一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统，包括数字电路单元、发光单元和接收单元；数字电路单元包括时序状态机、计算单元和内部存储器；时序状态机对应控制发光单元和接收单元；时序状态机对应连接计算单元、内部存储单元以及数模转换器；数字电路单元外接微处理器。通过利用具备低功耗信号处理能力的数字电路单元有效减少了对于微处理器部分的唤醒次数以及处理能力的依赖，在保证功能的前提下极大提升了烟雾探测器的续航能力。能的前提下极大提升了烟雾探测器的续航能力。能的前提下极大提升了烟雾探测器的续航能力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统


[0001]本专利技术涉及烟雾探测
，尤其涉及一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统。

技术介绍

[0002]目前市面上的烟雾探测器大多功能简单，功能增强型的烟雾探测器由分离器件构成的功能系统也越来越复杂，对系统处理器的要求也越来越高，受限于功耗续航的国家标准要求，无法适应如今越来越复杂的应用场景和技术要求。特别是在一些场合需要对温度、湿度等环境参数进行同步检测，分析凝露、水蒸气的复杂情况，同时又要克服环境光干扰的情况下，现有的探测器设计已不能满足产品要求。所以有必要专利技术一种功耗控制优异、探测精度高的用于高精度烟雾探测器的光电控制系统。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种功耗控制优异、探测精度高的用于高精度烟雾探测器的光电控制系统。
[0004]技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统，包括数字电路单元、发光单元、接收单元和模数转换单元；所述模数转换单元通讯连接设置在所述数字电路单元和所述接收单元之间；所述数字电路单元包括时序状态机、计算单元和内部存储器；所述时序状态机对应控制所述发光单元和接收单元；所述计算单元、所述模数转换器与所述内部存储器通讯连接；所述数字电路单元外接微处理器。
[0005]进一步地，所述接收单元包括接收通道；所述接收通道包括串联顺次设置的通道放大器和信号调理器；所述信号调理器通过数模转换器与所述数字电路单元通讯连接；所述通道放大器的信号输入端和所述信号调理器之间并联设置有环境光抽取电流型数模转换器；所述接收通道还包括本底电流抽取电流型数模转换器；所述本底电流抽取电流型数模转换器与通道放大器、信号调理器并联设置；所述本底电流抽取电流型数模转换器通讯连接设置在所述通道放大器的信号输入端和所述数字电路单元之间。
[0006]进一步地，所述信号调理器向所述环境光抽取电流型数模转换器输入的数据包括模拟反馈信号。
[0007]进一步地，所述数字电路单元向所述环境光抽取电流型数模转换器输入环境光偏置值。
[0008]进一步地，所述数字电路单元向所述本底电流抽取电流型数模转换器输入本底偏置值和数据反馈信号。
[0009]进一步地，所述接收通道包括两路并行的通道，其中，两路通道均具备光学数据采集功能，至少一路通道同时具备辅助电学信号采集功能。
[0010]进一步地，所述辅助电学信号包括一氧化碳浓度参数、温度参数和湿度参数中传感器电学输出的至少一种。
[0011]进一步地，所述时序状态机呈周期性地唤醒、休眠交替工作状态。
[0012]进一步地，所述数字电路单元与所述微处理器之间设置有阈值检测、迟滞和计数的功能单元。
[0013]有益效果：本专利技术的一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统，包括数字电路单元、发光单元和接收单元；所述数字电路单元包括时序状态机、计算单元和内部存储器；所述时序状态机对应控制所述发光单元；所述计算单元与所述时序状态机通讯连接；所述计算单元与所述接收单元通讯控制连接；所述数字电路单元外接微处理器。利用具备低功耗处理能力的数字电路单元有效减少了对于微处理器部分的唤醒，在保证功能的前提下极大提升了烟雾探测器的续航能力。同时，在接收单元中引入了多路通道设置，可以同时接收包括光电信号和一氧化碳浓度、温度、湿度传感器电学输出等辅助参数信号，提升了系统的扩展能力。
附图说明
[0014]图1为系统架构示意框图；
[0015]图2为光电控制系统整体架构图；
[0016]图3为接收单元具体结构示意图；
[0017]图4为数字时序状态机工作示意图；
[0018]图5为环境光消除工作示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。
