【文章內(nèi)容簡介】 射式居中，兼有反射式和透射式的優(yōu)、缺點(diǎn)。反射式系統(tǒng)的紅外傳感器要置于鏡前，體積大，不好密封，在防塵、防水、抗擊、隱蔽性等方面較差，尤其在防盜報(bào)警方面不宜采用。而透射式系統(tǒng)的體積小，密封容易，穩(wěn)定性好，其價(jià)格相對較低，因此目前國外多采用透射式系統(tǒng)。其工作原理為:由多元組合菲涅爾透鏡構(gòu)成一定視場和距離的警戒區(qū)，監(jiān)視警戒區(qū)內(nèi)紅外輻射量的變化。當(dāng)警戒區(qū)內(nèi)無盜賊出現(xiàn)時(shí)，紅外輻射場處于穩(wěn)定狀態(tài)，紅外傳感器無信號(hào)輸出。當(dāng)盜賊出現(xiàn)在警戒區(qū)時(shí)，紅外輻射場發(fā)生變化，這種變化立即被經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)的多視場組合菲涅爾透鏡會(huì)聚，敏感的紅外傳感器接收后迅速將這種變化轉(zhuǎn)為電信號(hào)，這種信號(hào)經(jīng)信息處理部分放大、處理后立即輸出報(bào)警信號(hào)，然后通過傳輸送達(dá)監(jiān)控器，于是發(fā)出報(bào)警，示出事發(fā)地區(qū)。、紅外接收機(jī)和報(bào)警控制器組成。分別置于收、發(fā)端的光學(xué)系統(tǒng)一般采用的是光學(xué)透鏡，起到將紅外光束聚焦成較細(xì)的平行光束的作用，以使紅外光的能量能夠集中傳送。紅外光在人眼看不見的光譜范圍，有人經(jīng)過這條無形的封鎖線，必然全部或部分遮擋紅外光束。接收端輸出的電信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)因此產(chǎn)生變化，從而啟動(dòng)報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。主動(dòng)式紅外探測器遇到小動(dòng)物、樹葉、沙塵、雨、雪、霧遮擋則不應(yīng)報(bào)警，人或相當(dāng)體積的物品遮擋將發(fā)生報(bào)警。由于光束較窄，收發(fā)端安裝要牢固可靠，不應(yīng)受地面震動(dòng)影響，而發(fā)生位移引起誤報(bào)，光學(xué)系統(tǒng)要保持清潔，注意維護(hù)保養(yǎng)。因此主動(dòng)式探測器所探測的是點(diǎn)到點(diǎn)，而不是一個(gè)面的范圍。其特點(diǎn)是探測可靠性非常高。但若對一個(gè)空間進(jìn)行布防，則需有多個(gè)主動(dòng)式探測器，價(jià)格昂貴。主動(dòng)式探測器常用于博物館中單體貴重文物展品的布防以及工廠倉庫的門窗封鎖、購物中心的通道封鎖、停車場的出口封鎖、家居的陽臺(tái)封鎖等等。主動(dòng)式紅外探測器有單光束、雙光束、四光束之分。以發(fā)射機(jī)與接收機(jī)設(shè)置的位置不同分為對向型安裝方式和反射式按裝方式，反射型安裝方式的接收機(jī)不是直接接收發(fā)射機(jī)發(fā)出的紅外光束，而是接收由反射鏡或適當(dāng)?shù)姆瓷湮铮ㄈ缡覊?、門板表面光滑的油漆層）反射回的紅外光束。當(dāng)反射面的位置與方向發(fā)生變化或紅外發(fā)射光束和反射光束之一被阻擋而使接收機(jī)無法接收到紅外反射光束時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 無線防盜報(bào)警器工作的原理無論是基于那種方式的無線防盜報(bào)警器，它的工作原理都是將探測到的信號(hào)，通過編碼，經(jīng)電路放大，輸出并將報(bào)警信號(hào)通過天線發(fā)射出，再用接收電路接收信號(hào),解碼并通過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。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和意義 設(shè)計(jì)無線防盜報(bào)警器的內(nèi)容(可以是多個(gè)探測發(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設(shè)計(jì)的。 設(shè)計(jì)無線防盜報(bào)警器的意義如今市場上成熟的無線防盜報(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)無線防盜報(bào)警器的意義在于設(shè)計(jì)的過程，在設(shè)計(jì)的過程中我們才會(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)。