本发明涉及光电开关的，尤其是涉及一种抗干扰的光电传感器驱动电路及控制方法。
背景技术：
1、光电开关是一种常见的电子器件，它能够通过光信号的存在或缺失实现电路的开关控制。光电开关的技术应用非常广泛，例如，工业自动化控制系统中，光电开关应用在生产线上用于检测物体的到位、计数、定位等，光电开关通过感应光线的存在或缺失触发相应的控制信号，实现自动化的生产和控制。
2、目前，光电开关在工业环境的应用中，常常受到背景光的干扰，例如强光、杂散光等，这些背景光容易导致光电开关的工作不稳定，使得光电开关出现误判或漏判的情况发生，降低了光电开关的可靠性和准确性，常规办法是在光电开关的结构方面进行改造，用复杂的结构和光学透镜配合，避免光线照射对光电开关的干扰，或者在不同的光照环境下对光电开关的门限值进行单独门限值，但是，现有对光电开关的抗光干扰的改造，都大大增加了光电开关的造价使用成本以及维护的人力成本，因此，存在一定的改进空间。
技术实现思路
1、为了提高光电开关的抗光干扰可靠性和光电开关抗光干扰的性能，本技术提供一种抗干扰的光电传感器驱动电路及控制方法。
2、第一方面，本技术提供一种抗干扰的光电传感器驱动电路，采用如下的技术方案：
3、一种抗干扰的光电传感器驱动电路，包括波形信号产生模块、光信号处理模块、光电开关模块和驱动模块，所述波形信号产生模块耦接于光电开关模块的输入端，所述波形信号产生模块用于控制给光电开关模块供电，所述光电开关模块的输出端耦接于光信号处理模块的输入端，所述光信号处理模块的输出端耦接于驱动模块，所述光电开关模块用于输出固定频率的光信号至光信号处理模块，所述光信号处理模块用于接收并处理固定频率的光信号和环境光信号，以输出信号处理结果至驱动模块，所述驱动模块耦接于驱动终端，以根据信号处理结果输出驱动信号至驱动终端。
4、通过采用上述技术方案，光电开关使用过程中，通过波形信号产生模块控制给光电开关模块供电，使得光电开关模块自身输出固定频率的光信号至光信号处理模块，同时，光电开关使用环境中的太阳光对光电开关的照射，形成环境光信号，光信号处理模块接收光电开关模块自身输出固定频率的光信号和环境光信号，并对固定频率的光信号和环境光信号进行信号处理，区别两种光信号产生的直流信号，输出信号处理结果至驱动模块，驱动模块根据信号护理结果输出驱动信号至各个驱动终端，以控制驱动终端的启停，整个光电开关控制过程，在不改装设备和光电开关自身结构情况下，即使环境光对光电开关产生不同幅度的直流信号，也不影响光电开关的输出结果，从而达到抗干扰的目的，提高光电开关的抗光干扰可靠性和光电开关抗光干扰的性能。
5、优选的，所述波形信号产生模块包括第一比较器u1、第一电阻r1和第一电容c1，所述第一电阻r1和第一电容c1串联，所述第一电阻r1的另一端耦接于电源，所述第一电阻r1和第一电容c1的连接节点耦接于第一比较器u1的第一输入端，所述第一电容c1的另一端接地，所述第一比较器u1还包括第二输入端，所述第一比较器u1的第二输入端耦接有第二电阻r2和第三电阻r3，所述第二电阻r2和第三电阻r3串联，所述第二电阻r2和第三电阻r3的连接节点与第一比较器u1的第二输入端电连接，所述第二电阻r2和第三电阻r3的连接节点串联有第四电阻r4后耦接于第一比较器u1的输出端，所述第一比较器u1的输出端耦接于光电开关模块。
6、通过采用上述技术方案，第一比较器u1的第一输入端输入端接收第一电阻r1和第一电容c1的电压，第一比较器u1的第二输入端接收第二电阻r2和第三电阻r3之间的电压，第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r3共同组成一个迟滞电路，第一电阻r1的阻值、第一电容c1的时间常数以及第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r3共同组成一个迟滞电路决定第一比较器u1的输出端输出的波形信号的频率，第一比较器u1的输出端输出不同频率的波形信号至光电开关模块，实现控制光电开关模块接收不同频率的波形信号，便于产生不同频率的光信号。
7、优选的，所述光电开关模块包括三极管q1和光电开关q2，所述三极管q1的基极耦接于第一比较器u1的输出端，所述三极管q1的集电极耦接于电源，所述三极管q1的发射极串联有第六电阻r6后耦接于光电开关q2，所述光电开关q2包括发光led和光敏三极管，所述发光led的阳极耦接于第六电阻r6的另一端，所述发光led的阴极接地，所述光敏三极管耦合于发光led，所述光敏三极管的集电极串联有第七电阻r7后耦接于电源，所述光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管与第七电阻r7的连接节点耦接于光信号处理模块。
