防盜報警裝置的設計

1、 本科生畢業(yè)設計（論文）( 2010屆 ) 題 目： 防盜報警裝置的設計 學 院： 數理與信息工程學院 專 業(yè)： 電子信息工程 學生姓名： 李佳潞 學號： 06220211 指導教師： 丁宇 職稱： 合作導師： 職稱： 完成時間： 2010 年 4 月 5 日 成 績： 浙江師范大學本科畢業(yè)設計(論文)正文目 錄摘要1英文摘要11 引言 21.1 國內外研究現狀21.2 未來發(fā)展趨勢31.3 論文主要工作概述42 系統(tǒng)總體設計方案 52.1 設計任務與要求52.2 方案設計52.3 主要指標與功能53 硬件系統(tǒng)設計 73.1 系統(tǒng)設計框圖73.2 cpu設計模塊 73.2.1 at89s52單

2、片機的功能特性 73.2.2 at89s52單片機的主要性能 83.2.3 at89s52單片機的p0、p1、p2、p3口功能83.2.4 at89s52的管腳排列如下圖103.2.5 ecu系統(tǒng)部103.3 紅外探測模塊設計113.3.1 功能與原理 113.3.2 被動式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性 113.3.3 雙元熱釋電紅傳感器re200b簡介123.3.4 放大電路設計 123.3.5 紅外探測信號輸入電路 133.4 無線收發(fā)模塊的設計16 3.4.1 pt2262/pt2272芯片163.4.2 無線收發(fā)電路 193.5 語音電路223.5.1 isd1420芯片簡述223.

3、5.2 芯片工作原理233.5.3 芯片工作模式243.5.4 語音芯片及外圍電路253.6 聲光報警模塊253.7 鍵盤與顯示模塊273.8 電源設計284 軟件設計294.1 程序設計294.2 程序流程設計294.2.1 流程圖設計的目的294.2.2 報警主機需要完成的功能294.2.3 控制流程294.2.4 各模塊具體流程圖305 系統(tǒng)測試與結果分析345.1 測試儀器345.2 測試方案345.3 測試結果分析356 結束語38參考文獻39附錄40 防盜報警裝置的設計數理與信息工程學院電子信息工程專業(yè) 李佳潞（06220211）指導老師：丁宇（）摘要：隨著信息技術的飛速發(fā)展以及人

4、們生活水平的大幅度提高，人們對住宅的需求已從追求簡單的生存空間向著追求質量、功能、服務等多重需求過度。同時，隨著人們的保護意識不斷增強，防盜措施的緊破性也逐漸被提上了日程，防盜報警系統(tǒng)應運而生。 本文設計了住宅智能化中的紅外無線防盜報警系統(tǒng)。本系統(tǒng)以單片機at89s52為核心，配以各種功能模塊，來滿足人們日常生活中的安全需求，本系統(tǒng)制作簡單、成本低，安裝比較方便，抗干擾力強、靈敏度高，而且安裝較隱蔽，不易被發(fā)覺。該系統(tǒng)主要包括紅外探測電路、無線收發(fā)電路、聲光報警電路及單片機控制電路。自動檢測功能由紅外探測電路實現，當有盜賊穿過此裝置時，紅外傳感器立即將檢測到的信號傳送到無線收發(fā)模塊，無線電路將

5、收到的信號再傳送給主機電路，由主機來判斷信號并驅動電路報警。報警功能由警笛、揚聲器、鋒鳴器等發(fā)聲裝置實現或通過電話網絡遠程報警。在無線信號的覆蓋范圍內，無線模塊的使用讓探測器可以方便轉換到任何想要監(jiān)測的地點，解決了有線報警系統(tǒng)的局限性，而且免去了線路的設計安裝。本設計通過紅外傳感器探測人體紅外線信號，從而達到報警的功能，滿足了人們日常生活對防盜報警功能的需要。關鍵詞：防盜報警；紅外探測；無線收發(fā)；聲光報警design of anti-theft and alarm equipmentjianmeng bao director： xiaodong wangabstract：with the ra

6、pid development of communication technique and great improvement of peoples living standard, the need has been changed from only the living space to multiform needs of quality, function, service and so on. at the same time, as the increasing of protecting awareness, security measures have gradually

7、been put on the agenda. anti-theft alarm system came into being. a kind of intelligent infrared wireless anti-theft alarm system is designed for residential area. in order to meet the security needs of daily life, this system with various function modules cores with microcontroller at89s52. this sys

8、tem has some advantages such as easy making, low cost, convenient installation, strong anti-interference ability, high sensitivity, and a more hidden installation and difficult to found. this system includes infrared detecting circuit, wireless transceiver circuit, sound and light alarm circuit and

