多路无线防盗报警器毕业论文

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1、黑龙江大学毕业论文多路无线防盗报警器姓 名： 于 * 指导教师： 田 * 专 业： 应用电子 班 级： 131 2014 年 4 月 15 日黑龙江大学毕业论文目 录摘 要： .1关键词： .1引 言 .21.绪论 .31.1 设计的主要内容和意义 .31.1.1 设计无线防盗报警器的内容 .31.1.2 设计无线防盗报警器的意义 .31.2 无线防盗报警器的分类及其介绍 .31.2.1 车用防盗报警器 .31.2.2 工农业报警器 .31.2.3 生活用报警器 .42.硬件电路的设计 .52.1 多路无线防盗报警器的硬件组成 .52.1.1 系统硬件结构图 .52.1.2 各结构图的工作方式

2、： .62.2 多路无线防盗报警器的硬件设计 .62.2.1 电源设计 .62.2.2 震动发射电路设计 .72.2.3 发射电路设计 .82.2.3 接收电路设计 .102.2.4 控制、显示电路设计 .113.软件的设计 .153.1 KEIL应用 .153.2 PROTEL99SE应用 .153.3 程序流程图 .174.系统分析与调试 .18结 论 .21参考文献 .22致 谢 .23附录 1 发射原理图 .24附录 2 接收原理图 .25附录 3 仿真图 .26黑龙江大学毕业论文1多路无线防盗报警器摘 要：该报警器具有误报率较低、安装和配置容易、成本低、能量消耗少、使用非常方便的特点

3、。实现的原理是感应震动信号，将其转换成超低频信号，经电路放大、输出。检测器是利用震动传感器 SW-18015P，一旦有震动便向主机发出信号。而主机功能是通过无线接受信号，再经单片机处理，然后数码管显示出信号发出的具体范围并同时控制喇叭发出警告声音。可以应用于家居防盗、仓库防盗等多种防盗场合，具有很强的实用价值和良好的市场前景。关键词：无线，报警系统，单片机 ，防盗系统黑龙江大学毕业论文2引 言无线防盗报警器的发展主要是基于传感器之上， 所以有必要先谈谈传感器的发展状况。而传感器技术是 21 世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点，各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。从 20

4、 世纪 80 年代起，日本就将传感器技术列为优先发展的高新科技之首，美国等西方国家也将此技术列为国家科技和国防技术发展的重点。从而基于传感器技术的防盗报警系统也得到了高速发展。传统的有线防盗报警器都是检测到有盗情的时候只在本地发出警报声音，内部没有控制器，易被破坏失效，安装，扩展也不方便。本文设计的无线防盗报警器利用单片机控制，功能强大，并且易于扩展成多用途的智能家居系统。本无线多路防盗报警器由 l 台接收机和多台发射机组成。接收机可以接收多台发射机(其频率都是一样的，只是编码脉冲不同)发来的报警信号，并且加以区别，进行译码然后以数字显示的形式将这些台发射机识别出来，同时音响报警。无线控制距离

5、由无线电装置来决定，一般是0 到 2000 米距离。发射部分可以配以不同探头，如无线门磁、无线烟雾、无线风雨探头、热释电探头、温度探头等，可以实现防盗、防火、放水等无线报警，安装使用非常方便！无论是基于那种方式的无线防盗报警器，它的工作原理都是将探测到的信号，通过编码，经电路放大，输出并将报警信号通过天线发射出，再用接收电路接收信号,解码并通过控制电路判断是否属于异常信号，再决定是否发送报警信号给报警电路,从而达到防盗的效果。黑龙江大学毕业论文31.绪论1.1 设计的主要内容和意义1.1.1 设计无线防盗报警器的内容首先是为系统总体设计方案划分功能模块.第一部分是红外探测发射器(可以是多个探测

6、发射器分别安装在需要防护的地方)；第二部分是主机(含接收器,处理器,报警器等)；第三部分是遥控手柄(对防盗器实行布防和撤防)。其次是确定硬件电路的设计，包含芯片的选择，具体电路的设计如探测电路、编码与发射电路、接收与解码电路、遥控器电路等等。最后就是软件的设计，软件的设计主要是以熟悉硬件电路的工作原理为前提来设计的。1.1.2 设计无线防盗报警器的意义如今市场上成熟的无线防盗报警产品有被动式的、主动式的和多技术复合式的。但前两者都有致命的缺点就是误报率很高，而多技术复合式的防盗报警器误报率很低，也是未来发展的主要方向。即使如此，我依旧设计的是被动式防盗报警器，因为我以目前的水准很难对已成熟的产

