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基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学 开关

阅读：1049发布：2020-06-04

专利汇可以提供基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且如附图 1所示，本发明所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关所采用的技术方案是：所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关包含电源供应装置（①）、微控制器（②）、数字调制解调器（③）、功率放大器（④）、光信号发生器（⑤）、带信号放大功能的光信号接收器（⑥）和数据传输装置（⑦）。，下面是基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关，其特征在于：它包括一个电源供应装置（①）、微控制器（②）、数字调制解调器（③）、功率放大器（④）、光信号发生器（⑤）、带信号放大功能的光信号接收器（⑥）、和信息传输装置（⑦），所述电源供应装置（①）是一个可以接入市电并将市电转为直流电的开关电源装置或是可以直接接入直流电的电源装置，所述电源供应装置（①）为所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关整体提供电源，所述微控制器（②）负责产生并向所述数字调制解调器（③）发送初始随机数字信号、接收从所述调制解调器（③）返回的数字信号，并将接收到的从所述调制解调器（③）返回的数字信号与其此前发送给所述数字调制解调器（③）的初始随机数字信号进行对比，得出匹配点和错误点并进行统计，统计结果将以预储在所述微控制器（②）的阈值为参照值进行分析、做出判断，判断的结果将通过所述信息传输装置（⑦）向外部设备输出，所述数字调制解调器（③）接收从所述微控制器（②）发来的初始数字信号并将其转化为电脉冲信号后发送给所述功率放大器（④），同时，所述数字调制解调器（③）还接收来自所述带放大功能的光信号接收器（⑥）发来的电信号并将该电信号转换为数字信号发给所述微控制器（②），所述功率放大器（④）将所述数字调制解调器（③）发来的电脉冲信号放大后传递给所述光信号发生器（⑤），所述光信号发生器（⑤）将接收到的，由所述功率放大器（④）发来的电脉冲信号转换为光信号并以漫反射、直射/反射或镜面反射等方式，经过检测环节光路后，传输给所述带放大功能的光信号接收器（⑥），所述带放大功能的光信号接收器（⑥）接收到包含了反映检测环节光路信息的光信号后将其转换成电信号并将所述电信号进行放大，之后发回给所述调制解调器（③），所述调制解调器（③）将所述带放大功能的光信号接收器（⑥）发来的电信号调制成数字信号后发还给所述微控制器（②）进行处理，所述微控制器（②）处理后将处理结果通过所述信息传输装置（⑦）向外部设备输出。
2.根据权利要求1所述的基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关，其特征在于：所述供电装置（②）为开关电源装置或直流电电源传输装置，一般是可以将AC110V或220V市电或外部直流电源转换为所需直流电源的开关电源或直接传输所需直流电源的电源传输装置。
3.根据权利要求1或2所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关，其特征在于：所述微控制器（②）是具有产生、发送、接收数字信号、储存预设参考/对比阈值和/或其他相关参数并对相关数据进行统计、分析、对比、判断性能的器件，一般为STM8S003系列或具有类似性能的芯片或器件。
4.根据权利1或2或3所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关，其特征在于所述数字调制解调器（③）是具有接收、发送数字或脉冲信号并将数字或脉冲信号进行相互转换性能的器件，一般是IRC380W芯片或具有类似性能的芯片或器件。
5.根据权利要求1或2或3所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关，其特征在于：所述功率放大器（④）是具有放大电信号性能的器件，一般为LM358或具有类似性能的芯片或器件。
6.根据权利要求1或2或3所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关，其特征在于：所述光信号发生器（⑤）是具有将电信号转化为对应的光信号性能的器件，一般是IR333C红外发射二极管或具有类似性能的光电发射器件。
7.根据权利要求1或2或3所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关，其特征在于：所述带信号放大功能的光信号接收器（⑥）是具有接收光信号，并将光信号转化为对应的电信号和/或同时可以对电信号进行放大并输出的功能的器件，一般为TSSOP34438或具有类似性能的器件。
8.根据权利要求1或2或3所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关，其特征在于：所述信息传输装置是一种可以传输数字信息的装置，一般为CAN总线收发器或具有类似性能的信息传输装置。

说明书全文

基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光学开关,尤其涉及一种基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关。

