優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計案例

1、吉林農(nóng)業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院學校代碼：12904學 號：中圖分類：密 級：無吉林農(nóng)業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢 業(yè) 設(shè) 計 (論文)樓宇門防盜對講系統(tǒng)學生姓名：王曉艷指導(dǎo)教師：宮迎新所在學院（系）：機電工程系學科專業(yè)：機械設(shè)計與制造吉林農(nóng)業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院中國·四平2008年 5 月吉林農(nóng)業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計（論文）題目：現(xiàn)代樓宇防盜對講系統(tǒng)任務(wù)與要求：1、樓宇單元門，一門六戶。即一個單元門有一個主機（室外機），六個分 機（室內(nèi)機）。2、室外門鈴呼叫住戶。3、雙向?qū)χv，多戶對講。4、住戶室內(nèi)開鎖。5、不間斷電源供電（12V）。2008年5月10日畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃表

2、日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字4月8日接受任務(wù)計劃書4月9日16日學習查找資料4月13日30日完成設(shè)計初稿4月16日5月7日繪制電路原理圖5月8日13日整理設(shè)計(論文)5月14日16日機動指導(dǎo)教師對進度計劃實施情況總評 簽名 年 月 日 本表作評定學生平時成績的依據(jù)之一。摘 要本論文主要闡述了現(xiàn)代樓宇防盜對講便民系統(tǒng)設(shè)計具體功能和內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)特點。樓宇防盜對講便民系統(tǒng)為保障居住安全的最后一道屏障，被人們喻為居家生活的“守護神”。選購樓宇對講系統(tǒng)應(yīng)該針對不同的住宅結(jié)構(gòu)、小區(qū)分布和功能要求來選擇，有些適宜于非封閉式管理的住宅，能夠?qū)崿F(xiàn)呼叫、對講和開鎖功能而住宅小區(qū)的特點是用戶集中

3、，容量大，統(tǒng)一保安管理，而且國內(nèi)大部分地區(qū)經(jīng)濟收入不高，因此小區(qū)安防系統(tǒng)必須滿足“安全可靠、經(jīng)濟有效、集中管理”的要求，雖然目前市場上有各種各樣的安防系統(tǒng)，但是真正符合小區(qū)特點、適合小區(qū)使用的產(chǎn)品并不多。樓宇防盜對講便民系統(tǒng)做為這樣的產(chǎn)品，具有連線少、戶戶隔離不怕短路、戶內(nèi)不用供電、穩(wěn)定性高、性能可靠、維護方便等特點。關(guān)鍵詞 樓宇對講系統(tǒng) 室外主機電路 直按式 室內(nèi)分機目 錄一、 引 言61.1“樓宇防盜對講系統(tǒng)設(shè)計”的意義61.2  樓宇對講產(chǎn)品國內(nèi)市場發(fā)展7二、設(shè)計方案比較與選擇82.1 方案的比較與選擇82.2 直按式的設(shè)計思想9三、室外機系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計93.1元件器件的選擇

4、93.1.1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖93.1.2 音頻功率放大器的選擇103.1.3 集成功率放大器的選擇123.1.4 音樂片的選擇133.2 系統(tǒng)硬件電路的總體設(shè)計13四、整機電源電路設(shè)計15五、室內(nèi)分機電路設(shè)計16六、結(jié)束語16致 謝18參考文獻19樓宇防盜對講系統(tǒng)的設(shè)計 一、 引 言1.1“樓宇防盜對講系統(tǒng)設(shè)計”的意義隨著改革開放的深入和市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展、提高，城市流動人口大量增加，帶來許多不安定因素，社會治安形勢嚴峻，刑事案件特別是入室盜竊、搶劫案件居高不下。針對這一日益突出的社會安全問題，中央提出對社會治安進行綜合治理，并把創(chuàng)建安全文明小區(qū)作為社會治安綜合治理的一項重要內(nèi)容?；谀壳拔覈默F(xiàn)

5、狀，以安全技術(shù)防范為主，輔以視頻、通訊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將成為小區(qū)智能化系統(tǒng)的主流。住宅小區(qū)的特點是用戶集中，容量大，統(tǒng)一保安管理，而且國內(nèi)大部分地區(qū)經(jīng)濟收入不高，因此小區(qū)安防系統(tǒng)必須滿足“安全可靠、經(jīng)濟有效、集中管理” 的要求，雖然目前市場上有各種各樣的安防系統(tǒng)，但是真正符合小區(qū)特點、適合小區(qū)使用的產(chǎn)品并不多。樓宇做為這樣的產(chǎn)品，具有連線少、戶戶隔離不怕短路、戶內(nèi)不用供電、待機狀態(tài)不耗電、不用專用視頻線、穩(wěn)定性高、性能可靠、維護方便等特點。隨著居民住宅的不斷增加，小區(qū)的物業(yè)管理就顯得日趨重要。其中訪客登記及值班看門的管理方法已不適合現(xiàn)代管理快捷、方便、安全的需求。樓宇對講系統(tǒng)是在各單元口安裝防盜門，