9、mcu control circuit. automatic detection can be completed by infrared detecting circuit. when theft is detected, the signal produced by infrared sensor will be transmitted to the wireless transceiver module, and then this circuit sends the signal received to the main circuit which will judge it and

10、drive the alarm module. alarm function is realized by audible devices such as siren, speaker, buzzer, etc., or it can achieve remoting alarm through telephone network. in the wireless signals coverage, detector can be change to any place which needs detection with the usage of wireless module. it so

11、lves the limitation of wired alarm system such as the circuits design and installation. this system detects the infrared signal of human body by infrared sensor, so it has the alarming function. this system meets the need of anti-theft and alarm in peoples daily live.key words：anti-theft and alarm;

12、infrared detecting; wireless transceiver; sound and light alarm1 引言隨著生活水平和住房條件的提高，人們對居住環(huán)境和安全要求也隨之提高，人們越來越重視自己的個人安全和財產安全。鐵窗式的防盜形式已經不能滿足當今人們生活的需求，當遇到突發(fā)事件時，這一防盜形式給救援及逃生都帶來了很大的影響，因而安全可靠、實用方便、功能齊全、價格合理的家庭防盜產品已被提到每個家庭的議事日程。雖然日前大部分住宅區(qū)都安裝有攝像監(jiān)控系統(tǒng)，但這只起到了一個整體小區(qū)的安全作用，而對個人家庭的安全卻得不到滿足1。據統(tǒng)計，中國目前家庭失竊案件已占城市刑事案件總數的三分

13、之二。由于貧富差距的擴大，城市外來流動人口大量增加，帶來許多不安定因素，刑事案件特別是入室搶劫、盜竊居高不下，過去的那種“夜不閉戶，路不拾遺”的情況已不是多見的情況。只有住地安全，人們才能去干工作，考慮更多的事務。怎樣將各種防盜信息收集到一起，同時在必要的時候發(fā)出報警，例如撥打報警電話，發(fā)出強音威懾小偷，自動聯網的小區(qū)保安系統(tǒng)通知保安，自動完成探測與報警，這些都是智能化小區(qū)中家庭報警系統(tǒng)應當考慮的問題2。同時，同樣是家庭使用，系統(tǒng)的價格必須合適，性能必須穩(wěn)定，安裝必須方便，而且還不能影響家庭裝修。社區(qū)安全防范系統(tǒng)的建立是當今小區(qū)建設的重點，也是衡量住宅環(huán)境的重要依據。家庭防盜系統(tǒng)是家庭安防的最

14、后一道防線，也是最重要、最有效的一道防護安全線。如今，防盜不再是銅墻鐵壁，保安人員溫無目標地巡邏也收效甚微；而傳統(tǒng)圍墻、柵欄等防范手段因效果差、有隱患、影響環(huán)境等已被逐步取消，家庭內的安防顯得越發(fā)重要。因此，舊的防范觀念必須徹底更新，只有把高科技家庭安防手段同現代化物業(yè)管理相結合，才能建立起真正面向21世紀的新型智能化小區(qū)。1.1 國內外研究現狀現代安防監(jiān)控系統(tǒng)已有了新的概念，通常稱為安全自動化sas（security automation system）,并與防火自動化系統(tǒng)fas（fire automation system）共同構成智能建筑系統(tǒng)最底層的系統(tǒng)。目前國外發(fā)達國家已逐漸形成一個集

15、安防、消防、醫(yī)療救護為一體的安全保障行業(yè)。安全技術防范行業(yè)真正形成行業(yè)規(guī)模是在第二次產業(yè)革命中即1950年-1971年，首先在美國、英國等國家形成。60年代視頻圖像技術、70年代計算機數字技術、80年代生物識別技術以及90年代國際互聯網技術的應用，使安防行業(yè)得到快速發(fā)展3。在我國，小區(qū)安全防范報警系統(tǒng)已成為小區(qū)中實現安全管理的重要系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種比較完善的安全防范系統(tǒng)，通過在可視對講的基礎上，不斷擴展主機功能，增設室內分機用于接收室內各探測器的報警信號。室內分機有多個探測器接口。在現有的家庭防盜報警系統(tǒng)中，有線產品目前市場占有率還是處于統(tǒng)治地位。國內家庭報警系統(tǒng)主要還是通過新建小區(qū)以及小區(qū)計

