【正文】 三、發(fā)展趨勢(shì)紅外線滅鼠器，在原有的微電流高壓裝置捕捉老。當(dāng)老鼠通過(guò)時(shí)，因?yàn)闆](méi)有阻擋紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線，紅外控制電路沒(méi)有反饋的信號(hào)，電流高壓裝置保持通路，老鼠直接被高壓線圈電死。在紅外檢測(cè)區(qū)內(nèi)懸空放置連接微電流高壓裝置的線圈，正常狀態(tài)下紅外微電流高壓裝置開(kāi)通，紅外線對(duì)射裝置通過(guò)反饋的信號(hào)控制接微電流高壓裝置接通與斷開(kāi)。當(dāng)老鼠通過(guò)時(shí)，紅外裝置檢測(cè)到并接通微電流高壓電路將老鼠當(dāng)場(chǎng)擊斃。而紅外線控制的機(jī)械捕鼠器，因?yàn)橹粚⒗鲜罄г诜忾]空間中，隨后的處理極其麻煩。二、研究主要成果現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外主要研究的捕鼠器有兩種：電子捕鼠器、紅外線控制的機(jī)械捕鼠器。如果當(dāng)有物體阻斷紅外線時(shí)，接收端會(huì)發(fā)出信號(hào)，報(bào)警主機(jī)會(huì)接收信號(hào)而產(chǎn)生報(bào)警。紅外線對(duì)射裝置由一個(gè)接收器、一個(gè)發(fā)射器組成，具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在安防系統(tǒng)中具有廣泛應(yīng)用。二是“電擊方式”，電子滅鼠器——微電流高壓電擊滅鼠裝置，通過(guò)微電流高壓擊斃所經(jīng)過(guò)的物體，而不能判斷所經(jīng)物體是否是老鼠，對(duì)其他家禽動(dòng)物傷害較大。第15～16周：撰寫(xiě)論文、準(zhǔn)備答辯。第7～14周：完成系統(tǒng)的整個(gè)電路的仿真調(diào)試。四、研究工作進(jìn)度第1～2周：了解光電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，并了解國(guó)內(nèi)外自動(dòng)滅鼠器的現(xiàn)狀。當(dāng)老鼠通過(guò)時(shí)，因?yàn)闆](méi)有阻擋紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線，紅外控制電路沒(méi)有反饋的信號(hào)，電流高壓電路保持通路，老鼠直接被高壓線圈電死。在紅外檢測(cè)區(qū)內(nèi)放置連接微電流高壓裝置的線圈，正常狀態(tài)下紅外微電流高壓裝置開(kāi)通，紅外線對(duì)射裝置通過(guò)反饋的信號(hào)控制接微電流高壓裝置接通與斷開(kāi)。最重要的是系統(tǒng)的整體方案的設(shè)計(jì)，和如何結(jié)合光學(xué)、電路、單片機(jī)等設(shè)計(jì)電路原理圖，還有如何通過(guò)Protuse軟件完成整個(gè)電路的仿真調(diào)試。其次要確定擊斃老鼠的電壓電流大小，才能實(shí)現(xiàn)將電壓通過(guò)降壓升壓穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)所需微電流高壓。而目前有一些問(wèn)題需要解決。再次，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體方案，結(jié)合光學(xué)、電路、單片機(jī)等設(shè)計(jì)電路原理圖。如果用220V家用電源，需要通過(guò)線圈先降壓再升壓。以上參數(shù)的確定可以將老鼠和其他動(dòng)物區(qū)分開(kāi)，避免對(duì)其他動(dòng)物造成傷害。首先調(diào)查確定所要捕捉的老鼠的高度范圍，從而設(shè)定紅外線對(duì)射裝置端(一個(gè)接收器和一個(gè)發(fā)射器組成)發(fā)射紅外線的高度。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題紅外捕鼠器是將紅外技術(shù)及電路單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合，研制的一種新型捕鼠器。