6、小區(qū)總控中心的管理員總機、樓宇出入口的對講主機、電控鎖、閉門器及用戶家中的可視對講分機通過專用網(wǎng)絡(luò)組成。以實現(xiàn)訪客與住戶對講，住戶可遙控開啟防盜門，各單元梯口訪客再通過對講主機呼叫住戶，對方同意后方可進入樓內(nèi)，從而限制了非法人員進入。同時，若住戶在家發(fā)生搶劫或突發(fā)疾病，可通過該系統(tǒng)通知保安人員以得到及時的支援和處理。樓宇對講系統(tǒng)作為保障居住安全的最后一道屏障，被人們喻為居家生活的“守護神”。選購樓宇對講系統(tǒng)應(yīng)該針對不同的住宅結(jié)構(gòu)、小區(qū)分布和功能要求來選擇，有些適宜于非封閉式管理的住宅，能夠?qū)崿F(xiàn)呼叫、對講和開鎖功能，并具有夜光指示的功能；還有適用于低層至高層的各種住宅結(jié)構(gòu)；封閉式管理的小區(qū)則可選

7、用帶有安全報警功能的室內(nèi)機，用戶可根據(jù)各自需要安裝門磁、紅外探頭、煙霧報警、煤氣泄漏報警裝置等。為兼顧不同用戶的需要和經(jīng)濟條件，可視系統(tǒng)中彩色與黑白機分機兼容，用戶可采用彩色機，也可選用黑白機，還可選用不帶可視功能的對講室內(nèi)機；為方便工程布線，根據(jù)不同的小區(qū)分布，大系統(tǒng)總線可采用星型布線和環(huán)型布線。為徹底解決大系統(tǒng)信號衰減，在同一根電纜上視頻雙相傳輸雙項放大可采用智能化信號增強器。封閉式的小區(qū)還可設(shè)置管理中心。管理中心機可儲存報警記錄，可隨時查閱報警類型、時間和報警住戶的樓棟號和房號，中心機可監(jiān)控和呼叫整個小區(qū)與樓棟門口。 所以選用樓宇對講系統(tǒng)一定要根據(jù)自己居住小區(qū)的特點來選用，切不可盲目。以

8、達到最高的性能價格比，最大發(fā)揮此系統(tǒng)的功能。 1.2  樓宇對講產(chǎn)品國內(nèi)市場發(fā)展 樓宇對講產(chǎn)品進入國內(nèi)市場最先是從單戶機型開始的，最早的樓宇對講產(chǎn)品功能單一，主要有單元對講、可視單戶門鈴等，在90年代初期，國內(nèi)市場年需求量不足十萬戶。1995-1997年是國內(nèi)市場第一個發(fā)展期，廣東地區(qū)出現(xiàn)了數(shù)家專業(yè)生產(chǎn)廠家，這些廠家產(chǎn)品開始規(guī)模生產(chǎn)，技術(shù)也不斷進步，單元樓宇型對講及可視對講用戶呈現(xiàn)持續(xù)增長勢頭，集中在房地產(chǎn)市場啟動較早的廣東、上海等經(jīng)濟發(fā)達城市，90年代末，樓宇對講產(chǎn)品進入第二個高速發(fā)展期， 大型社區(qū)聯(lián)網(wǎng)及綜合性智能樓宇對講設(shè)備開始涌現(xiàn)，深圳金富星、福建立林、珠海

9、進幀、太川公司等也相繼推出各自的產(chǎn)品。2000年以后各省會城市樓宇對講產(chǎn)品的需求量發(fā)展迅速，相應(yīng)生產(chǎn)廠家也快速增加，上海、山東、遼寧、河北、福建、廣東、北京等地都有新的制造廠商出現(xiàn)。2004年全國可視對講用戶超過200萬戶，對講混裝用戶達到600萬戶，從地域上分布，2000年以前主要分布在廣東及北京、上海等發(fā)達城市，2000年以后開始大量進入各省會城市，現(xiàn)有向周邊中小城市擴展的勢頭。從需求市場來看，該產(chǎn)品已進入需求量平臺區(qū)。樓宇對講產(chǎn)品的需求量始終和房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)。近年來，大城市新建商品樓盤90%以上都設(shè)計了這一系統(tǒng)，從發(fā)展趨勢上來看，樓宇對講系統(tǒng)是新建住宅小區(qū)的必配系統(tǒng)。另外舊樓、單