7、品有所突破而设计出一流的产品。个人认为设计无线防盗报警器的意义在于设计的过程，在设计的过程中我们才会把这几年在学校里学到的融合，同时也让自己明白我们的学习道路还很遥远。 1.2 无线防盗报警器的分类及其介绍1.2.1 车用防盗报警器在现在的社会中，机动车的数量越来越多，而为了机动车的安全，机动车用报警器就应运而生了。例如可以对汽车油压、气压、温度及速度进行检测的汽车多功能报警器，它可以在汽车油压偏低、气压偏低或发动机温度过高、车速过快时而发出警报，提醒驾驶员排出故障、以便行车安全。而事实上，现在的机车中多已安装了油量监测报警器了，它会对机车油量进行监控，当油量低于某值时会提示驾驶员加油，而如合

8、肥等城市的公交车上已经安装了机车超速报警装置，当公交车车速大于某值时，会发出警报提示驾驶员已超速等。 另外，还有一种常见的机动车报警装置，即当机动车在倒车时，会发出“倒车，请注意！”的语音警示语，以提示车后的人进行回避。以及汽车防盗报警器，它具有断线和声控触发报警功能，当车门、车窗被打开，电源锁被开启，车体被移动时，报警器会被触发而发出响亮的警报声。而现在很多的摩托车、电瓶车等大多都安装了防盗报警系统。1.2.2 工农业报警器在工业应用方面，最常见的应该是有毒物质超限报警器了。如矿井中的瓦斯气体超限报警器等。它能时时地去测量矿井中瓦斯气体的浓度，并可以在含量即将超标，可能会发生危险时便发出警报

9、，以提醒工人们可以迅速的离开。相似的还有可燃气体报警器等。 在农业方面，有温度、湿度超限报警器等。例如在大棚生产中，必须要保持一个适宜的温度和湿度，此类报警器则是时时地测量大棚中的空气湿度和温度，并在过低或者过高时发出警报，提示人们做出相应得对策。 黑龙江大学毕业论文4另外一方面，由于现在自然灾害比较严重，而且发生的很突然，所以一些报警器也被制造出来，例如火山口温度超限报警器、地震报警器等等。它们可以检测火山口的温度或者地壳中的变化，并采集数据，通过对数据的处理、比较和推测，来预测当地是否会发生自然灾害，以提前发出警报，减少伤亡。1.2.3 生活用报警器报警器的应用已经深入到了我们的日常生活中

10、，除了有水开报警器、禁止吸烟报警器等等，比较常见的有视力保护报警器。此报警器已经普遍嵌入在台灯中，它通过感应一定范围内是否有物体进入来判断人们是否离书本距离太近了。当感应到时，则会发出警报，提示人们注意视力。 而另外一个常见的应用之处事在医院中，为病人呼叫报警器。有的时候，医生和护士是无法时刻呆在病人的身边的，这样的话，病人若想有什么要求，需要医生或者护士的时候，便可以按下报警器启动按钮，总控制室会显示“报警”的病房号、病床号等并提供给医生和护士，这样，他们就可以迅速的赶往病人处了。 综上所述，无线防盗报警系统得应用是很广泛的。现在除了保安等一些以人力为中心的安防部门之外，还有一种比较流行的智

11、能报警系统。在此处，将会设计一款智能振动报警器。振动报警器可以用于家庭门窗防盗，汽车防盗，仓库防盗等多个领域。黑龙江大学毕业论文52.硬件电路的设计2.1 多路无线防盗报警器的硬件组成多路无线防盗报警器主要是由无线震动探测器(震动发射电路)、无线接收电路、数据解码电路、中央控制单元、数字显示单元、遥控电路、报警电路和电源电路等部分组成。其框图如图 1 所示。图1 多路无线防盗报警器的组成框图2.1.1 系统硬件结构图系统硬件主要分为三部分，图 2 遥控器硬件结构图；图 3 震动探测信号发射电路硬件结构图；图 4 主机电路硬件结构图。具体的电路如附录一所示。图2 遥控器硬件结构图图3 震动探测信

12、号发射电路硬件结构图无线探头 1无线探头 2无线探头 4无线探头 3无线接收数据解码 中央处理单元 报警电路电源电路 数字显示单元遥控手柄震动传感器传感信号处理芯片编码芯片发射电路编码芯片发射电路黑龙江大学毕业论文6图4 主机电路硬件结构图2.1.2 各结构图的工作方式：遥控器的基本组成就是编码模块与要把编码发射出去的发射模块。它的功能就是对报警器进行布防或撤防，此功能的实现实际上就是发射两组编码，一组是布防的编码，另一组是撤防的编码。震动探测信号发射电路的基本组成是震动探测器、电压比较器、编码模块、发射模块。工作方式是通过震动传感器器把电压信号传给 LM393 电压比较芯片，判断震动强度，如

13、果达到强度就通过发射电路把代表有异常的编码发送出去。震动的灵敏度可以通过电位器调节。主机电路是由接收模块、解码模块、处理模块、显示模块、报警模块组成。工作方式是通过接收模块接收到信号，再由解码电路解码并把已解码信号通过处理器处理，处理器再判断接收的是否为遥控器的信号还是探测器的异常信号，再分别处理，若是异常信号则开启报警电路与显示电路，若是遥控器的信号就是实现撤防或布防的功能。2.2 多路无线防盗报警器的硬件设计2.2.1 电源设计考虑采用典型的变压器降压，全波整流，电容滤波及集成电路稳压的思路进行设计。由于单片机及后续的无线接收电路等都用 5 V 作为工作电源，所以在经整流和滤波电路后再用三