通過(guò)紅外技術(shù)判定物體高度可精確捕殺老鼠，避免傷害其他動(dòng)物。所以人們對(duì)滅老鼠器對(duì)安全性、智能性等方面提出了更高的要求。二是“電擊方式”，電子滅鼠器——微電流高壓電擊滅鼠裝置，通過(guò)微電流高壓擊斃所經(jīng)過(guò)的物體，而不能判斷所經(jīng)物體是否是老鼠，對(duì)其他家禽動(dòng)物傷害較大。國(guó)內(nèi)外也將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在捕鼠器項(xiàng)目的研究中。它的發(fā)射端能發(fā)射紅外線，而接收端能接收紅外線。而且工作頻率一致、可靠性高、功耗小。該紅外線探測(cè)器包括紅外線發(fā)射器、接收器、以及信號(hào)處理器，信號(hào)處理器的信號(hào)輸出端經(jīng)紅外線發(fā)射電路與紅外線發(fā)射器連接；信號(hào)輸入端經(jīng)紅外線接收電路與紅外線接收器連接，其反饋信號(hào)輸出端與外圍控制電路連接。例如，在兩個(gè)不同的頻率范圍內(nèi)放大電壓信號(hào)，且將被放大的信號(hào)用于鑒別由物體引起的信號(hào)。然后，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行波形分析。由于紅外光是不可見(jiàn)光，具有極好的隱蔽性和保密性，適宜作為探測(cè)器及其它光電安全控制器的光源，而且接收紅外光的光敏檢測(cè)器件不受目月光及其它可見(jiàn)光源的干擾。根據(jù)光電效應(yīng)，科學(xué)家還研制出紅外攝像機(jī)和紅外照相機(jī)。自然界的任何物體都是紅外光輻射源，時(shí)時(shí)刻刻都在不停地向外輻射紅外光。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是畢設(shè)得以完成的基礎(chǔ)。同時(shí)，畢設(shè)的順利完成，離不開(kāi)其它各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。高老師指引我的畢設(shè)的的方向和架構(gòu)，并在畢設(shè)過(guò)程中，給予寶貴意見(jiàn)，使我有了思考的方向，她的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，她的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。高老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。參考文獻(xiàn)[1] of Operation and Features of Modern Intruder Conference on Security ,197~203[2] 石曉光,王薊,:,1~11[3] 雷玉堂,王慶有,:,15~18[4] :,73~98[5] [6] 張明憲,28:143~144[7] 周娉穎,周先庭,周杰榮. ,32(6):56~59[8] 王小兵. ,11~13[9] :,290~381[10] :北京航空航天大學(xué)出版社,2001,110~117[11] :清華大學(xué)出版社,2003,57~73[12] 楊正忠,:中國(guó)電力出版社,2008, 1~38[13] 陳振官,:,74~77[14] :,109~115[15] :,1~40[16] Donald A. 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Texas Instruments, 2000,45~62[19] ,51(8):54~55[20] :,199~208致謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的查資料、整理材料、焊接電路板、寫(xiě)作論文，今天終于可以順利的完成論文的最后的謝辭了，想了很久，要寫(xiě)下這一段謝詞，表示可以進(jìn)行畢業(yè)答辯了，自己想想求學(xué)期間的點(diǎn)點(diǎn)滴歷歷涌上心頭，時(shí)光匆匆飛逝，四年多的努力與付出，隨著論文的完成，終于讓學(xué)生在大學(xué)的生活，得以劃下了完美的句點(diǎn)。