多路防盜系統(tǒng)設計與仿真(特別版)

說明：這篇課題設計是小酒花生為同學特別制作〔本人交的不是這篇〕!如果需要可以稍微修個別地方，假設覺得不好很滿意，自己可以設計更好的；假設有不妥之處，還請多多指正，謝謝?。?！多路防盜報警系統(tǒng)設計與仿真〔物信學院08電科二班XXX20211030XX〕摘要：生活中有許多貴重物品根本上都是被破門而入，然后剪斷或拔掉其連接線而失盜的，本課題設計的報警器就是基于這個原理，只要安裝線被剪斷或者拔掉就會長時間發(fā)出報警聲，從而到達報警的目的。本課題設計是基于LM358芯片，結(jié)合電路仿真軟件〔如orCAD〕模擬和仿真防盜報警器的工作原理和過程。關(guān)鍵詞：LM358orCADIC課題背景：防盜報警是是預防搶劫、盜竊等意外事件的重要設施，一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光警報或電子地圖提示值班人員出事地點，使于迅速采取應急措施。防盜報警主機與出入口控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成了平安防范系統(tǒng)。

防盜報警系統(tǒng)的設備一般分為：前端探測器，報警控制器。報警控制器是一臺主機〔如電腦的主機一樣〕是用來處理，包括有線/無線信號的處理，系統(tǒng)本身故障的檢測，電源局部，信號輸入，信號輸出，內(nèi)置撥號器等這個方面組成，一個防盜報警系統(tǒng)報警控制器是必不可少的。前端探測器包括有：門磁開關(guān)、玻璃破碎探測器、紅外探測器和紅外/微波雙鑒器、緊急呼救按鈕。防盜報警器是用物理方法或電子技術(shù)，自動探測發(fā)生在布防監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報警信號，并輔助提示值班人員發(fā)生報警的區(qū)域部位，顯示可能采取的對策的系統(tǒng)。防盜報警系統(tǒng)是預防搶劫、盜竊等意外事件的重要設施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光報警信號在安保控制中心準確顯示出事地點，使于迅速采取應急措施。防盜報警系統(tǒng)與出入口控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成了入侵防范系統(tǒng)。防盜報警系統(tǒng)通常由探測器〔又稱防盜報警器〕、傳輸通道和報警控制器三局部構(gòu)成。報警探測器是由傳感器和信號處理組成的用來探測入侵者入侵行為的電子和機械部件組成的裝置，是防盜報警系統(tǒng)的核心，而傳感器又是報警探測器的核心元件。采用不同原理的傳感器件，可以構(gòu)成不同種類、不同用途、到達不同探測目的的報警探測裝置。本次設計的報警器具有語音報警和斷線報警功能，還有小型充電電池，讓電路工作可靠、平安性能高、容易實現(xiàn)等特點，此外在設計的過程中也進一步的了解了比擬器的原理及應用。根本原理：LM358內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。該LM385芯片是微三端可調(diào)帶隙電壓基準二極管。具有高精度、低溫度漂移、低噪聲的兩端禁止帶寬型基準電壓二極管；輸出電壓范圍1.24～5.30V輸出電壓誤差±1％；工作電流范圍10μA～20mA；工作阻抗典型值1Ω；最大反向電流30mA；最大正向電流10mA；LM385系列為0～+70℃；LM385為塑封。其中從1.24到5.3V以上110A的電流范圍為20mA的，他們極低的動態(tài)阻抗特性和良好的溫度穩(wěn)定。片上微調(diào)，是用來供緊電壓公差。由于LM385的帶隙基準只使用晶體管，電阻器，低噪音和良好長期穩(wěn)定的結(jié)果。從上圖分析，LM385從+到-的工作電流是10μA～20mA，穩(wěn)壓二極管1.24V，最小維持電流10μA，三極管最大電流20mA。所以參數(shù)選擇如下計算：R2,R3電阻值選擇保證輸出電壓是我要們要的設計值，例如上面的5/(120+364)=0.0103mA。這是固定的輸入電壓9V,+端輸出是5V，要保證〔9-5〕/R1=0.08mA小于20mA就可以了。參考電路設計考慮到帶負載能力。LM385的輸出端帶負載能力電流可以20-(0.08+0.0103)相當于帶負載能力就是20mA了。如果R1,R2,R3阻值太小，帶負載能力就弱了。LM385可設計裝置寬容電容負載，因此很容易使用幾乎所有的參考申請。寬動態(tài)范圍允許它的使用與良好的調(diào)節(jié)各種不同的用品。該LM385極低的電力消耗使得有用對微電路。該電壓基準可使用使便攜式米，監(jiān)管機構(gòu)或通用模擬電路與電池壽命接近保質(zhì)期。此外，寬工作電流允許它來代替舊的引用一個更嚴格的公差的一局部。設計方案：課題設計電路原理圖如下：本報警器電路包括：電源電路、蓄電池電源監(jiān)測充電電路、報警電路等說明：圖中AA和BB:為實際中要接入的電線〔安裝線〕電路工作原理：220V電經(jīng)變壓、整流、濾波后直接對電路供電，蓄電池通過R6、穩(wěn)壓二極管VDl為IC1第③、⑥腳提供基準電壓，使其始終處于5V。當蓄電池電壓低于11.5V時，IClA第②腳電壓腳電壓低于第③腳電壓，比擬器第①腳輸出高電平，VT2導通，輸出電源電壓經(jīng)Rl、R2構(gòu)成回路。同時VT1的基極獲得高電平使其導通，這時電源通過VT1對蓄電池充電；當電壓高于14.5V時，IC1B第⑤腳電壓高于第⑨腳電壓，第⑦腳輸出高電平，VT4導通，電源電壓直接通過R10、R11對地放電，蓄電池充滿到達14.5V。無論蓄電池在充電還是放電過程中，電源電壓通過R10使VT3導通后經(jīng)R12與電源地構(gòu)成回路，當報警線被剪斷時，VT5導通，報警器發(fā)出120分貝長鳴及防盜燈被點亮。