16、防系統(tǒng)改造的形式進入消費市場，由于對聯網以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及誤報率有很高的要求，一般采用有線報警系統(tǒng)。無線報警系統(tǒng)的目標客戶群是散戶，由于國內的防盜意識以及對產品的接受還有一個過程，因此這部分市場還有待進一步開發(fā)。我國關于防盜報警品格的推廣應用基本是改革開放以后。1979年，公安部開了全國刑事技術預防專業(yè)會議，做出了應用現代化科學技術預防犯罪的決定。以這次會議開始，各個地方先后成立了專門的管理機構，引進、推廣、應用這些器材。我國起步比較晚，比國外先進國家晚的多，但是通過引進產品，吸收他們的技術，經過自主開發(fā)，在中低端產品上接近國際先進水平，比如紅外探測器和幕簾定向探測器就是其中較實用的兩款探測

17、器。1.2 未來發(fā)展趨勢國內防盜報警系統(tǒng)充分吸收國外最新技術，與國外注重專業(yè)化不同，而是比較注重語音化的設計。防盜報警的發(fā)展有三個趨勢，一個是網絡化的趨勢，二是多產品結合的發(fā)展趨勢，三是智能化的發(fā)展趨勢。網絡化的趨勢已成為一個熱點，很多廠家在市場上開始推出了這方面的產品。目前報警傳統(tǒng)有很多手段，有電話線聯網，國外基本采用電話線聯網的方式。國內小區(qū)非常密集，一般不采用電話線，國內主流產品采用總線制網絡。現在比較流行的是現場總線485總線系統(tǒng)，造價低，聯網速度快。隨著技術的發(fā)展，2000年以來，寬帶迅速發(fā)展，報警系統(tǒng)也隨著改變了。寬帶設計tcp/ip是這個領域新的發(fā)展方向，寬帶報警主機用戶自己安裝

18、就可以跟小區(qū)聯網，非常簡單，不需要一個麻煩的施工布線的調試過程。國內電話線聯網并不遍，目前整體來講，比如大型小區(qū)電話線由于一些固有的缺點，施工難度比較大，調試范圍比較廣而增加成本費用，且速度慢，容易堵塞。多結合發(fā)展已是民用化防盜報警系統(tǒng)不可或缺的趨勢?，F在智能化小區(qū)建設分多套系統(tǒng)、多個產品。對講系統(tǒng)與報警結合，網絡攝像機與報警結合都是日前比較流行的趨勢。網絡攝像機也有報警功能，也就是報警器與攝像器融合，往往是作為一種大產品的子項，把它們融合進行設計。這是防盜報警系統(tǒng)民用化的一個重要特點。國內對功能較齊全的報警系統(tǒng)有較高的需求，跟國外不一樣，國內產品比較注重融合、多功能。日本、韓國包括中國設計產

19、品，都善于設計多功能產品，將不同功能的附屬系統(tǒng)融合到報警系統(tǒng)中，這也正滿足了人們對多功能的需求，這個趨勢也逐漸成為一個發(fā)展潮流。智能化是現在小區(qū)生活中越來越受關注，越來越受人們喜愛的潮流化技術。這不僅是高技術的體現，也給人們帶來許許多多的便捷?，F在隨著小區(qū)建設檔次越來越高，現在一些沿海地區(qū)，作為用戶已在日常生活中與智能化有了密切的聯系。例如現在比較流行的液晶觸摸的智能終端，可以上網，可以家庭家居控制，燈光控制、電話遠程控制。韓國三星、中國海爾、以色列普源，都推出了類似這樣的產品，這類產品已經把高智能控制，不僅是家庭家居控制，而且把對講系統(tǒng)、報警系統(tǒng)全部融合在一起。智能化的系統(tǒng)報警器可能會朝著與

20、寬帶相結合的方向發(fā)展，可以通過網絡遠程進行布防、探測，這也是比較新理念，作為一個子項存在與新的技術不斷融合。1.3 論文主要工作概述針對國內外的發(fā)展情況，防盜報警安全系統(tǒng)是我國未來重點建設的方向。本課題設計的防盜報警裝置是通過無線模塊進行數據的接收與發(fā)送，與傳統(tǒng)的區(qū)域報警系統(tǒng)相比，它具有傳輸距離遠、硬件簡單、安裝方便的優(yōu)點，滿足了人們對日常的安全需求，而且經濟實用，在保證靈敏度的情況下，盡量降低誤報率。該防盜報警裝置包括主機電路模塊與附屬電路模塊兩大部分電路。主機電路塊主要由單片機at89s52、鍵盤電路、報警電路等構成，來完成對信號的處理和及時報警4。附屬電路模塊則由紅外探測器與無線模塊組成

21、，來完成信號的采集，即對指定區(qū)域的監(jiān)測5。本課題內容屬于硬件電路的設計與應用方面，實現過程包括了電路原理的設計、元器件選擇與特性測試、編制程序及軟件調試及制板。2 系統(tǒng)總體設計方案2.1 設計任務與要求(1) 本設計主要包括硬件設計與軟件設計兩部分，模塊分為數據采集、鍵盤、報警與顯示模塊等子函數。(2) 本無線紅外報警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、無線發(fā)送器、智能報警器、單片機控制電路、led控制電路及相關的控制管理軟件組成。用戶終端則完成信息的采集、處理、數據傳送、功能設定、本地顯示、本地報警等功能。終端則由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設定模塊等部分組成。(3) 系統(tǒng)可實現功能。