14、端集成稳压电路进行稳压，为后续电路提供稳定可靠的 5 V 直流电源，三端稳压集成电路采用LM7805。具体电路图如图 5。图5 电源电路图接收芯片解码电路中央处理芯片STC89C51数码管显示电路报警电路1234C2104C4104+ C11000UF+ C3470UFIN12OUT 37805 VCC220V黑龙江大学毕业论文72.2.2 震动发射电路设计震动传感器采用 MEC 原装震动开关 SW-18015P 灵敏度高，对环境震动敏感，一般用来检测周围环境的震动强度，由于没有响应的元件资料，通过本人对他的测试发现，当无震动的时候电阻可以达到 3M 以上，属于高阻态，当有震动的时候可以达到几

15、欧姆的电阻，对震动的灵敏度高，电阻变化范围大是此传感器的优点。可以利用他的阻性得出电压信号，就可以利用电压比较器来输出数字信号驱动发射电路发射信号。R12.2kOUT1 IN2AC3 GND4 567VCC 8LM393C10104R182MZD传传传传传+510k GNDR1910k9012GND图 6 震动模块电路图LM393 主要特点如下：（1）工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：236V，双电源:118V；（2）消耗电流小，Icc=0.8mA；（3）输入失调电压小，VIO=2mV ；（4）共模输入电压范围宽，Vic=0Vcc-1.5V；（5）输出与 TTL，DTL，MO

16、S，CMOS 等兼容；（6）输出可以用开路集电极连接“或”门；采用双列直插 8 脚塑料封装（ DIP8）和微形的双列 8 脚塑料封装（SOP8） 。LM393 引脚图及内部框图如下图所示：图 7 LM393 芯片图黑龙江大学毕业论文8LM393 是高增益,宽频带器件,象大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合,则 很容易产生振荡.这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时,输出电压过渡的间隙.电源加旁路滤波并不能解决这个问题,标准 PC 板的设计对减小输入输出寄生电容耦合是有助的.减小输入电阻至小于 10K 将减小反馈信号,而且增加甚至很小的正反馈量(滞回 1.010mV)能导致快速

17、转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡.除非利用滞后,否则直接插入 IC 并在引脚上加上电阻将引起输入输出在很短的转换周期内振荡,如果输入信号是脉冲波形,并且上升和下降时间相当快,则滞回将不需要。比较器的所有没有用的引脚必须接地. LM393 偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围 2.030V 无关。 通常电源不需要加旁路电容，差分输入电压可以大于 Vcc 并不损坏器件.保护部分必须能阻止输入电压向负端超过-0.3V。LM393 的输出部分是集电极开路,发射极接地的 NPN输出晶体管,可以用多集电极输出提供或 OR ing 功能。输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上,

18、不受 Vcc 端电压值的限制。此输出能作为一个简单的对地 SPS 开路(当不用负载电阻没被运用),输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的 值所限制.当达到极限电流(16mA)时,输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升。输出饱和电压被输出晶体管大约 60ohm 的 SAT 限制。当负载电流很小时,输出晶体管的低失调电压(约 1.0mV)允许 输出箝位在零电平。2.2.3 发射电路设计 由于无线信号容易受外界环境影响，因此从系统的可靠性考虑，发射的控制信号采用编码的方式进行传送，而且在同一区域内要同时使用多个系统而相互间又不影响，所以无线信号的编码由 SC2262 集成电路完成，该电路具有 8

19、位地址信号和 4 位数据信号，不同的地址与数据的组合，可以编制上万种编码，完全可以满足同一区域内互不影响地工作。发射芯片地址编码输入有“1” 、 “0”和“ 开路” 三种状态，数据输入有“1”和“0”两种状态。由各地址、数据的不同接脚状态决定，编码从输出端 Dout 输出，通过红外发射管发射出去。Dout 输出的编码信号是调制在 38kHz 载波上的，OSC1 、OSC2 外接的电阻决定载频频率，一般电阻可在 430k820k 之间选择即可。SC2262-IR 是 2262 系列用于红外遥控的专用芯片，它是一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编码电路，SC2262-IR 最多可有 12

20、位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，任意组合可提供 531441 地址码，SC2262-IR 最多可有 6 位(D0-D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于遥控发射电路。编码芯片 SC2262-IR 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，当有按键按下时，SC2262-IR 得电工作，其第 17 脚输出经调制的串行数据信号。SC2262-IR 的管脚图如图 1 所示，管脚说明如表 1 所示，性能参数如表 2 所示。SC2262-IR 特点：CMOS 工艺制造，低功耗，外部元器件少，RC 振荡电阻，工作电压范围宽：2.615v ，数据最多可达 6 位，地址码最多可达 531441 种。应用范围：车辆防盗系统、家