【正文】 該報(bào)警器具有誤報(bào)率較低、 安裝和配置容易 、 成本低 、 能量消耗 少、 使用非常方便的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)的原理是 感應(yīng)震動(dòng)信號(hào) ，將其轉(zhuǎn)換成超低頻信號(hào)，經(jīng)電路放大 、 輸出。 檢測(cè)器是利用 震動(dòng)傳感器 SW18015P，一旦有 震動(dòng) 便向主機(jī)發(fā)出信號(hào)。而主機(jī)功能是通過(guò)無(wú)線接受信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)處理，然后數(shù)碼管顯示出信號(hào)發(fā)出的具體范圍并同時(shí)控制喇叭發(fā)出警告聲音。 可以應(yīng)用于 家居防盜、倉(cāng)庫(kù)防盜等 多種防盜場(chǎng)合， 具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和良好的市場(chǎng)前景。 關(guān)鍵詞： 無(wú)線，報(bào)警系統(tǒng)，單片機(jī) ，防盜系統(tǒng) 黑龍江大學(xué)畢業(yè)論文 2 引 言 無(wú)線防盜報(bào)警器的發(fā)展主要是基于傳感器之上， 所以有必要先談?wù)剛鞲衅鞯陌l(fā)展?fàn)顩r。而傳感器技術(shù)是 21 世紀(jì)人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)，各發(fā)達(dá)國(guó)家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。從 20 世紀(jì) 80 年代起，日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高新科技之首，美國(guó)等西方國(guó)家也將此技術(shù)列為國(guó)家科技和國(guó)防技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。從而基于傳感器技術(shù)的防盜報(bào)警系統(tǒng)也得到了高速發(fā)展。 傳統(tǒng)的有線防盜報(bào)警器都是檢測(cè)到 有盜情的時(shí)候只在本地發(fā)出警報(bào)聲音，內(nèi)部沒(méi)有控制器，易被破壞失效，安裝，擴(kuò)展也不方便。本文設(shè)計(jì)的無(wú)線防盜報(bào)警器利用單片機(jī)控制，功能強(qiáng)大，并且易于擴(kuò)展成多用途的智能家居系統(tǒng)。 本無(wú)線多路防盜報(bào)警器由 l 臺(tái)接收機(jī)和多臺(tái)發(fā)射機(jī)組成。接收機(jī)可以接收多臺(tái)發(fā)射機(jī) (其頻率都是一樣的，只是編碼脈沖不同 )發(fā)來(lái)的報(bào)警信號(hào)，并且加以區(qū)別，進(jìn)行譯碼然后以數(shù)字顯示的形式將這些臺(tái)發(fā)射機(jī)識(shí)別出來(lái)，同時(shí)音響報(bào)警。無(wú)線控制距離由無(wú)線電裝置來(lái)決定，一般是 0 到2020 米距離。發(fā)射部分可以配以不同探頭，如 無(wú)線門(mén)磁、無(wú)線煙霧、無(wú)線風(fēng)雨探頭 、熱釋電探頭、溫度探頭等，可以實(shí)現(xiàn)防盜、防火、放水等無(wú)線報(bào)警，安裝使用非常方便！ 無(wú)論是基于那種方式的無(wú)線防盜報(bào)警器，它的工作原理都是將探測(cè)到的信號(hào)，通過(guò)編碼，經(jīng)電路放大，輸出并將報(bào)警信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射出，再用接收電路接收信號(hào) ,解碼并通過(guò)控制電路判斷是否屬于異常信號(hào)，再?zèng)Q定是否發(fā)送報(bào)警信號(hào)給報(bào)警電路 ,從而達(dá)到防盜的效果。 黑龍江大學(xué)畢業(yè)論文 3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和意義 設(shè)計(jì)無(wú)線防盜報(bào)警器的內(nèi)容 首先是為系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案劃分功能模塊 .第一部分是紅外探測(cè)發(fā)射器 (可以是多個(gè)探測(cè)發(fā)射器分別安裝在需要防護(hù)的地方 )；第二部分是主 機(jī) (含接收器 ,處理器 ,報(bào)警器等 )；第三部分是遙控手柄 (對(duì)防盜器實(shí)行布防和撤防 )。其次是確定硬件電路的設(shè)計(jì)，包含芯片的選擇，具體電路的設(shè)計(jì)如探測(cè)電路、編碼與發(fā)射電路、接收與解碼電路、遙控器電路等等。