紅外線電子看門狗設(shè)計

1、-光電檢測技術(shù)與應(yīng)用課程設(shè)計題目:紅外線守門狗電路設(shè)計組 長:艷濤組 員: 宮婷婷、阮煒、戴基海專業(yè):電子科學(xué)與技術(shù)班級: 112班指導(dǎo)教師:何恩節(jié)2014年4 月19日科技學(xué)院 數(shù)理學(xué)院目錄CONTENTS1、 紅外線電子狗報警器的介紹前景及使用價值1 1.1 紅外線電子狗報警器的作用及使用價值 1.2 紅外線電子狗報警器的開展前景2、課程設(shè)計目的13、設(shè)計總原理圖24、原理圖使用元器件清單35、紅外線電子狗報警器實驗原理簡單介紹36、紅外線電子狗報警器發(fā)射電路原理及功能模塊47、紅外線電子狗報警器接收報警電路原理及功能模塊58、紅外線電子狗報警器解除報警原理及功能模塊69、課程設(shè)計總結(jié)7.

2、 z-1、 紅外線電子狗報警器的介紹（1） 紅外線電子狗報警器的作用及使用價值隨著社會經(jīng)濟的日益增長，鐵門鐵窗等已經(jīng)給人們帶來的平安感越來越少，所以光電探測器在生活中的應(yīng)用越來越廣泛了。用此作防盜報警裝置，具有良好的隱蔽性，白天黑夜均可以應(yīng)用，而且抗干擾能力強。廣泛應(yīng)用于辦公室、堆棧、商店、超市、小區(qū)以及學(xué)校機房。（2） 紅外線電子狗報警器的開展前景本設(shè)計就是為了滿足現(xiàn)代化住宅防盜的需要而設(shè)計的家庭式電子防盜系統(tǒng)。目前市面上也有壓力觸發(fā)式防盜報警器、開關(guān)電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器，但是這幾種報警器都存在一些缺點。本系統(tǒng)采用了紅外傳感器，它的制作簡單、本錢低、安裝比擬方

3、便、而且防盜性能比擬穩(wěn)定、抗干擾能力強、靈敏度高、平安可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。2、 課程設(shè)計目的1. 掌握“光電檢測技術(shù)與應(yīng)用這本書理論知識的實際應(yīng)用。2. 掌握紅外線電子狗報警器的原理，進一步深入了解光電的根底知識與應(yīng)用。3. 掌握對multistim以及其他編譯軟件的熟練使用方法。4. 培養(yǎng)我們理論應(yīng)用于實踐以及獨立思考，多種思維并存的能力。5. 培養(yǎng)我們小組成員團結(jié)合作，共同努力的精神。3、 設(shè)計總原理圖4、 原理圖使用元器件清單. z-Switch單擲雙刀開關(guān)8個J3-J10Switch單擲雙刀開關(guān)1個J2滑動變阻器10K一個，R2滑動變阻器100K兩個，R4，R9電

4、阻1K5個，R1，R3，R5，R8，R10電阻5K一個，R6電阻100K一個，R7發(fā)光二極管兩個，LED1，LED2三極管2N2222A三個，Q1，Q2，Q3接地符號三個Power5V三個，power VDD 12V一個，與門7408N一個U5A或門7432N一個U2A非門74LS04N一個U4A電平觸發(fā)器74LS74D一個U3A繼電器J2一個LED-red一個 8位數(shù)值比擬器74LS85D一個 . z-5、 紅外線電子狗報警器實驗原理簡單介紹本次課程設(shè)計所設(shè)計的紅外電子狗報警器為主動對射式，主要由紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、報警模塊及報警解除模塊四局部組成，其系統(tǒng)框圖如下所示。 其根本工作原

