激光报警器系统的设计与实现

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实验8光电报警系统的设计

R1
Rf
2
3 2
CLR D Q
6 C2 5
K1
1K
BT401 红外发光管 K
2CU2B 光敏二极管
R7 3 输入
C1
-5V
CLK Q PR
1K LED
RET
VCC OUTPUT 3 Vo输出 Vo输入 100
4 +5V
7 6 THRES 2
GND 1 驱动脉冲方波
104
接收及报警部分
电路参考值
R1：1KΩ R2：1KΩ R3：120KΩ R4：68KΩ R5：5.6KΩ R6：2.2KΩ R7：1KΩ R8：5.6KΩ C1：0.1μF（104） C2：10 μF D1:1N4007
+
2 R2 R3
－
C1 LF353
－
-5V
R7
4
前1/2LF353 构成主放大器，将光敏二极管所产生的电流信号放大。后1/2LF353 构成比较放大器，自主放大来自6脚的信号电压。但此电路报警不能保持
+
R4
报警系统参考电路
+5V R8 1 2 D CLR Q 6 C2 K1
双D触发器74HC74实现报警保持和消除电路，一旦报警，则维持下去，直到人为消除。
CLR D Q
6 C2 5
K1
+ －
4 -5V
2CU2B 光敏二极管
－
C1 R5 R6 LF353
R7 输入
3
CLK Q PR
1K LED
+
4 +5V
+5V
高电平导通LED
R8 1 2
CLR D Q

一种光栅型激光告警系统设计与实现

一种光栅型激光告警系统设计与实现曹俊卿;赵冬娥;王志斌;张敏娟;张瑞;韩枫【摘要】激光告警系统是用来截获、测量、识别敌方来袭激光信号并实现自动告警的侦查设备，在现代化战场上，准确识别来袭激光的波长和入射方位角，可提升我军的生存率。

为准确获取来袭激光的波长和方位角等信息，本论文基于光栅衍射原理，设计了基于 DSP ＋FPGA 的激光告警系统，采用特定的图像处理算法，实现了对来袭激光的准确识别。

经试验验证：该系统能有效探测来袭激光波长范围为：800～1500 nm，精度≤10 nm，角度分辨率≤2°。

%Laser warning system is a type of detection device which is used to capture,measure,identify incoming ene-my laser signal.In the modern battlefield,accurate identification of incoming laser′s wavelength and incident angle can improve the army′s survival ability.To obtain the information of incoming laser′s wavelength and angle,a laser warning system based on digital signal processor and field programmable gate array was designed with the grating dif-fraction theory,and the incoming laser can be accurately identified by using specific image processing algorithm.Sev-eral tests have verified that the system can detect the incoming laser effectively and calculate the wavelength and azi-muth of laser accurately.The wavelength range of the detected laser is from 800 nm to 1 500 nm,and the accuracy is less than 1 0 nm,and the angular resolution is less than 2°.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P5-8)【关键词】激光告警;光栅衍射;数字信号处理器;图像处理【作者】曹俊卿;赵冬娥;王志斌;张敏娟;张瑞;韩枫【作者单位】中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原030051;中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原 030051; 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051;中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原 030051; 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051;中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原 030051;中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原 030051;中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TN2471 引言在现代战争中，激光精确制导武器和激光探测设备已经广泛使用，这些武器对我军的重要设施造成了严重的威胁。

变电站周界激光防盗报警系统的设计

变电站周界激光防盗报警系统的设计北京三安古德科技发展有限公司针对目前变电站防盗报警技术的不足，设计了一种新型的基于激光技术与无线通信技术的变电站周界防盗报警系统。

设计方案首先对基于无线通讯技术技术的激对对射光防盗报警系统的组成与工作原理作了系统的介绍。

根据系统的功能需求，分别设计了现场监控子系统和中心控制子系统的各个功能模块，具体包括激光围栏、边界监控终端、中心控制主机、系统软件等模块的设计。

随着变电站自动化程度要求的不断提高，调度自动化系统对综合监控整个电网的运行状况也有了更高的要求。

目前，变电站已基本实现无人值守，致使电力设备、电力线路的安全防盗无法有效地执行。

目前已使用的变电站防盗系统有两种。

一是采用有线防盗系统，如交流高压电网、高压刺网等技术，具有较好的阻吓作用，但它有碍美观且存在诸多弊端如：布线难、成本高、维护不便，甚至会对人身构成生命危害等。

二是无线防盗系统，目前出现了红外对射技术，该技术威慑作用较好，对人体不会造成伤害，但是，其仍然存在能耗较高的缺点，而且系统易受干扰，误报警率高，会环境要求也较为严格。

