【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及紅外光柵與通信，具體而言，涉及一種長距離快速響應光柵系統。
技術介紹
1、紅外光柵系統通常由發射器和接收器組成，發射器發出紅外光束，接收器接收這些光束。當物體進入光束路徑時，會阻擋部分或全部光束，從而觸發信號變化，實現動態檢測。
2、現有技術中的紅外光柵系統普遍使用的是短距離方案，檢測長度一般在1m以下，紅外點數在幾十到幾百之間，無法滿足一些特殊應用場景。例如：紅外光柵實現100m跑道覆蓋，記錄運動員在整個百米運動過程中觸發紅外光柵的數據，采集的數據可以用以分析運動員的步頻、步幅、速度等運動數據。該應用要求光柵響應速度需要跟上運動員速度，需要在1ms之內完成100m跑道紅外光柵數據檢測，假設紅外點間隔96點/m，那么1ms內就需要完成9600點紅外光柵掃描。因而，現有技術中的紅外光柵系統在此類場景中難以適應。
3、與此同時，現有技術的紅外光柵系統應用距離短，使用的是單主控方式，由一中央處理器直接控制收發，無需做同步，無需傳輸大量數據。但在距離大于1m的長距離應用場景下，單主控無法直接控制所有點，雖然通過紅外光柵進行多個級聯可以實現長距離的應用，但是存在掃描周期長、數據量太大無法傳輸的技術缺陷。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是如何克服現有技術的紅外光柵系統存在的應用距離短且存在掃描周期長、數據量太大無法傳輸的技術缺陷法，為克服以上現有技術的缺陷，本專利技術提供一種長距離快速響應光柵系統。
2、本專利技術提供的一種長距離
3、位于首位的所述從站模塊與所述主站模塊通信連接，前n個所述從站模塊處于主側，后n個所述從站模塊處于副側；
4、所述主站模塊被設置為按管理周期監測各所述從站模塊的狀態并對各所述從站模塊進行時鐘同步管理，控制各個所述從站模塊的運行且周期性地與各所述從站模塊進行數據通信；
5、各所述從站模塊上均設有m組收發裝置，每組所述組收發裝置由一個紅外發送裝置和一個紅外接收裝置構成；
6、各所述從站模塊均被設置為以紅外掃描控制方式周期性控制其上設置的紅外發送裝置發送紅外光信號和紅外接收裝置接收紅外光信號，并在各周期內根據紅外接收裝置接收的紅外光信號獲得分析結果且將此分析結果傳至所述主站模塊。
7、本專利技術所公開的長距離快速響應光柵系統針對本專利技術的技術問題，通過設置2n個從站模塊，2n個所述從站模塊串聯形成串聯鏈路且呈中心對稱分布，從而能夠實現長距離傳輸，克服現有技術的應用距離短這一技術缺陷。并且，通過在從站模塊上設置紅外發送裝置和紅外接收裝置，使紅外對射不區分發送模塊和接收模塊，而且還能令紅外發射和紅外接收間隔分布，并且所有的從站模塊呈中心對稱分布，可以使得紅外對射和另一邊的紅外接收相對應。由于從站模塊之間首尾串聯相連組合，紅外對射使用點對點掃描模式，通過主站模塊的控制和管理，不僅可做到點與點之間互不影響，而且實現時鐘精準同步，能夠做到紅外觸發快速響應。
8、在一種可能的實施方式中，所述主站模塊包括中央處理器和網絡物理連接單元，所述中央處理器與所述網絡物理連接單元電連接，所述網絡物理連接單元與位于首位的所述從站模塊通信連接；從而為主站模塊提供硬件保障，確保主站模塊的高效運行。
9、在一種可能的實施方式中，所述網絡物理連接單元與所述從站模塊進行通信連接的端口為以太網物理端口；此方案能夠確保通信順暢。
10、在一種可能的實施方式中，所述中央處理器被設置為執行如下步驟：
11、a1：讀取當前與其通信連接的各所述從站模塊的從站信息，獲得所述從站模塊的數量，且向各所述從站模塊下發配置信息以令各所述從站模塊獲取其所處的鏈路位置信息；
12、a2：以當前時刻作為當前管理周期的起點時刻；
13、a3：對各所述從站模塊執行同步時鐘控制以管理本地參考時鐘，并向各所述從站模塊下發參考時鐘數據；
14、a4：進行與各所述從站模塊的數據交互，獲得各所述從站模塊所獲的分析結果；
15、a4：將下一個管理周期的起始時刻作為當前管理周期的起點，然后回轉執行所述步驟a2；
16、此方案可以實現時鐘精準同步，進一步確保做到紅外觸發快速響應，獲取且整合分析結果。
17、在一種可能的實施方式中，所有的所述從站模塊均包含從站中央處理器，所述從站中央處理器的連接端口包含第一網口和第二網口，所述第一網口與串聯鏈路中的前一個所述從站模塊的第二網口鏈接通信，以實現下行數據的接收和上行數據的發送功能。所述第二網口與串聯鏈路中的后一個所述從站模塊的第一網口通信鏈接通信，以實現下行數據的發送和上行數據的接收功能。
18、在一種可能的實施方式中，所述從站中央處理器被設置為執行如下步驟：
19、b1：獲取其所屬所述從站模塊所處的鏈路位置；
20、b2：接收由所述主站模塊下發參考時鐘數據，根據其所屬從站模塊的鏈路位置和當前所獲參考時鐘數據計算延時，根據該延時進行動態時鐘補償以確定周期起點時刻；
21、b3；周期起點時刻以紅外掃描控制方式調用所述紅外發送裝置發送紅外光信號；
22、b4：調用所述紅外接收裝置接收紅外光信號，并根據所述紅外接收裝置接收的紅外光信號獲得分析結果且將此分析結果傳至所述主站模塊，然后回轉執行所述步驟b2；
23、此方案能夠實現對紅外發送端通過同步掃描時序控制，做到點與點之間互不影響，實現多點掃描，提升掃描速度。
24、在一種可能的實施方式中，所述步驟s31包括如下步驟：