高壓電路的設(shè)計(jì)制作，實(shí)現(xiàn)的是220V的交流電，其功率可達(dá)到數(shù)百瓦，通過(guò)高功率擊斃老鼠。高壓電路通過(guò)設(shè)計(jì)的線網(wǎng)輸出高壓，其捕獲面積更大，更有效地?fù)魯览鲜蟆Ｍㄟ^(guò)仔細(xì)思考想到了用金屬絲制作成互相交錯(cuò)不相連的線網(wǎng)(如圖53)的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于線網(wǎng)面積大，每一個(gè)相鄰的金屬線均可作為高壓電路的開(kāi)關(guān)，當(dāng)有老鼠接觸任意兩條金屬線時(shí)均能使高壓電路導(dǎo)通工作。高壓電路的制作選用了12V轉(zhuǎn)化220V的逆變?cè)砑夹g(shù)。用紅外線對(duì)管作為老鼠的探測(cè)器，用變壓器制作高壓電路以擊斃老鼠。通過(guò)編程單片機(jī)控制高壓電路30s后自動(dòng)斷開(kāi)，報(bào)警器也隨之停止報(bào)警。在焊接中，由于自己布線出現(xiàn)小小的問(wèn)題導(dǎo)致有兩根線出現(xiàn)了錯(cuò)接問(wèn)題，給自己的檢查工作帶來(lái)了一定的困難，不過(guò)在老師的指導(dǎo)下，解決了這個(gè)問(wèn)題。 本章小結(jié)本章主要介紹了電路的實(shí)際焊接中需要掌握的東西和所要注意的問(wèn)題，如元器件的識(shí)別、焊接、檢查、調(diào)試等實(shí)際問(wèn)題。等重新焊接完成后感應(yīng)模塊正常的工作了。解決方式：紅外線探測(cè)模塊接上電源后，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)LED燈一個(gè)亮一個(gè)沒(méi)有亮。 電路整體檢測(cè)問(wèn)題在所有的電路焊接完成后，對(duì)兩個(gè)模塊進(jìn)行分別得檢測(cè)，前期出現(xiàn)了很多不同狀況的問(wèn)題，首先是，感應(yīng)模塊沒(méi)有有效的信號(hào)輸出。準(zhǔn)備焊接時(shí)，先練習(xí)熟悉焊接的能力，在焊接的過(guò)程中，同時(shí)對(duì)每一個(gè)焊點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，放置虛焊、錯(cuò)焊和漏焊的問(wèn)題。 出現(xiàn)問(wèn)題與解決方式 焊接問(wèn)題由于第一次自主制作電路焊接實(shí)物且器件種類又多，器件排列和布線是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題。圖61 紅外線探測(cè)報(bào)警部分圖62 紅外線自動(dòng)滅鼠器整個(gè)系統(tǒng) 硬件測(cè)試在電路焊接結(jié)束后，需要對(duì)硬件進(jìn)行測(cè)試調(diào)試。如果電路不工作，在供電電壓正常的情況下，由前到后逐級(jí)測(cè)量各級(jí)輸出端有無(wú)變化的電壓信號(hào)，來(lái)判斷電路各級(jí)的工作狀態(tài)。在電路沒(méi)有可調(diào)試元器件時(shí)，只要確保元器件沒(méi)有損壞，連接沒(méi)有錯(cuò)誤，一般都可以正常工作的。 電路測(cè)試通電之前，先仔細(xì)檢查已經(jīng)焊接好的電路板，一定要確保焊接無(wú)誤。在焊接的過(guò)程中，一定要防止電烙鐵燙壞其他元器件，尤其是電源線，如果不注意，電源線的絕緣層被烙鐵燒壞就會(huì)容易引發(fā)安全事故。如有出現(xiàn)凹坑或者氧化塊，應(yīng)該使用細(xì)紋銼刀修復(fù)或者直接更換烙鐵頭。以下是電烙鐵使用過(guò)程中的一些注意事項(xiàng)：(1)電烙鐵在使用之前一定先給它蘸上一層錫(給電烙鐵通電，然后在電烙鐵加熱到一定程度的時(shí)候，就用錫條靠近烙鐵頭)，使用久了的電烙鐵要將烙鐵頭部銼亮，然后通電加熱升溫，然后將烙鐵頭蘸上一點(diǎn)兒松香，當(dāng)松香冒煙時(shí)，就可以開(kāi)始上焊錫了，使在烙鐵頭表面先鍍上一層錫。(6)由于導(dǎo)線內(nèi)是極細(xì)的銅絲，所以要先將銅絲擰緊，再用于電路中進(jìn)行焊接。