防盜報警器的設計與仿真

1、多路防盜報警器設計與仿真專業(yè)電子信息科學與技術學生姓名肖小驪班級11級電科一班學號20114053016指導教師 向維文完成日期2013年12月28日 摘 要: 近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，人民的生活水平有了很大提高。各種高檔家電產品和貴重物品為許多家庭所擁有，并且人們手中特別是城市居民的積蓄也十分可觀。因此，越來越多的居民家庭對財產安全問題十分關心。目前，許多家庭使用了較為安全的防盜門，如果再設計和生產一種價廉、性能靈敏可靠的防盜報警器用于居民家中，必將在防盜和保證財產安全方面發(fā)揮更加有效的作用。此外，一些倉庫的防盜工作也日益嚴峻，僅用人來值守的年代已經不復存在，需要一種無人值守全自動的

2、防盜方式。為此，提出“多路防盜報警器”的設計任務。我設計的6路防盜報警器的優(yōu)點在于其實用，價廉和簡單。 in recent years, with the further development of reform and opening up, people's living standard had the very big enhancement.a variety of high-end home appliances and valuables owned by many families, and the people especially the urban reside

3、nts' savings is also very considerable.as a result, more and more households to security issues are very concerned about property.at present, many families use safer security doors, if we design and produce a kind of low price, performance, sensitive and reliable anti-theft alarm system used in

4、people's homes, will play a more effective in security and ensure the safety of property.in addition, some warehouse security work is also growing, of choose and employ persons to unattended s has ceased to exist, only need a kind of unmanned automatic anti-theft way.for this, put forward "

5、multi-channel burglar alarm" design task.i designed no.6 burglar alarm is actually used, the advantages of low price and simple.第一章 緒論31.1 防盜報警器的發(fā)展狀況31.1.1 防盜報警器工作的原理31.2 設計的主要內容和意義81.2.1 設計防盜報警器的內容81.2.2 設計防盜報警器的意義8 第二章 硬件電路的設計8 2.1 多路防盜報警器的組成92.2系統硬件結構圖9 2.3報警電路設計10 2.4報警電路的仿真10第3章 總結11 第4章 致

6、謝12參考文獻13 第一章 緒論1.1無線防盜報警器的發(fā)展狀況防盜報警器的發(fā)展主要是基于傳感器之上, 所以有必要先談談紅外傳感器的發(fā)展狀況.而傳感器技術是21世紀人們在高新技術發(fā)展方面爭奪的一個制高點，各發(fā)達國家都將傳感器技術視為現代高新技術發(fā)展的關鍵。從20世紀80年代起，日本就將傳感器技術列為優(yōu)先發(fā)展的高新科技之首，美國等西方國家也將此技術列為國家科技和國防技術發(fā)展的重點。從而基于傳感器技術的防盜報警系統也得到了高速發(fā)展。本次設計的是簡單的基于電壓比較器開關式防盜報警器1.1.1 防盜報警器工作的原理。burglar alarm is mainly based on the develop

7、ment of sensor, it is necessary to talk about the development of infrared sensor. the sensor technology is people in high and new technology development in the 21st century for a high ground, all the developed countries will be sensor technology as the key to the development of modern high technolog

8、y.since the 1980 s, japan will sensor technology as a priority to the development of high and new science and technology, the united states and other western countries will also be the technology as the key point of the development of the national science and technology and national defense technolo

9、gy.which anti-theft alarm system based on sensor technology has been rapid development.this is the simple design based on voltage comparator switch anti-theft alarm 1.1.1 burglar alarm work principle. 電壓比較器(以下簡稱比較器)是一種常用的集成電路。它可用于報警器電路、自動控制電路、測量技術，也可用于v/f變換電路、a/d變換電路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān)測電路、振蕩器及壓控振蕩器電路、過零檢測

10、電路等。本文主要介紹其基本概念、工作原理及典型工作電路，并介紹一些常用的電壓比較器。什么是電壓比較器    簡單地說， 電壓比較器是對兩個模擬電壓比較其大小(也有兩個數字電壓比較的，這里不介紹)，并判斷出其中哪一個電壓高，如圖1所示。圖1(a)是比較器，它有兩個輸入端：同相輸入端(“+” 端) 及反相輸入端(“-”端)，有一個輸出端vout(輸出電平信號)。另外有電源v+及地(這是個單電源比較器)，同相端輸入電壓va，反相端輸入vb。va和vb的變化如圖1(b)所示。在時間0t1時，va>vb；在t1t2時，vb>va；在t2t3時，va>vb。

11、在這種情況下，vout的輸出如圖1(c)所示：va>vb時，vout輸出高電平(飽和輸出)；vb>va時，vout輸出低電平。根據輸出電平的高低便可知道哪個電壓大。 say simply, voltage comparator is to compare the two analog voltage size (there are two digital voltage comparison, are not covered here), and determine which of a high voltage, as shown in figure 1.figure 1 (a)

12、 is the comparator, it has two input: in-phase input end (" + "side) and the inverting input end (" -"), with an output end vout level signal (output).have other power v + and (this is a single power supply comparator), with the input voltage va, inverting the input vb.the change

13、 of va and vb as shown in figure 1 (b).when time 0 t1, va > vb;> the t1 and t2, vb va;when t2 and t3, va > vb.in this case, the output of the vout as shown in figure 1 (c) : va > vb, vout output high level (saturated output);vb > va, vout output low level.can know which according to t