8、通过采用上述技术方案，当光电开关模块接收到波形信号产生模块输出的不同频率的波形电压时，三极管q1的基极的电压也发生变化，使得三极管q1呈导通状态或断开状态，当三极管q1呈导通状态时，光电开关q2的发光led通电，发出光信号，光敏三极管接收到发光led 发出的光信号呈导通状态，进而光电开关模块输出固定频率的光信号至光信号处理模块；当三极管q1呈断开状态时，光电开关q2的发光led断电，无光信号输出，光敏三极管呈断开状态，光电开关模块无光信号输出，实现控制有无固定频率光信号输出的功能。
9、优选的，所述光信号处理模块包括第二比较器u2和第三比较器u3，所述第二比较器u2的第一输入端串联有第八电阻r8后耦接于光电开关模块的输出端，所述第二比较器u2的第二输入端串联有第九电阻r9后耦接于光电开关模块的输出端，所述第九电阻r9和第二比较器u2的第二输入端的连接节点分别耦接有第十电阻r10和第二电容c2，所述第二比较器u2的输出端串联有第十二电阻r12后耦接于第三比较器u3的第二输入端，所述第三比较器u3的第一输入端分别耦接有第十四电阻r14和第十五电阻r15，所述第十四电阻r14和第十五电阻r15串联，所述第十四电阻r14与第十五电阻r15的连接节点耦接于第三比较器u3的第一输入端，所述第十四电阻r14的另一端耦接于电源，所述第十五电阻r15的另一端接地，所述第三比较器u3与第十二电阻r12的连接节点分别耦接有第十三电阻r13和第三电容c3，所述第十三电阻r13与第三电容c3并联，所述第十三电阻r13与第三电容c3的连接节点接地，所述第三比较器u3的输出端耦接于驱动模块。
10、通过采用上述技术方案，当光信号处理模块接收到光电开关模块输出的固定频率的光信号以及环境光信号时，光电开关模块输出的光信号持续给第二电容c2充放电，使得第二比较器u2的输出端输出反向的固定频率的电压信号，第二比较器u2的输出端输出的反向的固定频率的电压信号持续给第三电容c3充电，进而维持第三比较器u3的第二输入端的输入电压高于第三比较器u3的第一输入端的输入电压，使第三比较器u3的输出端输持续输出高电平；当光信号处理模块没有接收到光电开关模块输出的光信号时，光信号处理模块仅接收到环境光信号，第二比较器u2的第二输入端经过第十电阻r10的分压，第二比较器u2的第二输入端的电压低于第二比较器u2的第一输入端的电压，第二比较器u2的输出端输出固定低电平，第三电容c3经过第十二电阻r12对地放电，使得第三比较器u3的第二输入端的电压小于第三比较器u3的第一输入端的电压，第三比较器u3的输出端持续输出低电平，实现接收并处理固定频率的光信号和环境光信号，以输出信号处理结果的功能。
11、第二方面，本技术提供一种抗干扰的光电传感器驱动控制方法，采用如下的技术方案：
12、抗干扰的光电传感器驱动控制方法包括步骤：
13、获取当前光电开关受到的环境光照强度，基于所述环境光照强度生成环境光亮度值；
14、获取光电开关自身光亮度值，基于所述光电开关自身光亮度值和环境光亮度值转换成光电输出信号；
15、根据所述光电输出信号获取驱动输出电压结果，所述驱动输出电压结果包括低电平输出电压结果和高电平输出电压结果；
16、基于所述驱动输出电压结果生成驱动控制指令，响应所述驱动控制指令控制各驱动终端启动或停止。
17、通过采用上述技术方案，在光电开关工作过程中，光电开关容易受到外界环境光的光照，通过获取光电开关受到的环境光照强度，利用环境光照强度拟合出该环境下的环境光亮度值，实时获取光电开关工作过程中产生的自身光亮度值，光信号处理模块根据光电开关自身光亮度值和环境光亮度值转换成光电输出信号，并进行信号处理，根据转换的光电输出信号获取光电开关输出的驱动输出电压结果，其中驱动输出电压结果包括低电平输出电压结果和高电平输出电压结果，根据驱动输出电压结果生成对应的驱动控制指令，响应驱动控制指令，光电开关控制各驱动终端的启动或停止，整个光电开关控制过程，在不改装设备和光电开关自身结构情况下，即使环境光对光电开关产生不同幅度的直流信号，也不影响光电开关的输出结果，从而达到抗干扰的目的，提高光电开关的抗光干扰可靠性和光电开关抗光干扰的性能。
18、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取当前光电开关受到的环境光照强度，基于所述环境光照强度生成环境光亮度值，具体包括：
19、获取当前环境的可见光的光照强度和红外光的光照强度；