22、為了探測移動人體，人們通常使用雙元件熱釋電紅外傳感器，在這種傳感器內部，兩個敏感元件反相連接，當人體靜止時兩元件極化程度相同，互相抵消。但人體移動時，兩元件極化程度不同，凈輸出電壓不為0，從而達到了探測移動人體的目的。因此可把報警系統(tǒng)設置在外出布防狀態(tài)，使探測器能夠工作。當有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，紅放大電路、比較電路送至門限開關，打開門限閥門送出ttl電平，信號經過單片機處理后驅動報警電路發(fā)聲報警6。(4) 具有無線傳輸信號的功能?？梢苑奖愕膶⑻綔y器放置在要探測的位置，無須線路的安裝，無線模塊可以將信號傳送至單片機，實

23、現報警功能，信號傳輸有效距離可達200米。2.2 方案設計根據設計任務的要求，可以將整個電路分成各個小功能塊進行分別設計與比較來確定方案，具體方案設計如下：(1) 熱釋電紅外傳感器的選擇。本設計采用熱釋電紅外傳感器re200b來進行對人體紅外信號的探測。(2) 無線收發(fā)模塊的選擇。本設計采用使用簡單方便的df收發(fā)模塊來過行信號的接收與發(fā)送。(3) 主cpu的選擇。本設計采用單片機at89s52來對整個對路進行主要控制，來完成對信號的處理和驅動報警器報警。2.3 主要指標與功能(1)發(fā)射頻率：315mhz正負0.075mhz(2)發(fā)射電流：35毫安/工作電壓9v或者50毫安/工作電壓12v(3)

24、發(fā)射功率：200毫瓦(4)無線報警距離：100米/200米（空曠地）(5)探測距離：68米（探測器正前方，室溫25度）(6)探測角度：水平120，垂直60 當有人經過報警器時，人體紅外輻射被熱釋電元接收，通過電信號放大與整形，將報警信號經無線模塊傳送至報警主機，經主機分析后驅動led燈閃爍和喇叭發(fā)聲報警。3 硬件系統(tǒng)的設計3.1 系統(tǒng)設計框圖本系統(tǒng)總體原理圖如圖3-1所示，具體分為電源模塊、紅外探測模塊、無線收發(fā)模塊、鍵盤模塊、聲光報警模塊以及顯示模塊。圖3-1 系統(tǒng)原理圖 防盜報警系統(tǒng)的主要工作原理：當報警器外于設防狀態(tài)時，若警情檢測電路檢測到警情信號時，將信號通過無線模塊傳送至單片機，單片

25、機通過判斷處理后，驅動報警模塊發(fā)出聲音，同時led閃爍報警。當報警器外于撤防狀態(tài)時，不響應此報警信息。3.2 cpu模塊設計本設計采用單片機at89s52為主控cpu,at89s52是和種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程flash存儲器。使用atmel公司高密度非易失存儲器技術制造，與工業(yè)80c51產品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash，其接口簡單，方便使用，且功能強大，因此本系統(tǒng)采用at89s52單片機作為主控制芯片。3.2.1 at89s52單片機的功能特性at89s

26、52具有以下標準功能：8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram，32位i/o口線，看門狗定時器，2個數據指針，三個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，at89s52可降至0hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu停止工作，允許ram、定時器/計數器、串口、中斷繼續(xù)工作7。掉電保護方式下，ram內容保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。3.2.2 at89s52單片機的主要性能 (1) 與mcs-51疾風產品兼容(2) 8k字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash存儲器(3) 1000次擦寫周期(4) 全靜態(tài)

27、操作：0hz33hz(5) 三級加密程序存儲器(6) 32個可編程i/o口線、三個16位定時器/計數器、入個中斷源、全雙工uart串行通道(7) 低功耗空閑和掉電模式(8) 掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器(9) 雙數據指針(10) 掉電標識符3.2.3 at89s52單片機的p0、p1、p2、p3口功能p0口：p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下，p0具有內部上拉電阻。在flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)：在程序校驗時，輸

28、出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。p1口：p1口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向i/o口中，p1輸出緩沖器能驅動4個ttl邏輯電平。對p1端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（iil）。此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計數器2的外部計數輸入（p1.0/t2）和定時器/計數器2的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex），具體如表3-1所示。在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節(jié)。表3-1 p1口的第二功能引腳號第二功能p1.0t2（定時器/計數器t2的外部計數輸入），時鐘輸出p1.1t2ex