如果竊賊將房間總電源斷掉，由蓄電池向報警器供電，一般4Ah的蓄電池可斷電工作一周，在發(fā)出警報聲狀態(tài)下可達6小時。只要安裝線被剪斷或者拔掉就防盜報警電路就會長時間發(fā)出報警聲并且防盜燈也一直亮著，這樣就起到很好的防盜和報警的作用。以下為課題設計中進行的模擬與仿真實驗：瞬態(tài)分析如下設置:安裝線接地時電路實際仿真波形如下：〔1〕進行放電，報報警電路的仿真電壓如圖：〔2〕當電路被斷開時，充電池對報警電路進行放電的仿真電壓圖：課題設計分析：當連接物體的線接地時，電路導通，報警電路這時有電流流過，會有電壓，報警燈和喇叭都會開始報警，通過仿真，把安裝線接地時〔物體被盜〕，報警電路有電流流過，那么證明電路會使比擬器進行報警，與設想的相符合。電阻阻值大小由電路圖中已經(jīng)給出，使用普通電阻即可。T選擇5W，220V/12V變壓器，VDl為5V穩(wěn)壓二極管，C1選用50V電解電容，IC1〔集成電路〕為雙運放集成電路LM358，報警器為12V警笛蜂鳴器。蓄電池選用12V普通免維護蓄電池。調(diào)試時，兩安裝線一定要短接，蓄電池暫不接上，電源亦不供電，使用可調(diào)穩(wěn)壓電源調(diào)至11.5V將電壓加在蓄電池兩端，調(diào)節(jié)RPl，使IC1〔集成電路〕A第①腳剛好輸出高電平，接著調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源至14.5V時，調(diào)節(jié)RP2使ICl〔集成電路〕B第⑦腳剛好輸出高電平即可。只要安裝線被切斷，防盜報警電路就處于斷路狀態(tài)，發(fā)光二極管便會亮且揚聲器發(fā)出報警聲音!實驗總結(jié)與心得體會：此次課題設計讓我明白：理想是美好的，二而實際往往與理想存在差距，理想必須和實際相結(jié)合才有意義，即實踐是檢驗真理的唯一標準！??！通過本次實驗，不僅僅讓我有效地將課本所學的知識應用于實踐，到達了學以致用的目的，而且在設計的過程中，使自己在學習新知識﹑發(fā)現(xiàn)問題﹑解決問題等方面得到了很好的鍛煉，為以后的學習和工作打下了良好的根底?？偠灾m然本次實驗設計消耗了我不少的課余時間，但是確實給我?guī)砹瞬簧偈斋@，覺得這樣的課程設計是挺有意義的，挺能鍛煉一個人的。此外，通過本次實驗，也進一步地熟悉了利用電路軟件ORCAD來畫電路圖和模擬仿真電路的方法。穩(wěn)固了理論知識，激發(fā)了我對這個技術(shù)領(lǐng)域的學習激情。同時讓我懂得了課題設計的標準，步驟，及設計流程。這些現(xiàn)在看來似乎有點硬性和深奧的要求，事實上卻是我們以后工作中必須用到和要做到的。所以現(xiàn)在的練習是很有必要的。參考文獻:實用報警電路黃繼昌主編人民郵電出版社2005.2集成電路原理與應用〔第二版〕譚博學苗匯靜主編電子工業(yè)出版版2021.11

附：原文局部漢譯英Designandsimulationofmulti-channelalarmsystem〔Schoolofphysicsinformation08-twoclassXXX20211030XX〕Summary:inlifetherearemanyvaluablesarebasicallybeingbrokeinandthencutorpulledoutofitsconnectorandbeburglarized,theprojectdesignofalarmsystemisbasedontheprinciple,aslongastheinstalllinebeingcutorpullthealarmsoundforalongtime,soastoachievethepurposeofalerting.ProjectdesignisbasedontheLM358thischip,withcircuitsimulationsoftware(orCAD)principleandprocessmodelingandsimulationofburglaralarm.Keywords:LM358orCADICProjectbackground:Alarmisrobbery,theftpreventionandotherimportantfacilitiesofaccidents,intheeventofemergency,itcansoundandlightalarmorelectronicmappromptedbywatchthescene,totakepromptcontingencymeasures.Alarmandaccesscontrolsystems,closedcircuittelevisionmonitoringsystem,visitorintercomsystemandelectronicpatrolsystemtogethertoformasecuritysystem.Alarmsystemequipmentisgenerallydividedinto:front-sidedetector,alarmcontroller.Alarmcontrollerisahost(hostcomputer)isusedtoprocess,includingwired/wirelesssignalprocessing,faultdetectionofthesystemitself,PSU,inputsignalandoutputsignal,built-indial-up,andthemorecomposed,aburglaralarmsystemandalarmcontrollerisessential.Frontendprobesincluding:doorcontactswitch,glassbreakdetectors,infrareddetectorsandinfrared/microwavedoublemirror,emergencycallbutton.Burglaralarmisphysicallyorelectronictechnology,automaticdetectionoccursinintrusivebehaviorofdeploymentwithinthemonitoringarea,alarmsignals,andsecondarypromptregionalpartsofthewatchalarmoccurs,showspossiblecountermeasuressystem.Burglaralarmsystemsareimportantfacilitiestopreventlooting,theftandotherunexpectedevents.Incaseofemergency,wewillbeablebysoundandlightalarmsignalinasecuritycontrolcentreaccuratelydisplaysthescene,totakepromptcontingencymeasures.Burglaralarmsystemandaccesscontrolsystems,closedcircuittelevisionmonitoringsystem,visitorintercomsystemandelectronicpatrolsystemwithintrusionpreventionsystem.Burglaralarmsystemtypicallyconsistsofdetectors(alsoknownastheburglaralarm),transmissionchannel,andalarmcontrollerofthreeparts.Alarmdetectorsaremadeupofsensorandsignalprocessingusedtodetectanintruderintrusionofelectronicandmechanicalcomponentsofthedevice,isthecoreofburglaralarmsystems,andsensorisacorecomponentofalarmdetector.Sensorswithdifferentprinciples,canposedifferenttypesanddifferentuses,differentdetectionalarmforthepurposeofdetectiondevices.Thedesignofthefirealarmvoicealarmanddisconnectionalarmfunction,therearesmallrechargeablebatteries,circuitfeaturessuchasreliable,secure,highperformance,easytoimplement,anddesignintheprocessoffurtherunderstandingoftheprincipleandapplicationofcomparator.Basicprinciples:LM358including,highgain,withtwoseparateinternaldualoperationalamplifierfrequencycompensation,suitableforawiderangepowersupplyvoltagesofsingleuse,alsoapplytodualpowermode,undertherecommendedconditionsofwork,hasnothingtodowiththepowersupplyvoltageofpowersupplycurrent.Itcoverstheuseofsensoramplifier,DCgainmodules,andotheruseofallavailablesingle-supplyoperationalamplifier.TheLM385ismicro-adjustablethree-band-gapvoltagereferencediodes.Withhighprecisionandlowtemperaturedrift,lownoiseatbothendsoftheprohibitionofbandwidthvoltagereferencediodes;1.24~5.30Voutputvoltageerroroutputvoltagerange±1%;workingcurrentsrange10μA~20mA;1ωimpedancetypicalvalues;maximumreversecurrentof30mA;maximumforwardcurrent10mA;LM385seriesof0~+70℃;LM385forplasticpackaging.From1.24toabove5.3V110Aofcurrentto20mArangeof,theirverylowdynamicimpedancecharacteristicsandgoodtemperaturestability.On-chiptuning,areusedfortightvoltagetolerance.AsthebandgapofLM385onlyusetransistors,resistors,lownoiseandgoodlong-termstabilityofresults.Fromtheaboveanalysis,LM385from+to-10μistheworkingcurrentofA~20mA,Zenerdiode1.24V,leastmaintainthecurrent10μA,transistormaximumcurrent20mA.Calculationofparametersisasfollows:selectguaranteethattheoutputvoltageR2,R3resistancevalueisthevalueIwanttodesign,suchastheabove5/(120+364)=0.0103mA.Thi