20、根据所述可见光的光照强度和红外光的光照强度，基于预设的多光照强度拟合公式获取环境光亮度值。
21、通过采用上述技术方案，在分析环境光对光电开关的控制影响时，周围的环境光存在类型多种多样的情况，仅按照可见光的光照强度来调整光电开关的输出控制，可能会导致光电开关的输出控制调整不合理的情况，因此，通过获取当前环境光下的可见光光照强度和红外光光照强度，利用预设的多光照强度拟合公式，以可见光光照强度和红外光光照强度为基础，拟合计算出当前环境光环境光亮度值，能够有效避免了光电开关的输出控制调整误差较大的情况。
22、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述可见光的光照强度和红外光的光照强度，基于预设的多光照强度拟合公式获取环境光亮度值，具体包括：
23、将所述可见光的光照强度和红外光的光照强度分别带入所述多光照强度拟合公式，获取由所述多光照强度拟合公式计算得到的多个环境光亮度值；
24、基于所述多个环境光亮度值的平均值，得到所述参考环境光亮度值。
25、通过采用上述技术方案，通过多光照强度拟合公式，利用得到的可见光的光照强度值和红外光的光照强度值，计算得到多个环境光亮度值，对计算出来的多个环境光亮度值进行平均计算，得到环境光亮度值，能够在获取当前环境光的过程中，得到准确的当前环境光亮度值，有利于提高得到的当前环境光信号的准确性。
26、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取光电开关自身光亮度值，基于所述光电开关自身光亮度值和环境光亮度值转换成光电输出信号，具体包括：
27、基于所述光电开关模块的工作状态获取光电开关自身光亮度值；
28、获取预设的光电转换系数，基于所述光电开关自身光亮度值、环境光亮度值和光电转换系数，计算出光电输出信号。
29、通过采用上述技术方案，通过光电开关模块的自身工作状态获取对应的光电开关自身光亮度值，当光电开关模块呈导通状态时，则光电开关自身光亮度值为一个常数，当光电开关模块呈断开状态时，则光电开关自身光亮度值为0，根据光电开关自身光亮度值、环境光亮度值和光电转换系数，计算出对应的光电输出信号，进而实现光信号转换成电信号的功能。
30、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
31、1、光电开关使用过程中，通过波形信号产生模块控制给光电开关模块供电，使得光电开关模块自身输出固定频率的光信号至光信号处理模块，同时，光电开关使用环境中的太阳光对光电开关的照射，形成环境光信号，光信号处理模块接收光电开关模块自身输出固定频率的光信号和环境光信号，并对固定频率的光信号和环境光信号进行信号处理，区别两种光信号产生的直流信号，输出信号处理结果至驱动模块，驱动模块根据信号护理结果输出驱动信号至各个驱动终端，以控制驱动终端的启停，整个光电开关控制过程，在不改装设备和光电开关自身结构情况下，即使环境光对光电开关产生不同幅度的直流信号，也不影响光电开关的输出结果，从而达到抗干扰的目的，提高光电开关的抗光干扰可靠性和光电开关抗光干扰的性能；
32、2、在光电开关工作过程中，光电开关容易受到外界环境光的光照，通过获取光电开关受到的环境光照强度，利用环境光照强度拟合出该环境下的环境光亮度值，实时获取光电开关工作过程中产生的自身光亮度值，光信号处理模块根据光电开关自身光亮度值和环境光亮度值转换成光电输出信号，并进行信号处理，根据转换的光电输出信号获取光电开关输出的驱动输出电压结果，其中驱动输出电压结果包括低电平输出电压结果和高电平输出电压结果，根据驱动输出电压结果生成对应的驱动控制指令，响应驱动控制指令，光电开关控制各驱动终端的启动或停止，整个光电开关控制过程，在不改装设备和光电开关自身结构情况下，即使环境光对光电开关产生不同幅度的直流信号，也不影响光电开关的输出结果，从而达到抗干扰的目的，提高光电开关的抗光干扰可靠性和光电开关抗光干扰的性能；
33、3、在分析环境光对光电开关的控制影响时，周围的环境光存在类型多种多样的情况，仅按照可见光的光照强度来调整光电开关的输出控制，可能会导致光电开关的输出控制调整不合理的情况，因此，通过获取当前环境光下的可见光光照强度和红外光光照强度，利用预设的多光照强度拟合公式，以可见光光照强度和红外光光照强度为基础，拟合计算出当前环境光环境光亮度值，能够有效避免了光电开关的输出控制调整误差较大的情况；