10、位住宅有部分用戶需要配置該系統(tǒng)。多數(shù)縣城一級新建樓盤還未涉及這一系統(tǒng)，由此可見，目前市場仍有許多空白點需開拓。由于市場不斷擴大，樓宇對講產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家眾多，介入該行業(yè)的生產(chǎn)商能力參差不齊，市場競爭開始激烈化。樓宇對講產(chǎn)品工程及產(chǎn)品價格近年逐步降低，許多產(chǎn)品的利潤空間減少使得規(guī)模較小的企業(yè)生存面臨困境。 成本進一步降低，市場繼續(xù)擴大。目前，規(guī)模較大的廠家在銷售、工程安裝、服務(wù)方面的成本居高不下，隨著產(chǎn)品標準化進程，工程安裝、服務(wù)社會化，產(chǎn)品成本會逐步降低?？傊?，樓宇對講產(chǎn)品的發(fā)展已經(jīng)到了新的階段，但還有很多方面不很成熟，未來的 樓宇對講產(chǎn)品將向新的高度發(fā)展。二、設(shè)計方案比較與

11、選擇2.1 方案的比較與選擇現(xiàn)代樓宇對講系統(tǒng)的設(shè)計方案比較多，復(fù)雜成度不一，各有特色。本設(shè)計選擇兩種設(shè)計方案比較如下。方案一：直按式對講系統(tǒng)樓宇對講系統(tǒng)是采取小區(qū)直按式容量較小，分為15、18、21、27等戶型類別，主要適應(yīng)于十層以下的住宅。它的主要特點是：單鍵直按式操作，方便簡單。 金色鋁成型主機面板，美觀大方。帶夜光裝置，不銹鋼按鍵，房號可自行靈活變動。 雙音振鈐或“叮咚”門鈴聲。待命電流小，省電。面板可根據(jù)房數(shù)靈活變化。 操作方法簡單方便 方案二：撥號式對講系統(tǒng)  撥號式對講系統(tǒng)的設(shè)計容量就大得多了，多為256戶型類別，主要適應(yīng)于十層以上的高層建筑。它的特點是：操作方

12、式與撥號電話一樣，界面豪華。  這兩種系統(tǒng)都采用總線方式布線，它的解碼類別分為樓層解碼和室內(nèi)機解碼兩種方式。這種室內(nèi)機常規(guī)與單戶型的室內(nèi)機兼容，均能實現(xiàn)可視與非可視對講，遙控開鎖等等諸多功能，并能掛接管理中心。本論文選用直按式對講系統(tǒng)，有來客時，客人按動主機面板對應(yīng)房號鍵，主要分機即發(fā)出振鈴聲。夜間，房客可按動主機面板的燈光鍵作照明。主人提機與客人對講后，主要可通過分機的開鎖開關(guān)遙控大門電控鎖開鎖?？腿诉M入大門后，閉門器使大門自動關(guān)閉。樓宇對講系統(tǒng)發(fā)展已有十來年的歷史，其中數(shù)碼式系統(tǒng)因接線簡單，可控戶數(shù)多而在要求較高的場合廣泛應(yīng)用。2.2 直按式的設(shè)計思想圖2-1 直按式設(shè)計思想結(jié)構(gòu)

13、圖由電源220V給主機提供足夠電源，訪客可直接按鍵盤，呼叫住戶，通過室內(nèi)分機與訪客對話，通過分機控制門鎖的開閉。三、室外機系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計室外機也可以稱為是這個系統(tǒng)的主機，系統(tǒng)的穩(wěn)定性及系統(tǒng)的功能主要由主機來決定。因此，這也是本設(shè)計的關(guān)鍵一部分。3.1元件器件的選擇3.1.1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)由對講電路、振鈴電路、電控鎖、電源組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.1.2 音頻功率放大器的選擇TDA2822是雙聲道音頻功率放大電路，適用于在袖珍式盒式放音機、收錄機和多媒體音箱中作音頻放大器。該電路的特點如下：電源電壓范圍寬（1.815V），電源電壓可低至1.8V仍能工作，因此，該電