14、he output level of high and low voltage.    如果把va輸入到反相端，vb輸入到同相端，va及vb的電壓變化仍然如圖1(b)所示，則vout輸出如圖1(d)所示。與圖1(c)比較，其輸出電平倒了一下。輸出電平變化與va、vb的輸入端有關。    圖2(a)是雙電源(正負電源)供電的比較器。如果它的va、vb輸入電壓如圖1(b)那樣，它的輸出特性如圖2(b)所示。vb>va時，vout輸出飽和負電壓。     如果輸入電壓va與某一個固定不變的電壓v

15、b相比較，如圖3(a)所示。此vb稱為參考電壓、基準電壓或閾值電壓。如果這參考電壓是0v(地電平)，如圖3(b)所示，它一般用作過零檢測。 比較器的工作原理    比較器是由運算放大器發(fā)展而來的，比較器電路可以看作是運算放大器的一種應用電路。由于比較器電路應用較為廣泛，所以開發(fā)出了專門的比較器集成電路。    圖4(a)由運算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓va經分壓器r2、r3分壓后接在同相端，vb通過輸入電阻r1接在反相端，rf為反饋電阻，若不考慮輸入失調電壓，則其輸出電壓vout與va、vb及4個電阻的關系式為：v

16、out=(1+rf/r1)·r3/(r2+r3)va-(rf/r1)vb。若r1=r2，r3=rf，則vout=rf/r1(va-vb)，rf/r1為放大器的增益。當r1=r2=0(相當于r1、r2短路)，r3=rf=(相當于r3、rf開路)時，vout=。增益成為無窮大，其電路圖就形成圖4(b)的樣子，差分放大器處于開環(huán)狀態(tài)，它就是比較器電路。實際上，運放處于開環(huán)狀態(tài)時，其增益并非無窮大，而vout輸出是飽和電壓，它小于正負電源電壓，也不可能是無窮大。     從圖4中可以看出，比較器電路就是一個運算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電路。&

17、#160;   同相放大器電路如圖5所示。如果圖5中rf=，r1=0時，它就變成與圖3(b)一樣的比較器電路了。圖5中的vin相當于圖3(b)中的va。 比較器與運放的差別    運放可以做比較器電路，但性能較好的比較器比通用運放的開環(huán)增益更高，輸入失調電壓更小，共模輸入電壓范圍更大，壓擺率較高(使比較器響應速度更快)。另外，比較器的輸出級常用集電極開路結構，如圖6所示，它外部需要接一個上拉電阻或者直接驅動不同電源電壓的負載，應用上更加靈活。但也有一些比較器為互補輸出，無需上拉電阻。     這

18、里順便要指出的是，比較器電路本身也有技術指標要求，如精度、響應速度、傳播延遲時間、靈敏度等，大部分參數與運放的參數相同。在要求不高時可采用通用運放來作比較器電路。如在a/d變換器電路中要求采用精密比較器電路。    由于比較器與運放的內部結構基本相同，其大部分參數(電特性參數)與運放的參數項基本比較器典型應用電路1.2 設計的主要內容和意義1.2.1 設計防盜報警器的內容首先是為系統總體設計方案劃分功能模塊，第一部分門或窗上探測器(可以是多個探測發(fā)射器分別安裝在需要防護的地方);第二部分是報警電路;其次是確定硬件電路的設計，包含原件的選擇，具體電路的設計如探測電路

19、、報警電路。1.2.2 設計無線防盜報警器的意義 如今市場上成熟的無線防盜報警產品有被動式的、主動式的和多技術復合式的。但前兩者都有致命的缺點就是誤報率很高，而多技術復合式的防盜報警器誤報率很低，也是未來發(fā)展的主要方向。即使如此，我依舊設計的是被動式防盜報警器，因為我以目前的水準很難對已成熟的產品有所突破而設計出一流的產品。個人認為設計無線防盜報警器的意義在于設計的過程，在設計的過程中我們才會把這幾年在學校里學到的融合，同時也讓自己明白我們的學習道路還很遙遠。第二章 硬件電路的設計2.1 多路防盜報警器的組成多路無線防盜報警器主要是由門窗探測器、無線接收電路、報警電路和電源電路等部分組成。2.

20、2系統硬件結構圖2.2.1系統硬件結構圖主要分三個部分：報警電路探測電路電源電路2.3總電路設計 電路兩端一端接地產生u12，一端在vcc=12產生u11,vcc與電路之間接一個裝在門或窗上的開關，小偷或強盜開門或開窗時觸發(fā)開關。電路如下圖。分析功能：輸入級參數是雙端輸入的比例運算電路，也可實現差分放大，輸出電壓u01為 u01=（u11-u12）第二級電路的閾值電壓為 ut=.vcc 當u01<ut時，u02=uol；當u02=u0h；電路只有一個閾值電壓，故為單限比較器。u02的高，低電平決定于集成運放輸出電壓的最大值。 在沒有警情時；（u02=u12）很小，u01<ut.u0

21、2=uol,發(fā)光二極管和蜂鳴器均截止。 當有警情時；u12>u12，(u11-u12)增大到一定程度，u02>ut,u02從低電壓越變?yōu)楦唠娖?，u02=uoh，使得發(fā)光二極管和蜂鳴器導通，發(fā)光二極管和蜂鳴器均報警。當開關打開時： 電路仿真如下圖：當開關閉合時：電路仿真圖入下 第三章 總 結 本設計是一套防盜報警系統，其主要的功能檢測到門窗異常狀況時通過處理將警情信號傳給報警器發(fā)出報警聲。經過此次設計使得我的模電數電集成電路等方面的相關知識更加理解。知道實踐與書本知識之間的差距。 this design is a set of anti-theft alarm system, its

22、 main function is detected doors and windows of abnormal condition by processing will alert send out alarm signal to the alarm.through the design makes me die electric several electric integrated circuit and so on related knowledge to understand more.know the gap between practice and book knowledge. 第4章 致謝 經過一周左右的課程