5、理為：紅外發(fā)射模塊發(fā)射出固定頻率及固定峰值波長的紅外輻射，紅外接收模塊中的光電二極管接收到紅外發(fā)射模塊發(fā)射出的紅外輻射接收峰值波長與紅外發(fā)射模塊對應(yīng)時處于導(dǎo)通狀態(tài)，一但有不明物體擋住紅外線則導(dǎo)致光電二極管截止，此截止信號通過觸發(fā)器觸發(fā)報警裝置，使報警裝置持續(xù)報警，直到人為復(fù)位。當(dāng)主人來到后可在解除報警裝置中輸入密碼解除報警模式。6、 紅外線電子狗報警器發(fā)射電路原理及功能模塊 下列圖所示為紅外發(fā)射驅(qū)動電路： 上圖中設(shè)計是采用兩路紅外發(fā)射，在實際應(yīng)用中為了更好地實現(xiàn)防盜效果可采取更多路紅外發(fā)射，使得間距更小，甚至是使用面陣紅外墻。原理圖中的電位器可實現(xiàn)紅外發(fā)射的發(fā)射與否及控制紅外發(fā)射的強度，以實現(xiàn)

6、應(yīng)用于不同場所中所需防護入口的大小的調(diào)節(jié)。右圖為啟動仿真時開場發(fā)射紅外輻射圖其動作過程為：R2=0時，三極管的基極和發(fā)射極電壓，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，紅外發(fā)射停頓工作；調(diào)節(jié)R2使得大于導(dǎo)通電壓，三極管導(dǎo)通，開機向外發(fā)射紅外線。7、 紅外線電子狗報警器接收報警電路原理及功能模塊 紅外接收及報警觸發(fā)電路如下所示：此模塊中采用2CU型光電二極管，2CU型光電二極管的光譜圍在3801100nm，其峰值波長K=880990nm，適用于做紅外二極管的光接收器件。但由于Multisim10.0中無法仿真光照情況，本設(shè)計就用了滑動變阻器替代了如圖R4、R9所示為替代的光電二極管。其動作過程為：正常情況下光電二極

7、管接收到紅外線處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時三極管Q2、Q3的基極發(fā)射極電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)，一但有人通過防護門，經(jīng)過兩條光路的任一路，即阻斷了光電二極管接收紅外輻射，導(dǎo)致被阻斷的光電二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，電阻大大增加，進而使得其對應(yīng)的三極管導(dǎo)通，導(dǎo)通信號作為高電平經(jīng)或門傳遞到觸發(fā)器的時鐘端口，觸發(fā)器時鐘端口電位從低電平變換為高電平，變換的上升沿把觸發(fā)器Q端置成高電位，使得繼電器吸合，此時高壓報警電路導(dǎo)通，開場報警。圖中密碼控制端口可解除防盜狀態(tài)，其作用在下面將做詳細介紹。本設(shè)計中用到了D觸發(fā)器，在本仿真軟件中由于D觸發(fā)器初態(tài)不穩(wěn)定，故在開場仿真時要對觸發(fā)器進展清零操作，即圖中J1開關(guān)，此開關(guān)另外一個作用就是

8、報警復(fù)位作用。8、 紅外線電子狗報警器解除報警原理及功能模塊此模塊原理圖如下所示：解除報警裝置中，采用74LS85D8位數(shù)值比擬器進展密碼校對。這一裝置是為了區(qū)分房子主人和外人。假設(shè)主人回來，則進展密碼確認，密碼校對正確以后，報警器不會報警。假設(shè)外人來，輸入密碼錯誤，則報警器會正常工作。在74LS85S中，引腳A3接J3單擲雙刀開關(guān)，單擲雙刀開關(guān)用以控制該鍵處的上下電平電位。同理有B3接J4單擲雙刀開關(guān)，A2接J5單擲雙刀開關(guān)，B2接J6單擲雙刀開關(guān)，A1接J7單擲雙刀開關(guān)，B1接J8單擲雙刀開關(guān)，A0接J9單擲雙刀開關(guān)，B0接J10單擲雙刀開關(guān)。分別由A,B,C,D，8,7,6,5來控制，其