[0020]一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统，包括数字电路单元11、发光单元A1、接收单元A2和模数转换单元8；所述模数转换单元8通讯连接设置在所述数字电路单元11和所述接收单元A2之间；所述数字电路单元11包括时序状态机、计算单元和内部存储器；所述时序状态机对应控制所述发光单元A1和接收单元A2；所述计算单元、所述模数转换器8与所述内部存储器通讯连接；所述数字电路单元11外接微处理器。
[0021]所述接收单元A2包括接收通道；所述接收通道包括串联顺次设置的通道放大器51和信号调理器52；所述信号调理器52通过数模转换器8与所述数字电路单元11通讯连接；所述通道放大器51的信号输入端和所述信号调理器52之间并联设置有环境光抽取电流型数模转换器53；所述接收通道还包括本底电流抽取电流型数模转换器54；所述本底电流抽取电流型数模转换器54与通道放大器51、信号调理器52并联设置；所述本底电流抽取电流型数模转换器54通讯连接设置在所述通道放大器51的信号输入端和所述数字电路单元11之间。
[0022]所述信号调理器52向所述环境光抽取电流型数模转换器53输入的数据包括模拟反馈信号。
[0023]所述数字电路单元11向所述环境光抽取电流型数模转换器53输入环境光偏置值。
[0024]所述数字电路单元11向所述本底电流抽取电流型数模转换器54输入本底偏置值和数据反馈信号。
[0025]所述接收通道包括两路并行的通道，其中，两路通道均具备光学数据采集功能，至
少一路通道同时具备辅助电学信号采集功能。
[0026]所述辅助电学信号包括一氧化碳浓度参数、温度参数和湿度参数传感器电学输出的至少一种。
[0027]所述时序状态机呈周期性地唤醒、休眠交替工作状态。
[0028]所述数字电路单元11与所述微处理器之间设置有阈值检测、迟滞和计数的功能单元。
[0029]对于该光电控制系统的详细阐述如下：
[0030]一个典型的烟雾探测器的电路如图1所示。这是精简的系统框图，一个烟雾报警器最核心的三大电路模块是光电模块、信号处理和控制模块以及微处理器。光电模块与信号处理及控制模块之间的接口主要是发射管的驱动以及接收管的光电流信号接口，信号处理和控制模块与微处理器之间的接口是通用的串行总线如I2C或SPI，主要用于微处理器读取数据，微处理器与光电模块之间的接口也是通用的串行接口。
[0031]信号处理及控制模块的目的在于减少对外部微处理器的依赖，一方面可以减少系统分离器件的数量，有利于简化设计，减少生产组装成本；另一方面可以把相当部分的数据处理工作通过信号处理及控制模块来完成，减少微处理器的唤醒，兼顾烟雾探测设备的续航能力。其中，信号处理及控制模块就是本方案中的数字电路单元11，而外部的光电模块或者器件连接本方案中的发光单元A1和接收单元A2；接收单元A2如图2所示具体包括第一通道5和第二通道6；该光电控制系统外接光电模块或者器件，可以将光电信号输入、信号调理和控制模块集成在一起后再与微处理器配合，也可以同微处理器一同集成到一起。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统，其特征在于：包括数字电路单元(11)、发光单元(A1)、接收单元(A2)和模数转换单元(8)；所述模数转换单元(8)设置在所述数字电路单元(11)和所述接收单元(A2)之间；所述数字电路单元(11)包括时序状态机、计算单元和内部存储器；所述时序状态机对应控制所述发光单元(A1)和接收单元(A2)；所述计算单元、所述模数转换器(8)与所述内部存储器通讯连接；所述数字电路单元(11)外接微处理器。2.根据权利要求1所述的一种用于高精度烟雾探测器的光电控制系统，其特征在于：所述接收单元(A2)包括接收通道；所述接收通道包括串联顺次设置的通道放大器(51)和信号调理器(52)；所述信号调理器(52)通过数模转换器(8)与所述数字电路单元(11)通讯连接；所述通道放大器(51)的信号输入端和所述信号调理器(52)之间并联设置有环境光抽取电流型数模转换器(53)；所述接收通道还包括本底电流抽取电流型数模转换器(54)；所述本底电流抽取电流型数模转换器(54)与通道放大器(51)、信号调理器(52)并联设置；所述本底电流抽取电流型数模转换器(54)通讯连接设置在所述通道放大器(51)的信号输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗倩倩，
申请(专利权)人：无锡商业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：