本文所探讨的无线智能防盗报警系统利用激光对射，因为激光具有极好的方向性和单色性，而且所需配备的激光器功率小，所以，本系统除了具有红外电子围栏的优点外，还具有安全性高、能耗小、误报警低的特点。

另外，本系统采用无线传感技术与单片机形成主电路，实现信号高效、可靠、及时的传送，电路简单，易于调试与维护。

一旦发现警情，报警系统一方面启动现场阻吓手段，通过高音喇叭和探照灯对入侵者进行警示。

另一方面报警信号通过无线传感器网络发送到值班室主机，在值班室的屏幕上显示，同时报警信号还将通过GPRS 网络发送到值班人员手机上。

因此，该系统可以有效防止设备和财产遭到破坏及损失，是一种较为理想的防盗报警系统。

激光对射报警系统总体概述激光对射系统组成包括中心控制子系统和现场监控子系统两部分。

中心控制子系统包括中心控制主机、报警单元；现场监控子系统由激光对射、边界监控终端组成，共包括N 组。

光电报警器的设计

一．方案论证对于本课题设计了两个方案：方案一：用光控线路控制振荡器是否振荡，主要由振荡器，功率放大器，光控元件和蜂鸣器组成。

方案一原理框图如图1所示。

图1 方案一原理框图方案二：用光控线路控制振荡器的输出是否加到功率放大器上，同样由振荡器，功率放大器，光控元件和蜂鸣器组成。

方案二原理框图如图2所示。

图2 方案二原理框图通过比较发现实验方案二的方法较方案一实用一些，更加灵敏一些。

方案一中当通过光控使电源与振荡器连接的一瞬间并不能及时报警，因为振荡器从接通到输出幅度达到最大需要一段时间，所以按这种方案设计的报警器反应不是很灵敏有缺陷。

所以选择方案二。

二、电路设计1．光控电路设计：原理：光控电路主要由发光二极管和光电三极管组成。

光控电路中最重要的元器件为TIL191管。

发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能转换成电能，实现了两部分电路的电器隔离，从而可有效抑制电干扰。