9、中前4位為設(shè)置密碼，后4位為校對密碼。開場時可以在電路中的key=A，key=B，key=C，key=D鍵設(shè)置起始開鎖密碼，或者在鍵盤上按數(shù)字8,7,6,5也可以實現(xiàn)。在key=8，key=7，key=6，key=5鍵進展輸入密碼并與儲存密碼比擬，或者在鍵盤上按A,B,C,D也可以。只有在輸入密碼與設(shè)置密碼一樣時，鎖才翻開在原理圖中此時*1紅燈亮.假設(shè)要加強密碼的解碼難度，則再擴展一個8位數(shù)值比擬器，構(gòu)成256種解碼方式，如下列圖所示，其中key=A，key=B, key=C, key= key=D, key=E, key=F, key=G, key=H位8位儲存密碼，key=8, key=7

10、, key=6, key=5, key=4, key=3, key=2, key=1為8位校對密碼。再原理圖中*2紅燈亮。密碼拓展原理圖如下所示：9、 課程設(shè)計總結(jié) 這次的課程設(shè)計與以往有著很大的不同，在以前的課程設(shè)計中，由教師規(guī)定用哪種軟件進展編譯，仿真，但這次是在選好課題之后，由我們自己根據(jù)實際情況去選擇適宜的軟件，因為有的元器件在*些軟件里找不到，而且如果換用其他的元器件也會帶來參數(shù)方面的不便，所以說本次課程設(shè)計很好的發(fā)揮了我們個人的特長，給了我們很大的自由空間和想象空間。本次設(shè)計，剛開場因為沒有思路，經(jīng)過上網(wǎng)查詢資料后，找到相應(yīng)的原理及電路圖，但是在連接電路圖的時候發(fā)現(xiàn)好多問題，比方光

11、電二極管在multistim里面找不到，于是我們采用滑動變阻器代替后，進展仿真，發(fā)現(xiàn)報警指示燈不亮等多個問題。于是我們專心研究其紅外線電子狗報警器的原理，然后根據(jù)所學(xué)的理論知識，一個元件一個元件的連接，功夫不負有心人，最后在我們自己的討論下，完成了一個完整的發(fā)射、接收、報警的三個模塊的電路。.在做報警模塊時，我們添加了繼電器，其作用是既可以強電工作，也可以弱電工作，由于接收器接收的信號比擬微弱，但報警時我們需要的大的強的信號，所以根據(jù)強磁場原理，繼電器會吸合，使得報警器工作。然而在實際運用時，發(fā)現(xiàn)仿真不成功，并彈出一個窗口提示：沒有總的地線。經(jīng)過屢次測試編譯，才知道，原來是繼電器直接接地了，需

12、要在繼電器開關(guān)處串聯(lián)一個電阻，使得兩個電壓源不是并聯(lián)狀態(tài)。后來經(jīng)過談?wù)?，大家發(fā)現(xiàn)一個問題，本設(shè)計電路沒有解除系統(tǒng)，于是我們加了一個密碼鎖的模塊，當(dāng)輸入密碼正確時，接收電路和報警電路不工作，當(dāng)輸入密碼錯誤時，整個電路正常工作。其中報警裝置采用的是74LS85D8位數(shù)值比擬器，這樣就很好的控制了報警器。遺憾的是，由于我們實際能力問題，我們的密碼鎖設(shè)置的比擬簡單，就是一個四位二進制代碼，一共有16種解碼方式。但是如果想在此根底上加深密碼鎖的解鎖難度，我們可以多加幾個74LS85D8位數(shù)值比擬器，構(gòu)成更多位密碼。 通過這次課程設(shè)計，我們深刻的體會到了理論根底的重要性，在以后的學(xué)習(xí)中，一定要認真學(xué)懂理論知識，學(xué)以致用。1、通過對文獻資料的參照查找與比照，以及對仿真軟件Multisim的學(xué)習(xí)，不僅制作出了數(shù)字密碼鎖電路的全過程設(shè)計，調(diào)試，而且初步學(xué)會了如何設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)。并且對電子密碼鎖的原理也懂了很多。在查找文獻資料中不僅能學(xué)到許多東西，而且學(xué)會可許多解決問題的方法；而對Multisim的學(xué)習(xí)，則更加提高了自己時間操縱的能力。2、對課程設(shè)