29、(定時器/計數器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制)p1.5mosi(在系統(tǒng)編程用)p1.6miso(在系統(tǒng)編程用)p1.7sck（在系統(tǒng)編程用）p2口：p2口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2輸出緩沖器能驅動4個ttl邏輯電平。對p2端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執(zhí)行movx dptr）時，p2口送出高八位地址。在這種應用中，p2口使用很強的內部上拉發(fā)送1.在使用8位地址（如movx ri）訪問外部數據存儲器時，p2

30、口p2鎖存器的內容。在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 p3口：p3口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2輸出緩沖器能驅動4個ttl邏輯電平。對p3端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（iil）。p3口亦作為at89s52特殊功能（第二功能）使用，如表3-2所示。在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號。表3-2 p3口的第二功能引腳號第二功能p3.0rxd(串行輸入)p3.1txd(串行輸出)p3.2int0(外部中斷0)p3.3int0(外部中斷1

31、)p3.4t0(定時器0外部輸入)p3.5t1(定時器1外部輸入)p3.6wr(外部數據存儲器寫選通)p3.7rd(外部數據存儲器讀選通)3.2.4 at89s52管腳圖at89s52的管腳圖如圖3-2所示。圖3-2 at89s52引腳圖3.2.5 ecu系統(tǒng)部 鑒于at89s52的各種良特點，本設計采用at89s52單片機最小系統(tǒng)構成電子控制單元（ecu）,系統(tǒng)電路圖如圖3-3所示。圖3-3 at89s53單片機最小系統(tǒng)3.3 紅外探測模塊設計3.3.1 功能與理在自然界中，任何高于絕對溫度（-273）的物體都將產生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫

32、度的高低是相關的。紅外探測技術主要有以下優(yōu)點：(1) 環(huán)境適應性好，在夜間和惡劣氣候下也能正常工作。(2) 隱蔽性好，不易被其他信號干擾而自身又不易被發(fā)現。(3) 識別能力強，由于是靠目標和背景之間、目標各部分的溫度和發(fā)射率形成的紅外輻射差進行探測，因此只要自身能產生溫度的物體，不管怎么偽裝也能被發(fā)現。(4) 紅外系統(tǒng)的體積小，重量輕，功耗低。由于以上的優(yōu)點，近年來紅外線探測技術發(fā)展速度很快，特別是一些廉價、實用的紅外探測傳感器的出現，使紅外探測技術在各領域應用相當廣泛，例如國家軍事工業(yè)、情報部門、民用防盜報警等。本紅外探測報警模塊主要用來對家庭住宅小區(qū)的防盜監(jiān)控，其是家庭防盜報警的一部分。根

33、據家庭防盜報警系統(tǒng)整體框架及應用，本模塊具有以下一些功能：(1) 能夠完成對某一監(jiān)控區(qū)域非法入侵者的監(jiān)控，并將非法入侵信息傳遞給報警主機，以使監(jiān)控主機立即采取相應措施。(2) 本模塊通過無線數據的收發(fā)與報警主機進行通信，用用無線收發(fā)的方式，使模塊使用起來極為方便。如果想換一個監(jiān)控區(qū)域，則只是把模塊從監(jiān)控區(qū)域拿到另一個區(qū)域的適合地方重新安置即可。(3) 整個模塊電路上具有休眠功能。當紅外探測傳感器探測到入侵信號時，其首先啟動模塊主機電路，完成對報警主機的信息發(fā)送，發(fā)送后5s內若再沒有監(jiān)測信號，則整個模塊又將進入低功耗狀態(tài)，所以大部分時間，模塊都工作在低功耗狀態(tài)下，只是當有入侵者進入監(jiān)控區(qū)域時才會

34、啟動模塊電路，完成報警信息的發(fā)送。3.3.2 被動式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性人體的體溫一般在37，所以會發(fā)出特定波長10m左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10m左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的紅外線通過菲尼爾濾光增強后聚焦到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，經后續(xù)電路檢測處理后就能產生報警信號民。該探頭具有如下特點：(1) 由于這種探頭是以探測人體輻射為目標的，所以熱釋電元件對波長為10m左右的紅外輻射必須非常敏感。(2) 為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射面通常覆蓋有特殊的菲尼

35、爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。(3) 被動紅外探頭的傳感器包含兩個互相串聯的熱釋電元，而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產生的釋電效應相互抵消，因此探測器無信號輸出。(4) 一旦人侵入探測區(qū)域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元件接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經信號處理后即可報警。(5) 根據性能要求不同，菲尼爾濾光片具有不同的焦距（感應距離），從而產生不同的監(jiān)控視場，視場越多，控制越嚴密。3.3.3 雙元熱釋電紅傳感器re200b簡介傳感器采用雙元熱釋電紅外檢測元件re200b，如圖3-

