光电报警器系统

光电报警器系统

毕业设计（论文）题目：光电防盗报警系统

专业：电子科学与技术

学号：

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指导老师：

2012 年 12月11日

摘要：安全防范技术涉及到社会的方方面面，是保护国家和人民利益与安全的重要手段。红外传感报警系统，又称为热电防盗报警系统，由光学系统、传感电路、中央处理器和报警装置三部分组成。目前与红外传感器配套的光学系统有三种，即反射式、透射式和折射式。本设计未采用这三种形式，本设计利用红外光线沿直线传播，和红外光线具有传播热能的特性，目前市面上的光电防盗报警器多采用透射式，本设计属于被动入侵报警系统是利用热能传播的特性，结构简单，价格低廉不易受环境温度，震动、光强变化、电磁干扰，和小动物活动的影响。

关键字：红外探测器报警系统

第一章

1.1设计实现基本功能

1）热释电红外传感器感应入侵者的身体阻挡红外热辐射，将其转换成超低频信号，经电路放大，输出。发出报警声。

2）主要参考元件：CD4543 555 74LS32 LM386 共阳数码管

1.2设计原理图

第二章芯片原理

1）555定时器

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

图1 555定时器

它的各个引脚功能如下：

1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。

3脚：输出端Vo

2脚：低触发端

6脚：TH高触发端

4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH

处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

2)74LS32 简要说明

32 为四组2输入端或门（正逻辑），共有54/7432、54/74S32、54/74LS32 三种线路结

型

号

t PL t ph P

54/7432 10ns 14ns 96mW

54/74S32 4ns 4ns 140mW

54/74LS32 14ns 14ns 20mW

引出端符号

1A－4A 输入端

1B－4B 输入端

1Y－4Y 输出端

图2

3）极限值

电源电压………………………………………….7V

输入电压

54/7432、54/74S32……………………………….5.5V

54/74LS32 ……………………………………….7V

工作环境温度

54XXX ……………………………………………. -55~125℃

74XXX………………………………………… 0~70℃存储

温度………………………………………….-65~150℃

参 数 测 试 条 件【1】

‘32 ‘S32 ‘LS32 单位 最小 最大

最小 最大 最小 最大

V 输入嵌位电压

Vcc=最小

I ik =-12mA

-1.5

V I ik =-18mA -1.2

-1.5 V OH 输出高电平电压

Vcc ＝最小V IH ＝2V , I OH ＝最大 54 2.4 2.5

2.5

V 74 2.4

2.7

2.7

V OL 输出低电平电压 Vcc=最小，V IL =最 大,I OL =最大 54 0.4 0.5 0.4 V 74 0.4 0.5 0.5 I I 最大输入电压时输入 电流 Vcc ＝最大 V I =5.5V 1

1

mA V I =7V 0.1 I 输入高电平电流 Vcc ＝最大

V IH =2.4V 40

μA V IH =2.7V

50 20 I 输入低电平电流 Vcc ＝最大

V IL =0.4V -1.6

-0.4 mA V IL =0.5V

-2

I 输出短路电流 Vcc ＝最大

54 -20 -55 -40 -100 -20 -100 mA 74 -18

-55 -40

-100 -20

-100 I CCH 输出高电平时电源电流

Vcc ＝最大 22 32 6.2 mA I CCL

输出低电平时电源电流 Vcc ＝最大

38

68

9.8

mA

4）功能表

:

5432/7432 54S32/74S32 54LS32/74LS32 单位 最小 额定 最大 最小 额定 最大 最小 额定 最大 电源电压 VCC 54

4.5 5

5.5 4.5 5 5.5 4.5 5 5.5 V 74

4.75 5

5.25 4.75 5 5.25 4.75 5 5.25 输入高电平电压V iH 2

2

2

V

输入低电平电 压V iL

54

0.8

0.8

0.7 V 74

0.8

0.8

0.8 输出高电平电流I OH

－800

-1000

-400 μA 输出低电平电 流I OL

54

16

20

4 mA

74

16

20

8

IK

I H [1]: 测试条件中的“最小”和“最大”用推荐工作条件中的相应值。 A 参 数 测 试 条 件

‘32 ‘S32 ‘LS32 单位 最大 最大 最大 t PLH 输出由低到高传输延迟时间 Vcc =5V ,C L =15Pf,R L =400Ω(‘S32

为 280Ω，‘LS32 为 2K Ω)

15 7 22 ns t PHL 输出由高到低传输延迟时间

22 7 22 ns

3.LM386

1）LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元

件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。

LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至200。输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V 电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。

2）特性(Features):

静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电。

工作电压范围宽,4-12V or 5-18V。

外围元件少。

电压增益可调,20-200。

低失真度。典型应用电路

5.报警系统的安装

1）红外受发器的合理布置和安装，对于探测和防范性能来说至关重要。安装光电红外报警器需注意以下事项：

2）安装时红外发射器与红外接收器一定要在同一水平线上，并且红外发射器和红外接收器四孔装置之间的距离和角度必须保持一致。这样才能保证红外接收器接收到更好收到红外发射器发出的信号。

3）光电防盗报警器主要是利用阻挡红外线传播发生报警的，它对横向切割（垂直方向）探测区方向阻挡最为敏感，因此安装光电防盗报警器时，应尽量使入侵者的活动有利于横向穿越其现场，以提高光电防盗报警器的灵敏度。

4）因此内在安装防盗报警器时，应在受保护的边缘区域，进行组与组排列式的安装，以免让入侵者有可以进入受保护区。

第三章结论

本设计针对市场上出现的单探测器防盗报警系统和少数双探测器误报率高，抗干扰能力小的情况，研制了一种基于热电红外——微波双探测技术的新型光电防盗报警系统，并通过实验对热电红外探测器进行了研究。

（一）在比较了不同探测器的误报率后，发现目前市场上的光电防盗报警系统普遍存在着误报率（大于20％）或是灵敏度低的情况，确立了研制一种基于热电防盗报警系统，大大的降低了误报率。

（二）在使用中央处理器（单片机）之后，大大的简单了原有的光电报警器原理的烦琐，在使用和操作上也随着简便了许多，使用单片机之后，编程做为本设计的主要设计对象之一。

（三）设计光电防盗报警系统，其基本原理为：热释电红外可以传播热能，经电路转换、放大后输出。中央处理器（单片机）收到来自传感器的信号经过处理后输出，发出是否报警的信号。

参考文献

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[3] 邱关源电路第四版北京：高等教育出版社 1999

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[5] 张迎新单片机初级教程北京航空航天大学出版社 2001

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