一種用于金屬探測器的信號數字處理系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：包括第一單片機、發射模塊、接收模塊和外設模塊；其中，發射模塊、接收模塊、外設模塊分別與第一單片機連接；發射模塊包括依次連接的信號發生器、功率放大器和發射線圈；信號發生器的控制端與第一單片機連接，信號發生器產生發射信號并將其通過功率放大器放大后，傳輸到發射線圈進行發射；接收模塊包括接收線圈以及與第一單片機相連接的擴展板卡；接收線圈將感應信號傳輸到擴展板卡處理。使用本實用新型專利技術的信號數字處理系統，將模擬信號轉換成數字信號處理，提高信號處理能力，便于金屬探測器進行安裝和擴展。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及金屬探測器
，尤其是一種用于金屬探測器的信號數字處理系統。
技術介紹
金屬探測器廣泛使用在各個領域。在車站、機場、娛樂場所等地方，都會安裝金屬探測器。金屬探測器以非接觸的方式探測人身上是否帶有金屬物品。金屬探測器包括手持式探測器和通過式探測器。金屬探測器內部裝有發射線圈和接收線圈。當有金屬靠近金屬探測器時候，金屬產生的渦流效應會影響金屬探測器周圍的磁場，這時接收線圈會產生感應電流，電壓隨之改變。通過檢測接收線圈的電壓改變情況，可以判斷是否有金屬物質存在。然而，在現有技術中，接收線圈接收到感應電壓后，會經過放大電路，濾波電路，再進入模擬信號處理模塊，處理能力和精確度不高，而且不利于金屬探測器進行功能擴展。
技術實現思路
本技術的任務是提高金屬探測器的處理能力和精確度，可對金屬探測器進行功能擴展。為實現上述目的，本專利采用如下技術方案： 一種用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：包括第一單片機，發射模塊，接收模塊和外設模塊；其中，發射模塊，接收模塊，外設模塊分別與第一單片機連接；發射模塊包括依次連接的信號發生器、功率放大器和發射線圈；信號發生器的控制端與第一單片機連接，信號發生器產生發射信號并將其通過功率放大器放大后，傳輸到發射線圈進行發射；接收模塊包括接收線圈以及與第一單片機相連接的擴展板卡；接收線圈將感應信號傳輸到擴展板卡處理。優選的，所述擴展板卡至少設有一個。優選的，所述擴展板卡包括模擬信號支路、數模轉換芯片和數字處理模塊；模擬信號支路包括放大電路和濾波電路，并與數模轉換芯片、數字處理模塊依次串聯連接。優選的，所述數字處理模塊包括現場可編程門陣列、第二單片機和隨機存取存儲器；現場可編程門陣列、第二單片機和隨機存取存儲器之間互相連接。優選的，所述數字處理模塊是第二單片機。優選的，所述接收線圈至少設置兩個，并設置有相同數量的模擬信號支路，接收線圈與模擬信號支路連接。優選的，所述第一單片機的型號是stm32。優選的，所述第二單片機的型號是TMS320F28335。優選的，所述現場可編程門陣列的型號是EP4CE15E22。優選的，所述數模轉換芯片的型號是ADC12D040。優選的，所述信號發生器的型號是AD9833。優選的，所述功率放大器的型號是OPA547。優選的，所述外設模塊包括紅外對射感應器，用于判斷是否有人員通過。優選的，所述外設模塊包括計算機，計算機接收報警信息。優選的，所述外設模塊喇叭和燈帶，喇叭用于在報警時發出聲音，聲帶用于指示報警的具體空間位置。使用本技術的信號數字處理系統，可以提高金屬探測器的處理能力和精確度，可對金屬探測器進行功能擴展。附圖說明圖1是本技術用于金屬探測器的信號數字處理系統的一個實施例框圖；圖2是本技術用于金屬探測器的信號數字處理系統的擴展板卡第二實施例框圖。圖3是本技術用于金屬探測器的信號數字處理系統的擴展板卡第三實施例框圖。具體實施方式下面結合附圖和實施方式對本技術作進一步說明，但是本技術的保護范圍并不局限于實施方式表述的范圍。本技術所述的信號數字處理系統用于金屬探測器。所述的金屬探測器是探測金屬物體的裝置。裝置包括手持式金屬探測器和通過式金屬探測器。請參考圖1，圖1是本技術用于金屬探測器的信號數字處理系統的一個實施例框圖。所述信號數字處理系統包括第一單片機100、發射模塊、接收模塊和外設模塊，其中，發射模塊、接收模塊、外設模塊分別與第一單片機100連接。具體的，第一單片機100的型號可使用stm32。發射模塊包括依次連接的信號發生器101、功率放大器102、發射線圈103。具體的，信號發生器101的型號可以是AD9833。功率放大器102的型號可使用OPA547。信號發生器101的控制端與第一單片機100連接，信號發生器101受第一單片機100控制，產生預設頻率的信號，該信號經過功率放大器102進行放大，然后通過發射線圈103進行發射。根據麥克斯韋電磁場理論，從發射線圈103發射信號，經過空氣的傳播，接收線圈104會有感應電流和感應電動勢。特別的，當有其他金屬部件在發射線圈103或者接收線圈104附近會產生渦流效應，從而影響接收線圈104產生的感應電流和感應電動勢。接收模塊包括接收線圈104以及擴展板卡105。在一些實施方式中，一個擴展板卡105連接兩個以上的接收線圈104。所述信號數字處理系統可以至少設有一個擴展板卡105，擴展板卡105以并聯的方式連接第一單片機100。