36、4所示。該傳感器翻用熱釋電材料極化隨溫度變化的特殊探測紅外輻射，并采用雙靈敏元互補方法抑制干擾，以提高傳感器的工作溫度。其內部電路如下：1腳接工作電壓，其工作電壓低且范圍寬（2.215v）；2腳為輸出源極電壓；3腳為公共地。使用時，一般在2腳與3腳之間加47k的源極電阻，但應根據實際情況，適當調整源極電阻8。 圖3-4 re200b紅外檢測元件內部電路圖3.3.4 放大電路設計由于本模塊考慮到模塊實用性的問題，所以運放芯片采用低電壓、單電源、低功耗lmv324芯片，如圖3-5所示。lmv324功耗是比同類產品低120a；在5v時，其典型工作電流為100a。該運放芯片工作電壓為2.55.5v，采

37、用軌到軌的輸出。lmv324的引腳和ns、ti和maxim的lmv3xx系列兼容，因此可直接替換。當lmv324工作在5v時，帶寬為1.4mhz,轉換速率為1.5v/s。 圖3-5 lmv324引腳圖3.3.5 紅外探測信號輸入電路紅外探測信號輸入部分由紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、數字信號輸入電路組成。當工作中的紅外線傳感器j1探測到前方人體輻射出的紅外線信號時，由j1的s端引腳輸出微弱的電信號（110hz）,經三極管q1等組成第一級放大電路放大（見圖3-6），再通過c2輸入到運算放大器u1a中進行高增益、低噪聲放大（見圖3-7），此時由u1a輸出的信號已足夠強。如圖3-7所示，u

38、1b是電壓比較器，二級放大信號out2由運放芯片u1b中5腳輸入，r6、r7、r9、d1組成基準電壓電路，輸入信號與反向輸入端基準電壓比較，一旦有盜賊闖入監(jiān)控的范圍內，熱釋紅外線傳感器監(jiān)測到信號后，發(fā)出一個微弱的交變信號，經兩級交流放大后，與基準電壓進行比較，此時，經過放大的信號大于基準電壓9。通過u1b的比較，其輸出電平為運放工作電壓高電平5v，三極管q2導通，j2輸出為低電平；當out2端輸入沒有信號時，輸出為0v，所以三極管q2截止，j2引腳輸出為高電平。調試時，在紅外線傳感器前人走動，調整r9，直到j2引腳輸出為低電平。各電路如圖3-6到圖3-8所示。圖3-6第一級放大電路圖圖3-6中

39、，r1是源極電阻，其阻值可以根據實際情況進行調整；產生的微弱信號由s9014進行放大。s9014是npn型三極管，其ic靜態(tài)工作電流達100ma，放大倍數最大可達1000倍。r3給s9014提供靜態(tài)基極電壓。放大后的信號由c2耦合到下一級。圖3-7 二級放大電路圖圖3-8 電壓比較器電路圖圖3-9中，用三極管s9013把out3的信號轉換成單片機的入口電平信號。其主要原因是，當產生報警信號后，out3輸出約為5v的工作電壓，需要用三極管將其轉換成低電平。這樣，當有報警信號時，j2引腳輸出低電平，將給單片機一個低電平，而這樣一個低電平信號將使單片機退出低功耗狀態(tài)，同時喚醒整個電路；而沒有報警時；

40、將輸出持續(xù)的高電平。圖3-9 數字信號輸入電路3.4 無線收發(fā)模塊的設計本方案采用無線發(fā)送、接收數據分開電路，這樣便于選擇，例如：主機可以做成單接收的，模塊可以做成單發(fā)送的。為了方便介紹，這里將接收、發(fā)送部分電路分開介紹。首先介紹這兩種無線模塊使用的主要編/解碼芯片。編/解碼芯片采用臺灣普城公司生產的pt2262/2272作為無線收發(fā)的主芯片，pt2262/2272是一款cmos工藝制造的低功耗、低價位通用編/解碼電路，最多有12位（a0a11）三態(tài)地址端引腳（懸空，接高電平，接低電平），任意組合可提供531441地址碼，pt2262最多可有6位（d0d5）數據端引腳，設定的地址碼和數據碼從1

41、7腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路10。編碼芯片pt2262發(fā)出的編碼信號由地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字。解碼芯片pt2272接收到信號后中，其地址碼經過兩次比較核對后，vt腳才能輸出高電平。與此同時，相應的數據腳也會輸出高電平，如果發(fā)送端一直按著按鍵，則編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，pt2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315mhz的高頻發(fā)射電路不工作；當有按鍵按下時，pt2262得電工作，其第17腳輸出經調制的串行數據信號。當17腳為高電平期間，315mhz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅調頻信號；當17腳為低電平期間，315mhz的高頻發(fā)射電路停止振蕩。