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)多路無線防盜報(bào)警器主要是由無線人體探測器(紅外探測信號(hào)發(fā)射電路)、無線接收電路、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21?，F(xiàn)在基本的模塊是清晰明了,但最為重要的是每一模塊的設(shè)計(jì)。先從無線人體探測器開始,我們需要一個(gè)熱釋電紅外處理芯片來處理所探測的信號(hào)。通過查閱資料我選用典型的芯片BISS0001,其詳細(xì)的引腳功能下面會(huì)有敘述。再就是主機(jī)中的中央處理器采用AT89C2051，集成電路LX2272L4 作為數(shù)據(jù)解碼，無線接收采用現(xiàn)成的SH9902模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框如圖21。遙控手柄無線探頭1 無線探頭2數(shù)字顯示單元電源電路無線接收無線探頭3無線探頭4報(bào)警電路中央處理單元數(shù)據(jù)解碼 圖21多路無線防盜報(bào)警器的組成框圖 AT89C2051是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀Flash程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C2051單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合。 AT89C2051是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有20個(gè)引腳，15個(gè)雙向輸入/輸出（I/O）端口，其中P1是一個(gè)完整的8位雙向I/O口，兩個(gè)外中斷口，兩個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器。同時(shí)AT89C2051的時(shí)鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時(shí)鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。AT89C2051的主要特性：1. 兼容MCS51指令系統(tǒng)；2. 2k可反復(fù)擦寫(1000次）Flash ROM；3. 15個(gè)雙向I/O口；4. 6個(gè)中斷源；5. 兩個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器；6. ；7. 時(shí)鐘頻率024MHz；8. 128x8bit內(nèi)部RAM；9. 兩個(gè)外部中斷源；10. 兩個(gè)串行中斷；11. 可直接驅(qū)動(dòng)LED；12. 兩級(jí)加密位；13. 低功耗睡眠功能；14. 內(nèi)置一個(gè)模擬比較放大器；15. 可編程UARL通道；16. 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；當(dāng)接收到信號(hào)后要有處理芯片來判斷是否為異常信號(hào)，若是則發(fā)報(bào)警信號(hào)給報(bào)警電路。這里的硬件電路要求很簡單，有20個(gè)引腳的AT89C2051芯片完全能夠滿足要求，并且價(jià)格便宜。圖22為AT89C2051芯片的引腳圖，具體功能如下 圖22 AT89C2051引腳1. Vcc：電源電壓。 2. GND：地。 3. P1口：1口是一8位雙向I/O口?！?。 。 較器的同相輸入(AIN0)和反相輸入（AIN1)。P1口輸出緩沖器可吸收20 mA電流并能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示。當(dāng)P1口引腳寫入“1”時(shí),其可用作輸入端?！?它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流(TTL)。P1口還在閃速編程和程序校驗(yàn)期 間接收代碼數(shù)據(jù)。 4. P3口：～、。P3口緩沖器可吸收20 mA電流。當(dāng)P3口引腳寫入“1”時(shí),它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時(shí),被外部拉低的P3口引腳將用上拉電阻而流出電流(IIL)。5. RST：復(fù)位輸入。RST一旦變成高電平,所有的I/O引腳就復(fù)位到“1”。