14、路適合在低電源電壓下工作；靜態(tài)電流小，交越小失真也?。贿m用于單聲道橋式或立體聲線路兩種工作狀態(tài)；采用雙列直插8腳塑料封裝。方框圖與引出端功能如圖3-1和表3-2所示。圖3-2 TDA2822引出端功能圖表3-1 TDA2822引出端說明引出端序號符 號功 能引出端序號符 號功 能1OUT1輸出端15IN2(-)反向輸入端22Vcc電源6IN2(+)正向輸入端23OUT2輸出端27IN1(+)正向輸入端14GND地8IN1(-)反向輸入端1表3-2 TDA2822參數(shù)最大額定值（Tamb=25）參數(shù)名稱符號數(shù)值單位電源電壓Vcc15V輸出峰值電流Iop1A功耗Tamb=50PD1.4WTcase

15、=50150結(jié)溫TJ150貯存溫度Tstg-40+150TDA2822采用雙聲道設(shè)計，其最大供電電壓為15V，最大電流1.5A，最小輸入電阻100K，當輸入電壓為9V，輸出為4時，頻率為1KHZ時，輸出功率為1.7W聲道。TDA2822的雙聲道立體聲應(yīng)用線路如下：圖3-3 立體聲應(yīng)用線路3.1.3 集成功率放大器的選擇集成功率放大電路 LM386D該電路采用8引線雙列直插封裝，集成功放LM386管腳及功能如圖3-4所示。圖3-4 LM386管腳說明 該集成電路由于外接元件少、電源電壓VCC使用范圍寬（VCC=4-12V）、靜態(tài)功耗低（VCC=  6V時為24mW）

16、，因而在便攜式無線電設(shè)備、收音機、錄音機、小型放大設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。當1腳和8腳之間開路時，電壓增益為26DB；若在1腳和8腳之間接阻容串聯(lián)元件，則增益可達46DB，改變阻容值則增益可在26DB-46DB之間任意選取。電阻值越小增益越大。主要參數(shù)表3-3所示。典型應(yīng)用電路如圖3-5所示。表3-3 主要參數(shù)參數(shù)名稱符號單位測試條件參考值電源電壓VccV4-12靜態(tài)電流IccmAVcc=6V,vi=04-8輸出功率PoMwVcc=6V，R1=8歐，THD=10%325帯寬BWkHzVcc=6V，1腳、8腳斷開300總波行失真THD%Vcc=6V，RL=8歐，Po=125mW，f=1kHz,1腳、

17、8腳斷開0.2輸入阻抗Ri千歐50圖3-5 放大器增益=2003.1.4 音樂片的選擇該電路中音樂片是IC3 FK-27B型，作為振鈴的音頻信號，電路使用方便，在此不多作介紹。3.2 系統(tǒng)硬件電路的總體設(shè)計系統(tǒng)硬件主要組成部分包括鍵盤、顯示器、音頻放大電路及分機等。該系統(tǒng)的主機電路主要由響鈴、對講、遙控開鎖電路三部分組成，電路見圖3-6?，F(xiàn)分別介紹如下：圖3-6 主電路圖1響鈴  主要由IC2 LM3860放大集成電路、IC3音樂片、開關(guān)三極管V2 S9012、門鈴按鍵開關(guān)K1、K2等組成。來客按了某對號門鈴按鍵K1或K2，開關(guān)三極管V2飽和導(dǎo)通，IC2、IC3得電。IC3

18、是音樂片，得電后產(chǎn)生的音樂信號經(jīng)過C14耦合送到IC2的輸入端腳，經(jīng)放大后從腳輸出分兩路：一路經(jīng)C11、C12耦合后通過CN2中藍色導(dǎo)線送到對號分機喇叭；另一路由C10耦合后送到主機喇叭，主機和分機喇叭同時響鈴。停止按壓K1或K2，V2截止，IC2、IC3失電，鈴聲停止。2對講主要由IC1TDA2822雙聲道放大集成電路、開關(guān)三極管V1 S9012、主機話筒MIC、主機喇叭SPK等組成。當室內(nèi)主人聽到門鈴響時，拿起室內(nèi)分機話筒MIC，分機壓鍵轉(zhuǎn)換開關(guān)K1接通（分機電路圖中未繪出），V1飽和導(dǎo)通，IC雙聲道放大集成電路得電，主人的講話由話筒MIC轉(zhuǎn)換成音頻信號，經(jīng)C2耦合并由W調(diào)節(jié)音量后送到IC