42、因此高頻發(fā)射電路完全受控于pt2262的17腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ask調制）相當于調制度為100%的調幅。3.4.1 pt2262/pt2272芯片(1) pt2262/pt2272的特點 cmos工藝制造，低功耗； 外部元器件少； 具有rc振蕩電路； 工作電壓范圍寬，為2.615v; 數據最多可達6位； 地址碼最多可達531441種。(2) 芯片區(qū)分接收pt2272的數據輸出位根據其后綴不同而不同，數據輸出具有“暫存”和“鎖存”兩種方式，方便用戶使用。后綴為“m”為“暫存型”，后綴為“l(fā)”為“鎖存型”。其數據輸出又分為0、2、4、6位不同的輸出，例如：pt2272-

43、m4表示數據輸出為4位的暫存型遙控接收芯片。pt2272的暫存功能是指，當發(fā)射信號消失時，其對應數據輸出位即變?yōu)榈碗娖?。而鎖存功能是指，當發(fā)射信號消失時，pt2272的數據輸出端仍保持原來的狀態(tài)，直到下次接收到新的信號輸入。(3) pt2262芯片pt2262芯片的引腳排列如圖3-10所示。圖3-10 pt2262/pt2272引腳圖pt2262的引腳說明如表3-3所列。表3-3 pt2262的引腳說明名稱管腳說明a0a1118、1013地址管腳，用于進行地址編碼，可置為0、1、f(懸空)d0d51310、8、7數據輸入端，其有一個為1；即有編碼發(fā)出，內部下拉vcc18電源正端（+）vss9電

44、源負端（-）14編碼啟動端，用于多數據的編碼發(fā)射，低電平有效osc116振蕩電阻輸入端，與osc2所接電阻決定振蕩頻率osc215振蕩電阻振蕩器輸出端dout17編碼輸出端（正常時為低電平） 在具體的應用中，外接振蕩電阻可根據需要進行適當的調節(jié)。一般來說，阻值起大，振蕩頻率越小，編碼的寬度越寬，發(fā)送一幀碼的時間越長。另外，值得說明的是vcc的電壓范圍很寬（215.0v）。 (4) pt2272芯片pt2272芯片的引腳排列如圖3-10所示。pt2272解碼芯片的內部原理圖如圖3-11所示。圖3-11 pt2272內部原理圖pt2272芯片的引腳定義如表3-4所列。pt2272解碼芯片有不同的后

45、綴，表示不同的功能，有l(wèi)4/m4/l6/m6之分。其中l(wèi)表示鎖存輸出，數據只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態(tài)，直到下次遙控數據發(fā)生變化時，才能改變。m表示非鎖存輸出，數據腳輸出的電平是瞬時的，而且與發(fā)射端是否發(fā)射相對應，可以用于類似點動的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當采用4路并行數據時（pt2272-m4）,對應的地址編碼應該是8位；當采用6路的并行數據時（pt2272-m6），對應的地址編碼應該是6位。(5) pt2262/2272芯片的地址編碼設定和修改 在通常的使用中，一般采用8位地址碼和4位數據碼，這時編碼電路pt2262和解碼電路pt2272和第18腳為地址設定腳

46、。有3種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地，3為6561，所以地址編碼不重復度為6561組。只有發(fā)射端pt2262和接收端pt2272的地址編碼完全相同，才能配對使用。遙控模塊的生產廠家為了便于生產管理，出廠時pt2262和pt2272的8位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)。如果用戶想改變地址編碼，只要將pt2262和pt2272的18腳設置相同即可，例如將發(fā)射機的pt2262的第1腳接地，第5腳接正電源，其他引腳懸空，那么接收機pt2272只要也第1腳接地，第5腳接正電源，其他引腳懸空就能實現配對接收。當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應的d1d4端輸出約4v互鎖高電平

47、控制信號，同時vt端也輸出解碼有效高電平信號。表3-4 pt2272的引腳說明名稱管腳說明a0a1118、1013地址管腳，用于進行地址編碼，可置為0、1、f(懸空)必須與pt2262一致；否則不解碼d0d51310、8、7數據輸出端,接收到pt2262的數據時，才能輸出對應電平；否則為低電平，鎖存型只有在接收到下一數據時才能轉換vcc18電源正端（+）vss9電源負端（-）din14數據信號輸入端，來自接收模塊輸出端osc116振蕩電阻輸入端，與osc2所接電阻決定振蕩頻率osc215振蕩電阻振蕩器輸出端vt17解碼有效確認，輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）3.4.2 無線收發(fā)電路(