(4)焊接時(shí)一定要掌握好時(shí)間，所以烙鐵在焊接處停留的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，元器件在焊接時(shí)最好控制在2～3秒即可。(2)焊接時(shí)，電烙鐵應(yīng)該有足夠的熱量，才能保證焊接電子產(chǎn)品的質(zhì)量，防止虛焊與日久脫焊。不能用酸性焊劑，否則就會(huì)把焊接的地方腐蝕掉。下面就介紹一些元器件的焊接要點(diǎn)。(5)插裝集成電路和傳感器時(shí)要注意管腳的性能。(3)電阻和普通電容并沒(méi)有極性的分別，但是在插裝時(shí)一定要注意電阻值和電容值，絕對(duì)不能插裝錯(cuò)誤。 元器件的測(cè)試與篩選(1)用萬(wàn)用表分別檢測(cè)電阻、二極管、電容和集成電路，看器件是否損壞。各種型號(hào)、規(guī)格、標(biāo)志應(yīng)清晰、牢固。用萬(wàn)用表的探測(cè)針依次點(diǎn)觸運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端(加入干擾信號(hào))，如果萬(wàn)用表表針產(chǎn)生了較大幅度的擺動(dòng)，則說(shuō)明該集成電路完好；但如果萬(wàn)用表表針不動(dòng)，則說(shuō)明集成電路已損壞。(3)代換法：代換法就是利用已知完好的同型號(hào)、同規(guī)格的集成電路來(lái)代換被測(cè)集成電路，以此來(lái)判斷出該集成電路是否損壞。集成電路常用的檢測(cè)方法主要有線測(cè)量法、非在線測(cè)量法和代換法：(1)非在線測(cè)量法：非在線測(cè)量法是在集成電路未焊入電路時(shí)，通過(guò)測(cè)量集成電路各引腳之間的直流電阻值和已知正常同型號(hào)集成電路各引腳之間的直流電阻值進(jìn)行對(duì)比，來(lái)確定其是否可以正常工作。集成運(yùn)算放大器就屬于模擬集成電路中的一種。從20世紀(jì)60年代以來(lái)，集成電路得到了迅速發(fā)展，并被廣泛的應(yīng)用于各種電子線路中。通過(guò)焊接硬件證實(shí)電路在實(shí)際中確實(shí)有效可行，并不斷的進(jìn)行調(diào)整測(cè)試，使硬件達(dá)到最好的測(cè)試效果。本章是前幾章內(nèi)容的綜合體現(xiàn)，將本次設(shè)計(jì)的軟件部分完美地結(jié)合體現(xiàn)出來(lái)，為下章的硬件檢測(cè)調(diào)試打下基礎(chǔ)。圖55 系統(tǒng)程序流程圖 本章小結(jié)本章展示了紅外線自動(dòng)滅鼠器的軟件系統(tǒng)電路圖，并介紹了電路的工作原理，通過(guò)Office Visio 2007軟件繪制的模擬圖讓人們更形象直白地了解滅鼠器的工作狀態(tài)。圖53 紅外線自動(dòng)滅鼠器工作示意圖 紅外線滅鼠器的功能框圖 紅外線滅鼠器的結(jié)構(gòu)框圖紅外線滅鼠器的結(jié)構(gòu)框圖如圖54所示。當(dāng)老鼠通過(guò)裝置①經(jīng)過(guò)裝置②時(shí)，因?yàn)槔鲜笞钃踝⊙b置②發(fā)射端發(fā)出的紅外線，接收端接收不到紅外線，輸出的信號(hào)為低電平，通過(guò)單片機(jī)控制繼電器②關(guān)閉(正常情況時(shí)，繼電器②是打開(kāi)的)，當(dāng)老鼠進(jìn)入高壓線網(wǎng)，老鼠身體作為導(dǎo)體使高壓線圈連接在一起，從而高壓電路導(dǎo)通正常工作擊斃老鼠。此時(shí)繼電器①通過(guò)單片機(jī)控制延遲30s后再次關(guān)閉，同時(shí)報(bào)警器也持續(xù)30s報(bào)警，將通過(guò)動(dòng)物驅(qū)走。紅外線探測(cè)部分的模擬示意圖如圖52所示。兩組紅外線探測(cè)裝置的紅外線接收端和發(fā)射端均相距40cm。紅外線探測(cè)裝置①與紅外線探測(cè)裝置②之間相距15cm，且裝置①在外側(cè)，裝置②在內(nèi)側(cè)。 電路的工作原理將紅外線探測(cè)裝置、高壓電路及報(bào)警器與Mega16單片機(jī)連接構(gòu)成紅外線滅鼠器[19]的硬件設(shè)計(jì)。