34、4、通过多光照强度拟合公式，利用得到的可见光的光照强度值和红外光的光照强度值，计算得到多个环境光亮度值，对计算出来的多个环境光亮度值进行平均计算，得到环境光亮度值，能够在获取当前环境光的过程中，得到准确的当前环境光亮度值，有利于提高得到的当前环境光信号的准确性。
1.一种抗干扰的光电传感器驱动电路，其特征在于，包括波形信号产生模块(1)、光信号处理模块(3)、光电开关模块(2)和驱动模块，所述波形信号产生模块(1)耦接于所述光电开关模块(2)的输入端，所述波形信号产生模块(1)用于给光电开关模块(2)供电，所述光电开关模块(2)的输出端耦接于光信号处理模块(3)的输入端，所述光信号处理模块(3)的输出端耦接于驱动模块，所述光电开关模块(2)用于输出固定频率的光信号至光信号处理模块(3)，所述光信号处理模块(3)用于接收并处理固定频率的光信号和环境光信号，以输出信号处理结果至驱动模块，所述驱动控制模块耦接于驱动终端，以根据信号处理结果输出驱动信号至驱动终端，以控制驱动终端启动或停止。
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰的光电传感器驱动电路，其特征在于，所述波形信号产生模块(1)包括第一比较器u1、第一电阻r1和第一电容c1，所述第一电阻r1和第一电容c1串联，所述第一电阻r1的另一端耦接于电源，所述第一电容c1的另一端接地，所述第一电阻r1和第一电容c1的连接节点耦接于第一比较器u1的第一输入端，所述第一电容c1的另一端接地，所述第一比较器u1还包括第二输入端，所述第一比较器u1的第二输入端耦接有第二电阻r2和第三电阻r3，所述第二电阻r2和第三电阻r3串联，所述第二电阻r2和第三电阻r3的连接节点与第一比较器u1的第二输入端电连接，所述第二电阻r2和第三电阻r3的连接节点串联有第四电阻r4后耦接于第一比较器u1的输出端，所述第一比较器u1的输出端耦接于光电开关模块(2)。
3.根据权利要求2所述的一种抗干扰的光电传感器驱动电路，其特征在于，所述光电开关模块(2)包括三极管q1和光电开关q2，所述三极管q1的基极耦接于第一比较器u1的输出端，所述三极管q1的集电极耦接于电源，所述三极管q1的发射极串联有第六电阻r6后耦接于光电开关q2，所述光电开关q2包括发光led和光敏三极管，所述发光led的阳极耦接于第六电阻r6的另一端，所述发光led的阴极接地，所述光敏三极管耦合于发光led，所述光敏三极管的集电极串联有第七电阻r7后耦接于电源，所述光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管与第七电阻r7的连接节点耦接于光信号处理模块(3)。
4.根据权利要求1所述的一种抗干扰的光电传感器驱动电路，其特征在于，所述光信号处理模块(3)包括第二比较器u2和第三比较器u3，所述第二比较器u2的第一输入端串联有第八电阻r8后耦接于光电开关模块(2)的输出端，所述第二比较器u2的第二输入端串联有第九电阻r9后耦接于光电开关模块(2)的输出端，所述第九电阻r9和第二比较器u2的第二输入端的连接节点分别耦接有第十电阻r10和第二电容c2，所述第二比较器u2的输出端串联有第十二电阻r12后耦接于第三比较器u3的第二输入端，所述第三比较器u3的第一输入端分别耦接有第十四电阻r14和第十五电阻r15，所述第十四电阻r14和第十五电阻r15串联，所述第十四电阻r14与第十五电阻r15的连接节点耦接于第三比较器u3的第一输入端，所述第十四电阻r14的另一端耦接于电源，所述第十五电阻r15的另一端接地，所述第三比较器u3与第十二电阻r12的连接节点分别耦接有第十三电阻r13和第三电容c3，所述第十三电阻r13与第三电容c3并联，所述第十三电阻r13与第三电容c3的连接节点接地，所述第三比较器u3的输出端耦接于驱动模块。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述的抗干扰的光电传感器驱动电路的抗干扰的光电传感器驱动控制方法，其特征在于，所述抗干扰的光电传感器驱动控制方法包括步骤：
6.根据权利要求5所述的抗干扰的光电传感器驱动控制方法，其特征在于，所述获取当前光电开关受到的环境光照强度，基于所述环境光照强度生成环境光亮度值，具体包括：
7.根据权利要求6所述的抗干扰的光电传感器驱动控制方法，其特征在于，所述根据所述可见光的光照强度和红外光的光照强度，基于预设的多光照强度拟合公式获取环境光亮度值，具体包括：
8.根据权利要求5所述的抗干扰的光电传感器驱动控制方法，其特征在于，所述获取光电开关自身光亮度值，基于所述光电开关自身光亮度值和环境光亮度值转换成光电输出信号，具体包括：
