限位初始化的指示燈會(huì)亮，當(dāng)關(guān)門(mén)限位初始化的指示燈熄滅后表示關(guān)門(mén)限位的初

始化工作已經(jīng)完成，紅外線限位的初始化工作也依樣進(jìn)行，當(dāng)初始化工作完成以后，門(mén)便可以正常行走了。

計(jì)數(shù)器中斷子程序接收采用外部中斷方式，因?yàn)橛?jì)數(shù)器的主頻是主頻的四分之一，即5M，而且是采用16位的計(jì)數(shù)器，因此可以保證測(cè)量的精度。輸出接口有三根信號(hào)線，分別是開(kāi)門(mén)限位輸出，關(guān)門(mén)限位輸出，紅外限位輸出，接口相對(duì)簡(jiǎn)單，而且可以與現(xiàn)有產(chǎn)品相兼容。使用過(guò)程如圖6所示，一般采用系統(tǒng)自動(dòng)適應(yīng)的方式，分別在開(kāi)門(mén)限位，關(guān)門(mén)限位，紅外線限位的地方停止后，按住設(shè)置鍵約2秒鐘，進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置狀態(tài)，此時(shí)設(shè)置指示燈會(huì)亮，約兩秒鐘過(guò)后，設(shè)置指示燈熄滅，表明此位置的限位距離已經(jīng)設(shè)置成功。當(dāng)系統(tǒng)初始化成功后，所測(cè)的數(shù)據(jù)會(huì)存于EEPROM中，以備停電時(shí)，可以重新使用，而不必重新再次測(cè)量，當(dāng)自動(dòng)伸縮門(mén)在關(guān)門(mén)限位之后，超聲波的發(fā)射探頭及接收探頭便可以繼續(xù)測(cè)量伸縮門(mén)的長(zhǎng)短，并與關(guān)門(mén)限位的位置作比較，如果測(cè)出此時(shí)關(guān)門(mén)限位的距離的與比較的距離短，那么就可測(cè)定此時(shí)的電動(dòng)門(mén)上可能有人或其它物體攀爬，便開(kāi)始防爬報(bào)警。