最后就是軟件的設(shè)計(jì)，軟件的設(shè)計(jì)主要是以熟悉硬件電路的工作原理為前提來(lái)設(shè)計(jì)的。 設(shè)計(jì)無(wú)線防盜報(bào)警器的意義 如今市場(chǎng)上成熟的無(wú)線防盜報(bào)警產(chǎn)品有被動(dòng)式的、主動(dòng)式的和多技術(shù)復(fù)合式的。但前兩者都有致命的缺點(diǎn)就是誤報(bào)率很高，而多技術(shù)復(fù)合式的防盜報(bào)警器誤報(bào)率很低，也是未來(lái)發(fā)展的主要方向。即使如此，我依舊設(shè)計(jì)的是被動(dòng)式 防盜報(bào)警器，因?yàn)槲乙阅壳暗乃疁?zhǔn)很難對(duì)已成熟的產(chǎn)品有所突破而設(shè)計(jì)出一流的產(chǎn)品。個(gè)人認(rèn)為設(shè)計(jì)無(wú)線防盜報(bào)警器的意義在于設(shè)計(jì)的過(guò)程，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們才會(huì)把這幾年在學(xué)校里學(xué)到的融合，同時(shí)也讓自己明白我們的學(xué)習(xí)道路還很遙遠(yuǎn)。 無(wú)線防盜報(bào)警器的分類(lèi)及其介紹 車(chē)用防盜報(bào)警器 在現(xiàn)在的社會(huì)中，機(jī)動(dòng)車(chē)的數(shù)量越來(lái)越多，而為了機(jī)動(dòng)車(chē)的安全，機(jī)動(dòng)車(chē)用報(bào)警器就應(yīng)運(yùn)而生了。例如可以對(duì)汽車(chē)油壓、氣壓、溫度及速度進(jìn)行檢測(cè)的汽車(chē)多功能報(bào)警器，它可以在汽車(chē)油壓偏低、氣壓偏低或發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高、車(chē)速過(guò)快時(shí)而發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛 員排出故障、以便行車(chē)安全。而事實(shí)上，現(xiàn)在的機(jī)車(chē)中多已安裝了油量監(jiān)測(cè)報(bào)警器了，它會(huì)對(duì)機(jī)車(chē)油量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)油量低于某值時(shí)會(huì)提示駕駛員加油，而如合肥等城市的公交車(chē)上已經(jīng)安裝了機(jī)車(chē)超速報(bào)警裝置，當(dāng)公交車(chē)車(chē)速大于某值時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)提示駕駛員已超速等。 另外，還有一種常見(jiàn)的機(jī)動(dòng)車(chē)報(bào)警裝置，即當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)在倒車(chē)時(shí)，會(huì)發(fā)出“倒車(chē)，請(qǐng)注意！”的語(yǔ)音警示語(yǔ)，以提示車(chē)后的人進(jìn)行回避。以及汽車(chē)防盜報(bào)警器，它具有斷線和聲控觸發(fā)報(bào)警功能，當(dāng)車(chē)門(mén)、車(chē)窗被打開(kāi)，電源鎖被開(kāi)啟，車(chē)體被移動(dòng)時(shí)，報(bào)警器會(huì)被觸發(fā)而發(fā)出響亮的警報(bào)聲。而現(xiàn)在很多的摩托車(chē) 、電瓶車(chē)等大多都安裝了防盜報(bào)警系統(tǒng)。 工農(nóng)業(yè)報(bào)警器 在工業(yè)應(yīng)用方面，最常見(jiàn)的應(yīng)該是有毒物質(zhì)超限報(bào)警器了。如礦井中的瓦斯氣體超限報(bào)警器等。它能時(shí)時(shí)地去測(cè)量礦井中瓦斯氣體的濃度，并可以在含量即將超標(biāo)，可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)便發(fā)出警報(bào)，以提醒工人們可以迅速的離開(kāi)。相似的還有可燃?xì)怏w報(bào)警器等。 在農(nóng)業(yè)方面，有溫度、濕度超限報(bào)警器等。例如在大棚生產(chǎn)中，必須要保持一個(gè)適宜的溫度和濕度，此類(lèi)報(bào)警器則是時(shí)時(shí)地測(cè)量大棚中的空氣濕度和溫度，并在過(guò)低或者過(guò)高時(shí)發(fā)出警報(bào)，提示人們做出相應(yīng)得對(duì)策。 另外一方面，由于現(xiàn)在自然災(zāi) 害比較嚴(yán)重，而且發(fā)生的很突然，所以一些報(bào)警器也被制造出來(lái)，例如火山口溫度超限報(bào)警器、地震報(bào)警器等等。它們可以檢測(cè)火山口的溫度或者地殼中的變黑龍江大學(xué)畢業(yè)論文 4 化，并采集數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理、比較和推測(cè)，來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)厥欠駮?huì)發(fā)生自然災(zāi)害，以提前發(fā)出警報(bào)，減少傷亡。 生活用報(bào)警器 報(bào)警器的應(yīng)用已經(jīng)深入到了我們的日常生活中，除了有水開(kāi)報(bào)警器、禁止吸煙報(bào)警器等等，比較常見(jiàn)的有視力保護(hù)報(bào)警器。此報(bào)警器已經(jīng)普遍嵌入在臺(tái)燈中，它通過(guò)感應(yīng)一定范圍內(nèi)是否有物體進(jìn)入來(lái)判斷人們是否離書(shū)本距離太近了。當(dāng)感應(yīng)到時(shí)，則會(huì)發(fā)出警報(bào)，提示人們注意視 力。 而另外一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用之處事在醫(yī)院中，為病人呼叫報(bào)警器。有的時(shí)候，醫(yī)生和護(hù)士是無(wú)法時(shí)刻呆在病人的身邊的，這樣的話，病人若想有什么要求，需要醫(yī)生或者護(hù)士的時(shí)候，便可以按下報(bào)警器啟動(dòng)按鈕，總控制室會(huì)顯示“報(bào)警”的病房號(hào)、病床號(hào)等并提供給醫(yī)生和護(hù)士，這樣，他們就可以迅速的趕往病人處了。 綜上所述，無(wú)線防盜報(bào)警系統(tǒng)得應(yīng)用是很廣泛的?，F(xiàn)在除了保安等一些以人力為中心的安防部門(mén)之外，還有一種比較流行的智能報(bào)警系統(tǒng)。在此處，將會(huì)設(shè)計(jì)一款智能振動(dòng)報(bào)警器。振動(dòng)報(bào)警器可以用于家庭門(mén)窗防盜，汽車(chē)防盜，倉(cāng)庫(kù)防盜等多個(gè)領(lǐng)域。 黑龍江大學(xué)畢業(yè)論文 5 多路無(wú)線防盜報(bào)警器的硬件組成 多路無(wú)線防盜報(bào)警器主要是由無(wú)線 震動(dòng) 探測(cè)器 (震動(dòng) 發(fā)射電路 )、無(wú)線接收電路、數(shù)據(jù)解碼電路、中央控制單元、數(shù)字顯示單元、 遙控電路 、報(bào)警電路和電源電路等部分組成。其框圖如圖 1所示。 圖 1 多路無(wú)線防盜報(bào)警器的組成框圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)硬件主要分為三部分，圖 2 遙控器硬件結(jié)構(gòu)圖；圖 3 震動(dòng) 探測(cè)信號(hào)發(fā)射電路硬件結(jié)構(gòu)圖；圖 4 主機(jī)電路硬件結(jié)構(gòu)圖。具體的電路如附錄一所示。 圖 2 遙控器硬件結(jié)構(gòu)圖 圖 3 震動(dòng) 探測(cè)信號(hào)發(fā)射電路硬件結(jié)構(gòu)圖 無(wú)線探頭 1 無(wú)線探頭 2 無(wú)線探頭 4 無(wú)線探頭 3 無(wú)線接收 數(shù)據(jù)解碼 中央處理單元 報(bào)警電路 電源電路 數(shù)字顯示單元 遙控手柄 震動(dòng)傳感器 傳感信號(hào)處理芯片 編碼芯片 發(fā)射電路 編碼芯片 發(fā)射電路 黑龍江大學(xué)畢業(yè)論文 6 圖 4 主機(jī)電路硬件結(jié)構(gòu)圖 各結(jié)構(gòu)圖的工作方式： 遙控器的基本組成就是編碼模塊與要把編碼發(fā)射出去的發(fā)射模塊。它的功能就是對(duì)報(bào)警器進(jìn)行布防或撤防，此功能的實(shí)現(xiàn)實(shí)際上就是發(fā)射兩組編碼，一組是布防的編碼，另一組是撤防的編碼。 震動(dòng) 探測(cè)信號(hào)發(fā)射電路的基本組成是 震動(dòng) 探測(cè)器、 電壓比較器 、編碼模塊、發(fā)射模塊。工作方式是通過(guò) 震動(dòng)傳感器 器把 電壓 信號(hào)傳給 LM393電 壓比較 芯片， 判斷震動(dòng)強(qiáng)度，如果達(dá)到強(qiáng)度就通過(guò)發(fā)射電路把代表有異常的編碼發(fā)送出去。 震動(dòng)的靈敏度可以通過(guò)電位器調(diào)節(jié)。 主機(jī)電路是由接收模塊、解碼模塊、處理模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊組成。