背景技术

[0002]目前已有的光学开关，包括红外开关、激光开关、可见光开关等都是用途广泛的开关装置，对工农业生产和人们的日常生活有重要的意义和影响，但是目前所有光学开关都是利用模拟电路调制和频率检测或比较技术来实现开关功能的，依靠这个技术的光学开关受潮湿环境、污染遮挡物和安装不够牢靠等外部因素的影响极大、在频率临界点时还容易出现频繁跳动触发的现象，对许多人为制造的非法干扰更是几乎完全不能识别和/或防范，这些缺陷不但可能导致开关本身失效或失稳，影响工作效能的情况，在很多时候还有极大的可能给人们的生产、生活、生命、财产等带来巨大的损害。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服现有光学开关的种种不足，提供一种安全可靠、抗干扰性能突出、使用寿命更长、成本更低的基于信号误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关技术方案，所述技术方案的基本原理是通过微控制器对初始数字信号和检测运行后反馈的数字信号的匹配点和错误点进行统计分析，然后将统计分析的结果与微控制器存储的阈值进行比较，并根据比较的结果做出无检测、正常检测和检测被干扰的结论。由于本发明的判断结论是建立在对初始和反馈两组携带了随机信息的数字信号的比对基础上做出的，因此相较于目前将判断结论建立在单纯的检测模拟信号有无/强弱或预设频率是否相同的所有光学开关，具有明显的优势，这些优势包括但不限于：1、基于潮湿环境、污物或/和同频率脉冲无法对数字信号形成干扰的特性，因此这些因素不能像干扰目前已有的光学开关一样对本发明所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关形成有效干扰；2、基于来自污物或环境等客观干扰具有干扰状态、干扰方式在相当一段时间内比较稳定，而来自人为的干扰具有干扰状态、干扰方式变化较大的特性，本发明还可以对干扰源做出判断并指导处理；3、基于阈值范围和指向可以根据客观条件具体设定、修改甚至与其他变化进行关联的情况，本发明的适用范围将比目前已有的光学开关更大，而使用方式也有更大的灵活性；4、基于脉冲信号对数字信号没有影响的物理特性，本发明所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关不会因为信号频率、波长的变化而影响其已有的工作效能，可以长期保持运行稳定、可靠、准确和安全性能。

[0004] 如附图1所示，本发明所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关所采用的技术方案是：所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关包含电源供应装置（①）、微控制器（②）、数字调制解调器（③）、功率放大器（④）、光信号发生器（⑤）、带信号放大功能的光信号接收器（⑥）和数据传输装置（⑦）。

[0005] 所述电源供应装置（①）为所述数字光学开关整体提供电源，通电后，所述微控制器（②）向所述数字调制解调器（③）发出随机数字信息，所述数字调制解调器（③）将收到的这些数字信息调制成电脉冲信号后发给所述功率放大器（④），所述功率放大器（④）将所述数字调制解调器（③）发来的脉冲信号进行功率放大后传给所述光信号发生器（⑤），所述光信号发生器（⑤）将收到的所述脉冲信号转换为光信号后以漫反射、直/对射、镜面反射等方式，经过检测环节光路后传输给所述带信号放大功能的光信号接收器（⑥），所述带信号放大功能的光信号接收器（⑥）将收到的信号放大后再发回所述调制解调器（③）进行解调，所述调制解调器（③）将所述带信号放大器的光信号接收器（⑥）发来的光信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号发回给所述微控制器（②），所述微控制器（②）收到所述数字调制解调器（③）发来的数字信号后将这些数字信号与其初始发出的随机数字信息进行比较，得到与初始信息的匹配点和错误点，进行统计分析，统计分析的结果与所述微控制器（②）储存的阀值进行比对，并根据比对的结果得出无检测、正常检测或检测被干扰的结论，这个结论将由所述微控制器（②）通过信息传输装置（⑦）向外传输给外部设备。

[0006] 所述电源供应装置（①）是一个可以接入市电并将市电转为直流电或直接接入直流电并为所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关整体供电的电源装置。

[0007] 所述微控制器（②）是一个具有数据发送和分析处理功能的微控制器，在所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关中负责向所述数字调制解调器（③）发送随机数字信息、接收所述数字调制解调器（③）发回的数字信息并对这些信息数据进行统计、分析、判断并得出相应的结论，然后将这些结论通过所述信息传输装置（⑦）向相应的外部设备输出。