19、1第一聲道的輸入端腳，由IC放大后從腳輸出，經(jīng)C6耦合并通過CN1上導(dǎo)線2（綠色）送話到對號分機喇SPK。 室外分機也有話筒MIC，可使來客的話音信號通過CN1上導(dǎo)線3（紅色，兼饋電），再經(jīng)主機電路R1、C3耦合回話到IC1第二聲道腳輸入，經(jīng)放大后從腳輸出，又經(jīng)C8耦合到主機內(nèi)喇叭SPK，這樣就實現(xiàn)了主機與分機對講的目的。3室內(nèi)開鎖主要由小型繼電器JRX-4、開鎖電磁線圈LK。分機上開鎖開關(guān)K2等組成。室內(nèi)主人與來客對講以后，知道了來客身份，同意其進入室內(nèi)，就可按壓分機開鎖開關(guān)K2，K2是與CN1上導(dǎo)線1（黃色）和導(dǎo)線3（紅色，兼饋電）連接的，按壓了K2，繼電器JRX-4便動作，使電

20、控鎖電磁線圈得電，電控門“咔” 一聲，門鎖打開，來客可進入。 該電路主人掛好話筒，壓鍵轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開，V1截止，停止對主機供電，主機又恢復(fù)待機狀態(tài)。四、整機電源電路設(shè)計電源的設(shè)計如圖4-1所示，電源是為了給電路各部分提供穩(wěn)定有效的工作電壓，考慮到當交流電源因停電給用戶帶來的生活不便，本設(shè)計中的電源設(shè)計為不間斷電源的形式。所以這就要在整流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)上加裝一組12V的鎳鎘充電電池組。在平時有W7812三端穩(wěn)壓塊組成的直流穩(wěn)壓電源來向主機供電并為電池組充電。一旦遇到挺電或主電源故障則改換為鎳鎘充電電池組來為主機供電。當主電源恢復(fù)供電后電池組在次處在充電狀態(tài)下。如此就可滿足本設(shè)計的設(shè)計要求達到不間斷

21、電源供電。圖4-1 電源電路五、室內(nèi)分機電路設(shè)計室內(nèi)分機具有與樓下的對講、開鎖功能。設(shè)計過程中使其結(jié)構(gòu)簡單為出發(fā)點，分機系統(tǒng)我們借鑒宅用座機電話的造型。將其懸掛與住宅門的一側(cè)，以方便住戶接待來客。此分機系統(tǒng)將采取三極管單級放大電路將主機輸送來的一個響鈴信號和一個音頻信號經(jīng)過放大整理以達到呼叫對講功能的。同時在分機盒內(nèi)加裝一個開關(guān)K4來控制主機內(nèi)的繼電器JRX-4來實現(xiàn)開鎖功能。首先，在待機狀態(tài)下K1為閉合狀態(tài)當樓下主機呼叫分機時會在樓下主機內(nèi)的響鈴系統(tǒng)傳輸過來1個音頻信號使響鈴喇叭發(fā)聲提醒住戶有人呼叫。當主人拿起話筒時則K1斷開K2和K3 閉合連通對講音頻信號使主機與分開鎖時只需手動閉合K4即

22、可。具體設(shè)計原理圖如下:圖4-2 室內(nèi)分機電路圖六、結(jié)束語在具體設(shè)計的過程中，我不斷地給自己提出新的問題，然后去論證、推翻，再接著提出新的問題。在這個循環(huán)往復(fù)的過程中，我這篇稚嫩的設(shè)計日臻完善。每一次改進我都收獲良多，每一次修改后的成功我都能興奮好長一段時間。雖然我的設(shè)計作品不是很成熟，即使借鑒前人的很多資料仍然還有很多不足之處，但我仍然心里有一種莫大的幸福感，因為我實實在在地走過了一個完整的設(shè)計所應(yīng)該走的每一個過程，并且享受了每一個過程，更重要的是這個設(shè)計中我加入了自己鮮活的思想。當然這個設(shè)計還存在許多的不足之處比如電源充電電池組的壽命問題。假如我的真的走上市場那么我建議廠家應(yīng)開發(fā)一種可換式電池組這樣就可以快速的維修和保養(yǎng)。另外這個設(shè)計還需要專用鎖具來配合使用，普通的暗鎖是無法滿足設(shè)計要求的。  用黑格爾的名言“只有經(jīng)過長時間完成其發(fā)展的艱苦工作，并長期埋頭沉浸于其中的任務(wù)，方可望有所成就?！眮斫Y(jié)束我這次設(shè)計的任務(wù)吧。因為這就是我的最大收獲。   直按式樓宇對講系統(tǒng)方便快捷，免除小單元型的住