變壓器右側(cè)電路輸入電源由12V，3A的直流電瓶提供。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電路如圖51所示。本章通過(guò)模擬圖形及程序流程圖來(lái)解說(shuō)系統(tǒng)的工作情況。第5章 紅外線滅鼠器系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 引言通過(guò)對(duì)系統(tǒng)繪制模擬圖形能更直觀、明了地體現(xiàn)各部分模塊及系統(tǒng)的工作情況。 本章小結(jié)本文通過(guò)78L05芯片將電瓶提供的12V的直流電源解調(diào)為5V的固定電壓，在通過(guò)CD4069芯片產(chǎn)生方波經(jīng)過(guò)變壓器放大從而達(dá)到所需電壓。 高壓電路的軟件仿真電路仿真中，因電路中電阻、電容數(shù)值的大小導(dǎo)致仿真波形有所失真，高壓電路的仿真結(jié)果如圖48所示。由此我們也可知在同樣的工作電流情況下，2SJ471的發(fā)熱量約為2SK2956的4倍。P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管(2SJ471)最大漏極電流為30A，在場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)，漏—源極間電阻為25毫歐。這里需要注意的是，在某些情況下，如振蕩部分停止工作時(shí)，變壓器的低壓側(cè)有時(shí)會(huì)有很大的電流通過(guò)，所以該電路的保險(xiǎn)絲不能省略或短接。圖46 CMOS場(chǎng)效應(yīng)管組成的應(yīng)用電路的工作過(guò)程a)UU6導(dǎo)通UU5不導(dǎo)通示意圖b)UU5導(dǎo)通UU6不導(dǎo)通示意圖圖47 效應(yīng)管(2SJ471)效應(yīng)管(2SK2956)工作示意圖由以上分析可以畫(huà)出原理圖中MOS場(chǎng)效應(yīng)管部分的工作過(guò)程(見(jiàn)圖47 a)、b))。不同場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷電壓略有不同。通過(guò)這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。當(dāng)輸入端為高電平時(shí)，N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出端與電源地接通。電路將一個(gè)增強(qiáng)型P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)增強(qiáng)型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管組合在一起使用。振蕩信號(hào)電壓放大電路如圖45所示。圖44 方波信號(hào)發(fā)生器(2)場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路。其它多余的發(fā)生器，輸入端接地避免影響其它電路。電路中R1是補(bǔ)償電阻，用于改善由于電源電壓的變化而引起的震蕩頻率不穩(wěn)。圖43 高壓電路圖二、工作原理：(1)方波的產(chǎn)生。其輸出功率取決于MOS場(chǎng)效應(yīng)管和電源、變壓器的功率。u 提供較大的電壓范圍：～15V；u 高效抗干擾性；u 與MM74C04器件可替換。CD4069UB內(nèi)部電路圖如圖42所示。113為各反相器輸入端，12為對(duì)應(yīng)輸出端，14腳接電源正，7腳接電源負(fù)，電源電壓范圍+3～+18V。 CD4069UB(1)CD4069UB描述。(3)78L05應(yīng)用范圍。(2)78L05特性。圖41 78L05典型線路圖u 為確定輸出電壓值，請(qǐng)選擇電壓值后綴(05)。當(dāng)用于替代傳統(tǒng)的齊納二極管電阻組的時(shí)候，其輸出阻抗得到有效的改善，其偏置電流大大減少。此外它還可以和其它功率轉(zhuǎn)移器件一起構(gòu)成大電流的穩(wěn)壓電源，如可驅(qū)動(dòng)輸出電流高達(dá)100毫