48、1) 無線發(fā)送電路pt2262的a0a7可以接高電平、低電平或懸空(如圖3-12)，這樣8個地址，每個3種接法，任意組合可以提供3即6561種地址碼。這些地址完全能夠保證小區(qū)內每家裝的無線防盜裝置互不干擾。因為家庭防盜系統(tǒng)的無線收發(fā)局限在一個小范圍內，所以傳輸距離肯定小于200m。假設200m內有多個防盜報警系統(tǒng)，數目肯定小于6561.這樣只要各個報警器設一個地址，即使各個系統(tǒng)使用的無線頻率相同，也不會互相干擾。pt2262是一款編碼芯片，價格便宜，性能可靠，國內已有大部分應用資料可以查詢。這里著重說明315mhz的調頻電路。現在，國家對315mhz、433mhz等幾個頻段采取不收費的規(guī)定。圖

49、3-13所示電路使用的就是315mhz頻段。圖3-12 pt2262模塊電路圖圖3-13 315mhz的調頻電路(2) 無線接收電路pt2272模塊電路圖如圖3-14所示。圖3-14 pt2272模塊電路圖關于pt2262和pt2272的osc1和osc2引腳電阻規(guī)定的公式如下： （3-1）假設，通信頻率是315mhz,那么可以算得電阻約為51，可以選擇51的電阻。接收電路采用超再生式接收電路，如圖3-15所示。超再生接收機具有電路簡單，性能適中，成本低廉的優(yōu)點。圖3-15 超再生電路圖超再生接收電路主要由q1、q2、ic等組成。當天線ant收到調制波時，經q1調諧放大其低頻成分，再經q2前置

50、放大后送入ic1(lm358),進一步放大整形后由lm358第7腳輸出。date為信號輸出端，送至pt2272。三極管q1,q2選用2sc9018。ic選用lm358。超再生檢波電路的工作原理：實際上該電路是一個受間歇振蕩控制的高頻振蕩器，這個高頻振蕩器采用電容三點式振蕩器，振蕩頻率和發(fā)射器的發(fā)射頻率相一致。而間歇振蕩（又稱淬裝飾振蕩）是在調頻振蕩器的振蕩過程中產生的，反過來又控制著高頻振蕩器的振蕩和間歇。而間歇振蕩的頻率是由電路的參數決定的（一般為一百幾百千赫茲）。這個頻率選低了，電路的抗干擾性能較好，但接收靈敏度較低；反之，頻率選高了，接收靈敏度較好，但抗干擾性能變差。應根據實際情況二者兼

51、顧。其原理示意圖如圖3-16所示。電路由以下幾部分組成： 接收天線l1和電容器c1構成調諧回路。 場效應三極管q1等構成第一高頻放大級。 晶體管q2等構成第二高頻放大級。 電容器等構成的再生電路，可進一步提高靈敏度和選擇性。 集成電路lm358等構成的低頻功率放大器，將解調后的信號送出。圖3-16超再生電路原理示意圖超再生檢波電路有很高的增益，在未收到控制信號時，由于受外界雜散信號干擾和電路自身的熱騷動，產生一種特有的喊聲，稱為超噪聲。這個噪聲的頻率范圍為0.35khz，聽起來像流水似的“沙沙”聲。在無信號時，超噪聲電平很高，經濾波放大后輸出噪聲電壓。該電壓作為電路一種狀態(tài)的控制信號，使繼電器

52、吸合或斷開（由設計的狀態(tài)而定）。當有控制信號到來時，電路產生諧振，超噪聲被抑制，高頻振蕩器開始產生振蕩。而振蕩過程建立的快慢和間歇時間的長短，受接收信號的振幅控制。當接收到的信號振幅大時，起始電平高，振蕩過程建立快，每次振蕩間歇時間也短，得到的控制電壓也高；反之，當接收到的信號振幅小時，得到的控制電壓也低。這樣，在電路的負載上便得到了與控制信號一致的低頻電壓，這個電壓便是電路狀態(tài)的另一種控制電壓。在發(fā)射和接收電路中，為了減小體積，所有電阻均選用1/8w或1/16w的金屬膜電阻；電解電容亦用超小型電容，其他電容全部采用調頻陶瓷電容。在焊接時，元件引腳應盡量剪短，使其緊貼電路板。電路板材料應選用高頻電路板。3.5 語音電路3.5.1 isd1420芯片簡述isd1420語音芯片是由美國isd(information storage device)公司開發(fā)的高保真、不怕斷電、錄放一體化的單片固態(tài)語音集成電路。其片內設有時鐘振蕩器、128k字節(jié)e2pr