25、b31：將與所述從站中央處理器相連的m個所述紅外發送裝置進行編號，且均分為l組，每組s個，其中第i組的編號為(i-1)s+1，(i-1)s+2，...，is，i＝1,2，...，l；
26、b32：從第1組中調取一個所述紅外發送裝置作為當前發送裝置，并獲得當前發送裝置所對應的編號；
27、b33：確定當前發送裝置的對應組；具體方式為：對于編號為j的當前發送裝置的對應組為j，j+s，j+2s，...，j+(l-1)s，j＝1,2，...，s；
28、b34：調用當前發送裝置的對應組中所有所述紅外發送裝置發出紅外光，以向該對應組中所有所述紅外發送裝置所對應的所述紅外接收裝置所在的所述從站模塊發出接收相應的紅外光信號的調用指令；
29、b35：判斷是否已遍歷第1組中所有的所述紅外發送裝置；
30、若是，則視為已完成調用所述紅外發送裝置發送紅外光信號；
31、若否，則從第1組中調取下一個所述紅外發送裝置作為當前發送裝置，并獲得當前發送裝置所對應的編號，然后回轉執行所述步驟b33；
32、此方案能夠實現在時鐘同步情況下，按照順序依次掃描所有紅外點數據，實現與主站模塊的數據交本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種長距離快速響應光柵系統，其特征在于，包括主站模塊和2n個從站模塊，2n個所述從站模塊呈中心對稱分布設置，且經通信連接串聯形成串聯鏈路；
2.根據權利要求1所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述主站模塊包括中央處理器和網絡物理連接單元，所述中央處理器與所述網絡物理連接單元電連接，所述網絡物理連接單元與位于首位的所述從站模塊通信連接。
3.根據權利要求2所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述網絡物理連接單元與所述從站模塊進行通信連接的端口為以太網物理端口。
4.根據權利要求2獲3所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述中央處理器被設置為執行如下步驟：
5.根據權利要求4所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所有的所述從站模塊均包含從站中央處理器，所述從站中央處理器的連接端口包含第一網口和第二網口，所述第一網口與串聯鏈路中的前一個所述從站模塊的第二網口鏈接通信，以實現下行數據的接收和上行數據的發送功能。所述第二網口與串聯鏈路中的后一個所述從站模塊的第一網口通信鏈接通信，以實現下行數據的發送和上行數據的接收
6.根據權利要求5所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述從站中央處理器被設置為執行如下步驟：
7.根據權利要求6所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述步驟B3包括如下步驟：
8.根據權利要求6或7所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述紅外發送裝置包括高低電平輸出端、紅外LED驅動電路和紅外發射管，所述高低電平輸出端與所述從站中央處理器電連接，所述紅外LED驅動電路與所述高低電平輸出端電連接，所述紅外發射管與所述紅外LED驅動電路電連接。
9.根據權利要求9所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述紅外接收裝置包括光電晶體管、比較器電路和高低電平輸入端，所述比較器電路與所述光電晶體管電連接，所述高低電平輸入端與所述比較器電路電連接，所述從站中央處理器與所述高低電平輸入端電連接。
...【技術特征摘要】
1.一種長距離快速響應光柵系統，其特征在于，包括主站模塊和2n個從站模塊，2n個所述從站模塊呈中心對稱分布設置，且經通信連接串聯形成串聯鏈路；
2.根據權利要求1所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述主站模塊包括中央處理器和網絡物理連接單元，所述中央處理器與所述網絡物理連接單元電連接，所述網絡物理連接單元與位于首位的所述從站模塊通信連接。
3.根據權利要求2所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述網絡物理連接單元與所述從站模塊進行通信連接的端口為以太網物理端口。
4.根據權利要求2獲3所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所述中央處理器被設置為執行如下步驟：
5.根據權利要求4所述的長距離快速響應光柵系統，其特征在于，所有的所述從站模塊均包含從站中央處理器，所述從站中央處理器的連接端口包含第一網口和第二網口，所述第一網口與串聯鏈路中的前一個所述從站模塊的第二網口鏈接通信，以實現下行數據的接收和上行數據的發...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳茂南，程朗，熊松，李寧，薛鴻霏，
申請(專利權)人：寧波伊士通技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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