工作方式是通過(guò)接收模塊接收到信號(hào)，再由解碼電路解碼并把已解碼信號(hào)通過(guò)處理器處理，處理器再判斷接收的是否為遙控器的信號(hào)還是探測(cè)器的異常信號(hào)，再分別處理，若是異常信號(hào)則開(kāi)啟報(bào)警電路與顯示電路，若是遙控器的信號(hào)就是實(shí)現(xiàn)撤防或布防的功能。 多路無(wú)線防盜報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì) 電源設(shè)計(jì) 考慮采用典型的變壓器降壓，全波整流，電容 濾波及集成電路穩(wěn)壓的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于單片機(jī)及后續(xù)的無(wú)線接收電路等都用 5 V 作為工作電源，所以在經(jīng)整流和濾波電路后再用三端集成穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定可靠的 5 V 直流電源，三端穩(wěn)壓集成電路采用 LM7805。具體電路圖如圖 5。 圖 5 電源電路圖 接收芯片 解碼電路 中央處理芯片 STC 89C51 數(shù)碼管顯示電路 報(bào)警電路 1234C21 04C41 04+ C11 00 0 U F+ C34 70 U FIN12OUT37 80 5 V C C220V~黑龍江大學(xué)畢業(yè)論文 7 震動(dòng)發(fā)射 電路設(shè)計(jì) 震動(dòng)傳感器采用 MEC 原裝震動(dòng)開(kāi)關(guān) SW18015P 靈敏度高，對(duì)環(huán)境震動(dòng)敏感，一般用來(lái)檢測(cè)周?chē)h(huán)境的震動(dòng)強(qiáng)度，由于沒(méi)有響應(yīng)的元件資料，通過(guò)本人對(duì)他的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)無(wú)震動(dòng)的時(shí)候電阻可以達(dá)到 3M 以上，屬于高阻態(tài)，當(dāng)有震動(dòng)的時(shí)候可以 達(dá)到幾歐姆的電阻，對(duì)震動(dòng)的靈敏度高，電阻變化范圍大是此傳感器的優(yōu)點(diǎn)?？?以利用他的阻性得出電壓信號(hào)，就可以利用電壓比較器來(lái)輸出數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路發(fā)射信號(hào)。 R1OUT1IN2AC3GND4 567V C C8L M 39 3C 10104R 182MZD震動(dòng)傳感器+510kGNDR 1910k90 1 2GND 圖 6 震動(dòng) 模塊電路圖 LM393 主要特點(diǎn)如下： （ 1） 工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源： 2～ 36V，雙電源 :177。1～ 177。18V； （ 2） 消耗電流小， Icc=； （ 3） 輸入失調(diào)電壓小， VIO=177。2mV； （ 4） 共模輸入電壓范圍寬， Vic=0～ ； （ 5） 輸出與 TTL， DTL， MOS， CMOS 等兼容； （ 6） 輸出可 以用開(kāi)路集電極連接 “或 ”門(mén)； 采用雙列直插 8 腳塑料封裝（ DIP8）和微形的雙列 8 腳塑料封裝（ SOP8） 。 LM393 引腳圖及內(nèi)部框圖 如下圖所示： 圖 7 LM393芯片圖 黑龍江大學(xué)畢業(yè)論文 8 LM393 是高增益 ,寬頻帶器件 ,象大多數(shù)比較器一樣 ,如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合 ,則 很容易產(chǎn)生振蕩 .這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng)比較器改變狀態(tài)時(shí) ,輸出電壓過(guò)渡的間隙 .電源加旁路濾波并不能解決這個(gè)問(wèn)題 ,標(biāo)準(zhǔn) PC 板的設(shè)計(jì)對(duì)減小輸入 — 輸出寄生 電容耦合 是有助的 .減小輸入電阻至小于 10K 將減小反饋信 號(hào) ,而且增加甚至很小的正反饋量 (滯回 ~10mV)能導(dǎo)致快速轉(zhuǎn)換 ,使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩 .除非利用滯后 ,否則直接插入 IC并在引腳上加上電阻將引起輸入 — 輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩 ,如果輸入信號(hào)是脈沖波形 ,并且上升和下降時(shí)間相當(dāng)快 ,則滯回將不需要 。 比較器的所有沒(méi)有用的引腳必須接地 . LM393 偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V 無(wú)關(guān) 。 通常電源不需要加旁路電