若有光，相当于开关闭合；若无光，则相当于开关开路，进而可以导通整个功率放大电路，使0.25W、8 蜂鸣器（应调电压为1.414V，电流0.18A）报警。

光控电路如图3所示。

50 V图3光控电路图2．振荡电路设计：振荡电路主要由741管构成。

因为振荡器是本实验电路的核心，所以其输出频率必须满足技术指标，其顺利工作才能保证音频信号的产生。

振荡电路图如图4所示。

V2图4振荡电路图3．功率放大电路设计：功率放大电路也是电路中必不可缺的部分。

主要由两个放大三极管组成，如图5所示。

当无光时，功率放大电路直接导致与其相连的喇叭（蜂鸣器）发出报警信号，从而完成此次课题所要达到是最终目的。

功率放大电路如图5所示。

50 V图5功率放大电路三．电路测试选择合适的静态工作点满足三极管工作在放大区，在仿真过程中可以通过调节具体元器件的数值来满足课题要求，能够将信号放大带动喇叭（蜂鸣器）发出报警信号。

1．无光照时，开关断开，Q1、Q2两三极管导通，即功放工作，喇叭（蜂鸣器）发出报警信号。

激光报警器原理

激光报警器原理
激光报警器是一种利用激光原理来检测和报警的装置。

它通过发射一束经过定向的激光束，将激光束聚束到一个特定的区域内，当有物体进入这个区域时，物体会反射或散射部分激光束，从而被激光报警器接收到。

激光报警器的工作原理是基于激光的传播和反射定律。

激光是一种高度聚焦的光束，具有方向性和高能量的特点。

当激光束被发射到一个特定区域时，它会沿直线传播并与其中的物体相互作用。

当物体进入激光束的路径并与其相交时，部分激光束会被物体反射或散射。

这个过程中，激光束的一部分能量将被物体吸收，而另一部分能量将按照反射定律改变方向并返回激光报警器。

激光报警器接收器会检测到返回的激光束，并根据接收到的光信号进行分析和处理。

如果返回的激光信号强度和特征符合预先设定的条件，激光报警器会判断有物体进入报警区域，触发警报或其他相应的报警动作。

需要注意的是，激光报警器的工作依赖于激光束的传播和接收，因此在使用过程中应注意激光束的定向和对准。

同时，也要避免其他物体或光源干扰激光束的传播和接收，以确保激光报警器的准确性和可靠性。

激光传声报警实验制作说明

激光传声/报警二合一实验说明书激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。

意思是“通过受激发射光扩大”。

激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。

1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。

激光应用很广泛，主要有激光打标、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等等。

利用声音引起激光振动，然后将激光打在接收电路的光电三极管上接收振动信号,并对信号进行解调达到声音还原。

本实验采用6*5mm电容式咪头（接收更灵敏）和音频插头（根据型号可更改）的组合设计，可以直接和音频播放设备相连，实现不需要通过有线连接便可以收听动听音乐的功能。

同时音量可以调节，达到你意想不到的效果。

所需元件：元件名称元件数量S9013 22N3904 3光电三极管 11K电阻 510K电阻 51M电阻 5 面包板跳线3孔距 4 面包板跳线4孔距16 面包板跳线5孔距 4 面包板跳线9孔距 4 面包板跳线11孔距 4 瓷片电容104 2 电解电容0.22µF 2 电解电容10µF 2 电解电容100µF 2 9V电池盒 2 小面包板 2 双声道耳机插孔 1 5K电位器 1 LM386N-1 1 LED灯座 2 红色激光头 1 激光头支架 1 5V有源蜂鸣器 1 咪头 1 音频线 1 接线柱 6建议实验元件包如下：下面介绍实验套件的制作步骤：首先进行激光传声的实验：1.弄懂激光传声发射端电路图如下：次优化，尽量达到简单，明了的目的）：3.根据下图把激光头，咪头，音频插头和电池盒用接线柱连接在面包板上。

4.下面进行激光传声实验接收电路的组装，首先附上电路图：5.然后按照下图进行激光传声接收电路元件连接：6.连接好后，按照下图把光电三极管，电池盒等元件连接在面包板上;这样一个激光传声实验套件便组装好了。

激光报警器课程设计

激光报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解激光报警器的基本工作原理，掌握相关的物理知识，如光的传播、反射和传感器的工作原理。

2. 学生能够描述激光报警器在现实生活中的应用，并了解其安全性和优势。

3. 学生掌握激光报警器的主要组成部分及其功能。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的激光报警器模型，培养动手操作能力和问题解决能力。

2. 学生通过小组合作，提高沟通协调能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，增强创新意识和实践精神。

2. 学生认识到科技发展对生活的改善，提高社会责任感和安全意识。

3. 学生在课程学习中，树立正确的价值观，关注科技与道德伦理的关系。

课程性质：本课程为科技实践活动课程，结合物理知识和实际操作，培养学生的综合能力。

学生特点：初中生，好奇心强，动手能力强，具备一定的物理基础，喜欢探索和实践。

教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的主观能动性。

教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 光的传播原理与特性- 激光的产生及其特性- 反射与折射现象在激光报警器中的应用- 传感器工作原理及其在激光报警器中的作用- 激光报警器在生活中的应用案例2. 实践操作：- 设计并搭建激光报警器模型- 调试与优化激光报警器性能- 小组合作完成激光报警器的制作与展示3. 教学大纲：- 第一阶段：导入与理论知识学习（1课时）- 光的传播原理与特性- 激光的产生及其特性- 第二阶段：激光报警器原理学习（1课时）- 反射与折射现象在激光报警器中的应用- 传感器工作原理及其在激光报警器中的作用- 第三阶段：实践操作（2课时）- 设计并搭建激光报警器模型- 调试与优化激光报警器性能- 第四阶段：小组展示与评价（1课时）- 小组合作完成激光报警器的制作与展示- 全班交流与评价教学内容与课本关联性：本教学内容与初中物理课本中关于光、反射、传感器等章节内容相关，结合实际操作，帮助学生深入理解理论知识。

激光报警传感实验报告

一、实验目的1. 了解激光报警传感器的原理及工作方式；2. 掌握激光报警传感器的调试方法；3. 学会利用激光报警传感器进行实际应用。

二、实验原理激光报警传感器是一种利用激光束进行探测的传感器，其原理是当激光束被遮挡时，光敏元件接收到的光信号会发生变化，从而触发报警信号。

本实验采用激光报警传感器对特定区域进行监测，当有物体进入监测区域时，系统会发出报警信号。

三、实验仪器与设备1. 激光报警传感器；2. 电源；3. 接线端子；4. 报警器；5. 实验台；6. 激光光源；7. 实验记录本。

四、实验步骤1. 准备实验台，将激光报警传感器、电源、报警器等设备连接好；2. 将激光光源对准激光报警传感器，确保激光束能够垂直照射到监测区域；3. 调整激光报警传感器的高度，使其与实验台的高度相匹配；4. 将报警器与激光报警传感器连接，确保报警器能够接收到报警信号；5. 打开电源，观察激光报警传感器是否正常工作；6. 在监测区域放置障碍物，观察报警器是否能够及时发出报警信号；7. 重复步骤6，改变障碍物的位置和形状，验证激光报警传感器的稳定性和适应性；8. 记录实验数据，分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 实验现象：在实验过程中，当有物体进入监测区域时，报警器能够及时发出报警信号，表明激光报警传感器能够正常工作；2. 实验数据：通过多次实验，记录不同障碍物位置和形状下的报警时间，分析激光报警传感器的稳定性和适应性；3. 结果分析：a. 激光报警传感器对遮挡物体有较高的灵敏度，能够快速响应；b. 激光报警传感器的稳定性较好，在不同障碍物位置和形状下均能正常工作；c. 激光报警传感器在实际应用中具有较高的实用价值。