[0008] 所述数字调制解调器（③）是一个具有将数字信号转换成脉冲信号、将脉冲信号再转换成数字信号的功能的装置，在所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关中，所述数字调制解调器（③）首先将来自所述微控制器（②）的数字信号转换成脉冲信号并将这些脉冲信号向所述功率放大器（④）发送，同时，所述数字调制解调器还接收来自所述带信号放大功能的光信号接收器（⑥）发来的脉冲信号并将这些脉冲信号调制成数字信号后传回给所述微控制器（②）。

[0009] 所述功率放大器（④）是一个具有将电信号放大增强功能的功率放大装置，在所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关中，所述功率放大器（④）的功能是将所述数字调制解调器（③）发来的脉冲信号进行放大、增强，并将放大、增强后的脉冲信号传递给所述光信号发生器（⑤）。

[0010] 所述光信号发生器（⑤）是一个可以将电脉冲信号转换为光脉冲信号并对外发送的光信号接收和发生/射装置，在所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关中，所述光信号发生器（⑤）将来自所述功率放大器（④）的电信号转化为光脉冲信号并将这些光脉冲信号以对射/反射、漫反射、镜面发射等方式传递给所述带信号放大功能的光信号接收器（⑥）。

[0011] 所述带信号放大功能的光信号接收器（⑥）是一个可以接收光信号发生器以漫反射、直射/对射、镜面反射等方式传递的光脉冲信号、将光脉冲信号转换成电脉冲信号、放大并传递所述电脉冲信号的光信号接受转换装置，在所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关中，所述带信号放大功能的光信号接收器（⑥）将来自所述光信号发生器（⑤）的光脉冲信号转换成电脉冲信号，放大所述光脉冲信号并发回给所述数字调制调解器（③）。

[0012] 所述信号传输装置（⑦）是一个可以进行数据信息传输的装置，在所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关中，所述信号传输装置（⑦）将所述微控制器（②）发来的信号传输给外部设备并将所述外部设备发来的信号反馈给所述微控制器（②）。

附图说明

[0013]图1：运行示意图：①：电源供应装置；②：微控制器；③：数字调制解调器；④：功率放大器；⑤：光信号发生器；⑥：带信号放大功能的光信号接收器；⑦：信号传输装置图2：电路原理图。

具体实施方式

[0014] 实施例：如图2所示，本实施例中所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数学光学开关中的电源供电装置通过开关电源技术将输入的电源（市电AC110~380V或直流工业电源）转换为可供所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关整体使用的直流电源或直接输入直流电源，优化地，为了使所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数学光学开关处于最佳工作状态，选择采用TNY274芯片方案设计的输入电压为AC100~240V，输出电源为DC3.3V /500mA的开关电源供电装置，所述供电装置将AC110V~240V的市电转换为DC3.3V/500mA的低压直流电源后向所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数学光学开关整体供电，所述基于误差检测和末端动态数据分析技术的数学光学开关得到电源后进入工作状态，此时所述微控制器发出随机数字信号，优化地，所述微控制器选用STM8S003系列芯片，所述微控制器将随机发出的数字信号传输给所述数字调制解调器，优化地，所述数字调制解调器选用IRC380W芯片构建，所述数字调制解调器将所述微控制器发来的随机数字信号转化为电脉冲信号后发给所述功率放大器，优化地，所述功率放大器选用LM358芯片构建，所述功率放大器将收到的电脉冲信号进行放大、增强后发给所述光信号发生器，优化地，所述光信号发生器选用IR333C红外发射二极管构建，所述光信号发生器将所述功率放大器发来的电脉冲信号转化为光信号并以漫反射、直/对射、镜面反射等方式，经过检测光路后，向所述带放大功能的光信号接收器传递，优化地，本实施例中选用反射方式传递，所述带放大功能的光信号接收器选用TSSOP34438一体化红外信号接收和放大器，所述带放大功能的光信号接收器将来自所述光信号发生器的光信号，以及在上述信号经过检测光路过程中携带的新信号一起转化成电脉冲信号后再发给所述数字调制解调器，所述数字调制解调器接收到上述电脉冲信号后将其转化为数字信号并发回给所述微控制器进行处理，所述微控制器将所述调制解调器发来的数字信号与所述微控制器初始发出的随机数字信号进行比对后得到匹配点和错误点的统计数据，并对这些数据进行分析，分析的结果与阈值进行比较，比较后得出无检测、正常检测或检测被干扰的结论，这个结论将由所述微控制器通过信息传输装置向外传输给外部设备。

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基于误差检测和末端动态数据分析技术的数字光学开关

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