進一步參考圖2，圖2是本技術用于金屬探測器的信號數字處理系統的擴展板卡105第二實施例框圖。所述擴展板卡105包括模擬信號支路、數模轉換芯片203、數字處理模塊，三部分依次連接。其中，模擬信號支路包括放大電路201、濾波電路202，在一些實施方式中，數字處理模塊包括現場可編程門陣列204、隨機存取存儲器205、第一單片機206。現場可編程門陣列204、第一單片機206、隨機存取存儲器205互相連接。具體的，第二單片機206的型號可使用TMS320F28335。現場可編程門陣列204的型號是EP4CE15E22。數模轉換芯片203的型號可使用ADC12D040。接收線圈104連接到擴展板卡105的放大電路201上，接收線圈104的感應電動勢經過放大電路201進行信號放大，然后經過濾波電路202，再送到數模轉換模塊203。應當這樣理解，接收線圈104設置的個數與模擬信號支路設置的個數一致，在圖2或圖3中，標示了兩個模擬信號支路，數模轉換芯片203為雙通道的。數模轉換芯片203將模擬信號支路輸出的模擬信號轉換成數字信號。第二單片機206接收第一單片機100的觸發信號后，發送控制信號給現場可編程門陣列204。此時現場可編程門陣列204將數模轉換芯片203輸出的數字信號進行預處理，然后將預處理結果存入到隨機存取存儲器205。當數據存入隨機存取存儲器205完畢后，現場可編程門陣列204向第二單片機206發送寫入完成信號。第二單片機206收到寫入完成信號后，從隨機存取存儲器205中讀取數據，并進行計算，計算得出信號特征值。當第二單片機206收到第一單片機100發出的詢問命令時，第二單片機206將信號特征值發送給第一單片機100。進一步參考圖3，圖3是本技術用于金屬探測器的信號數字處理系統的擴展板卡105第三實施例框圖。在一些實施方式中，所述數字處理模塊是第二單片機206。由第二單片機206實現上述現場可編程門陣列204、隨機存取存儲器205功能。第一實施例相對于第二實施例，讀取數據和預處理任務放在現場可編程門陣列中，減輕了第二單片機206的工作負擔，也便于設備的升級改造。參考圖1，外設模塊還包括紅外對射感應器106。紅外對射感應器106用于判斷是否有人員通過金屬探測器。當有人員通過時紅外對射感應器106會產生觸發信號，啟動擴展板卡105，擴展板卡105采樣并計算信號特征值，然后第一單片機100通過發出詢問命令獲取信號特征值。若根據程序中的判斷規則，判斷信號特征值符合報警信號觸發條件，將報警信息通過串口發送給計算機107、燈帶108、喇叭109。其中喇叭用于在報警時發出聲音，聲帶用于指示報警的具體空間位置。在一些實施方式中，外設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：包括第一單片機、發射模塊、接收模塊和外設模塊；其中，發射模塊，接收模塊，外設模塊分別與第一單片機連接；發射模塊包括依次連接的信號發生器、功率放大器和發射線圈；信號發生器的控制端與第一單片機連接，信號發生器產生發射信號并將其通過功率放大器放大后，傳輸到發射線圈進行發射；接收模塊包括接收線圈以及與第一單片機相連接的擴展板卡；接收線圈將感應信號傳輸到擴展板卡處理。

【技術特征摘要】
1.一種用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：包括第一單片機、發射模塊、接收模塊和外設模塊；其中，發射模塊，接收模塊，外設模塊分別與第一單片機連接；發射模塊包括依次連接的信號發生器、功率放大器和發射線圈；信號發生器的控制端與第一單片機連接，信號發生器產生發射信號并將其通過功率放大器放大后，傳輸到發射線圈進行發射；接收模塊包括接收線圈以及與第一單片機相連接的擴展板卡；接收線圈將感應信號傳輸到擴展板卡處理。2.根據權利要求1所述的用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：所述擴展板卡至少設有一個。3.根據權利要求2所述的用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：所述擴展板卡包括模擬信號支路、數模轉換芯片和數字處理模塊；模擬信號支路包括放大電路和濾波電路，并與數模轉換芯片、數字處理模塊依次串聯連接。4.根據權利要求3所述的用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：所述數字處理模塊包括現場可編程門陣列、第二單片機和隨機存取存儲器；現場可編程門陣列、第二單片機和隨機存取存儲器之間互相連接。5.根據權利要求3所述的用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：所述數字處理模塊是第二單片機。6.根據權利要求3所述的用于金屬探測器的信號數字處理系統，其特征在于：所述接收線圈至少設置兩個，并設置有相同數量的模擬信號支路，接收線圈與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳英杰，王積東，王孝洪，
申請(專利權)人：東莞市華盾電子科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44