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí),持續(xù)給出RST引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。每一個(gè)機(jī)器周期需12個(gè)振蕩器或時(shí)鐘周期。6. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。 7. XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。 編碼芯片LX2262引腳圖與功能介紹 ，因此從系統(tǒng)的的可靠性考慮，發(fā)射的控制信號(hào)采用編碼的方式進(jìn)行傳送，而且在同一區(qū)域內(nèi)要同時(shí)使用多個(gè)系統(tǒng)而相互間又不影響，所以無線信號(hào)的編碼由LX2262集成電路完成。具體的引腳如圖23所示。圖23 LX2262引腳圖編碼芯片LX2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。LX2262特點(diǎn)：CMOS工藝制造，低功耗 外部元器件少 RC振蕩電阻 工作電壓范圍寬： 數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位 地址碼最多可達(dá)531441種應(yīng)用范圍。從功能上看，我需要用到的是數(shù)據(jù)輸入端，用來設(shè)定這個(gè)探測器發(fā)現(xiàn)警情所要發(fā)射的固定的編碼，當(dāng)然發(fā)射是通過DOUT來輸出。表21 LX2262引腳功能管腳名稱I/O說明A0～AxI地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置“0”，“1”，“f”（懸），三種狀態(tài)D0～DxI數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)“1“，即有編碼發(fā)出，內(nèi)置下拉VDDI電源（+）端VSSI電源（）端TEI編碼啟動(dòng)端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效OSC1I雙端電阻振蕩器輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率OSC2O雙端電阻振蕩器輸出端DOUTO編碼輸出端 正常時(shí)為低電平NC空腳 解碼芯片LX2272引腳圖與功能 是一款與LX2260/LX2262 配對使用的無線、紅外線遙控解碼專用集成電路。采用CMOS 工藝制造，它最大擁有12 位的三態(tài)地址碼管腳，可支持多達(dá)531441（或312）個(gè)地址的編碼，因此很有效地降低了重碼率。2272 的所有型號(hào)均能封裝成DIP18 和SOP20 兩種形式，只是SOP20多了10 和11 兩個(gè)管腳，圖24 為LX2272引腳圖，先了解的是每個(gè)引腳的功能，再確定具體的電路設(shè)計(jì)。 圖24 LX2272引腳圖表22 LX2272引腳功能管腳號(hào)管腳名稱I/O說明1～6A0～A5IA0～A5碼地址管腳,LX2272通過檢測這六條三狀態(tài)的管腳來確定bit0～”0”,”1”,”f”(懸)7～810～13A6/D5A11/D0I/OA6～A11碼地址管腳或D5～,每個(gè)管腳可分別置”0”,”1”,”f”(懸).當(dāng)作為數(shù)據(jù)輸出管腳時(shí)且滿足以下兩個(gè)要求(1)所接收的地址編碼波形與碼地址輸入端的設(shè)置匹配。(2)相應(yīng)位接收到的數(shù)據(jù)輸出置為”1”,輸出為”1”否則為”0”14DINI數(shù)據(jù)輸入管腳,接收到的編碼信號(hào)由此管腳串行輸入15OSC1I振蕩器第一外點(diǎn)16OSC2O振蕩器第二外點(diǎn)17VTO有效傳輸確認(rèn),VT變高電平18VCC電源正端19VSS電源負(fù)端（數(shù)據(jù)輸入端），用來接收數(shù)據(jù)編碼，這時(shí)候VT（有效傳輸確認(rèn)）會(huì)變?yōu)楦唠娖?，單片機(jī)通過它的電平變化就確認(rèn)有編碼從D0～D3（數(shù)據(jù)輸出端）輸出。 LM386是低電壓音頻功率放大電路，該電路的特點(diǎn)如下：電源電壓范圍度：412V；靜態(tài)電流小，當(dāng)Vcc=6V時(shí)，靜態(tài)電流典型值為4mA；輸出端直流電壓自動(dòng)跟蹤；電壓增益可調(diào)；外圍元件少；表23 LM386管腳