六、实验总结本次实验通过对激光报警传感器的原理、调试方法及实际应用进行探究，掌握了激光报警传感器的基本知识。

实验结果表明，激光报警传感器具有较高的灵敏度和稳定性，能够满足实际应用需求。

在今后的学习和工作中，我们将继续深入研究激光报警传感技术，为我国传感器产业的发展贡献力量。

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（ＢｕｓｉｎｅｓｓＣｏｌｌｅｇｅｏ厂ＳｈａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｌａｓｅｒｂｙＳＴＣ９０Ｃ５２ＲＣＳＣＭ．１ａｓｅｒｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇａｎｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇｍｏｄｕｌｅａｎｄＳＩＭ３００ＧＳＭ／ＧＰＲＳｍｏｄｕｌｅａｎｄａｌａｒｍｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｌａｒｍｉＳｄｉｓｃｕｓｓｅｄｕｓｉｎｇＧＳＭｎｅｔｗｏｒｋ．ＩｔｇｉｖｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＧＳＭｉｎｔｅｒｆａｃｅ
摘
要：主要介绍了由ＳＴＣ９０Ｃ５２ＲＣ单片机、激光发射接收模块和ＳＩＭ３００ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块组成的激光报警系统；
讨论了利用ＧＳＭ网络实行远程监控警情；给出了单片机处理器自动控制ＧＳＭ接口电路的原理和功能；该系统的实现为人们智能化安全的家居生活提供了技术支持。关键词：激光，ＧＳＭ／ＧＰＳＲ模块，单片机，报警系统，传感器
‘
１２。
（￣ｏ８２８）
激光报警器系统的设计与实现
２ｏ１４年第１１期
文章编号：１００３ — ５８５０（２０１４）１１－００１２ — ０３
激光报警器系统的设计与实现
杨冬英
（山西大学商务学院，太原０３００３１）
பைடு நூலகம்
１激光报警系统概述
１．１激光报警系统工作原理激光报警系统采用了８０８ｎｍ的不可见光激光技
光作为发射光源，充分利用ＧＳＭ网络覆盖范围广、操作简便、使用费用低等优势，通过最可靠、最成熟的
ＧＳＭ移动网络进行远程监控。当有警情发生时，激光
引言
随着国民经济的飞速发展，人民整体生活水平的逐步提高，人们对其家居生活的要求也越来越高，表现在不仅希望居室温馨、舒适，而且对其安全性、智能性方面也提出了更高的要求。基于此，本文主要设计了基于ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块、ＳＴＣ９０Ｃ５２ＲＣ单片机的激光报警系统。本系统采用激
ｐｅｏｐｌｅｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙＨｏｎｅＦｕｒｎｉｓｈｉｎｇｌｉｆｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒ，ＧＳＭ／ＧＰＳＲｍｏｄｕｌｅ，ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ａｌａｒｍｓｙｓｔｅｍ，ｓｅｎｓｏｒ
术，易于隐蔽布防，可以垂直或者水平安装在防范区
域内。整个激光报警系统由ＳＴＣ０９Ｃ５２ＲＣ单片机，ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块、激光发射接受模块、蜂鸣器、
ＬＣＤ１６０２显示屏、紧急按钮、按键控制等组成。激光
中图分类号：ＴＰ２１２．９文献标识码：Ａ
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＬａｓｅｒＡｌａｒｍＳｙｓｔｅｍ
ＹＡＮＧＤｏｎｇ — — ｙｉｎｇ
ｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｐｒｏｃｅｓｓｏｒｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｒｏｖｉｄｅｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｔｒｏｒｆｔｈｅ
控制蜂鸣器开始发声，同时自动控制ＧＳＭ接口电路，
借助ＧＳＭ网络，以最直观的中文短消息或电话形式，
直接把报警地点的情况反映到用户的手机屏幕上。
用户在得到信息后，可以立即采取有效的应急措施，
对警情进行及时处理。
接收器触发的开关报警信号经过信号处理电路后输
入到单片机，单片机对信号加以判断，然后发出命令，
收稿日期：２０１４ — ０７ — ２１，修回日期：２０１４ — ０９ — ２５
基金项目：山西省教育厅资助项目（Ｊ２Ｏｌ２１２７）；山西大学商务学院资助项目（ＪＧ２０１１００３）：ｌ＝作者简介：杨冬英，女，１９７３年生，硕士；讲师，研究方向：物联网技术与应用。