感測器報警裝置設計

A. 超市門口的防盜警報器的工作原理

原理如下：

1.檢測器一般由發射器和接收器兩個部分組成。其基本原理是利用發射天線將一掃描 帶發射出去，在發射天線和接收天線之間形成一個掃描區，而在其接收范圍內利用接收天線將這頻帶接收還原，再利用電磁波的共振原理來搜尋特定范圍內是否有有效標簽存在，當該區域內出現有效標簽即觸發報警。

2. 電子標簽其內部結構是一個Lc振盪迴路，以特殊方式安裝在商品上，只有經過專用解碼器、開鎖器才能將其解除。市場上出現的電子標簽有軟標簽、硬標簽、酒瓶保護器、奶粉防盜標簽、CD/磁帶保護盒等。

3. 解碼器是軟標簽失效的裝置。市面上常用的是非接觸式解碼器，只要營業員將標簽通過解碼器上方20cm以內便可解碼。解碼器可配合POS激光收銀平台使用。開鎖器是快速、方便、簡單地將各種硬標簽取下的裝置。

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防盜是指防止利用不正當的行為非法侵害他人財產及公共財產，或占為已有的行為。

不論是百貨商場還是超市，開架銷售店中最容易丟失的商品種類主要集中在化妝品、洗發用品、香煙、膠卷、電池、巧克力、服裝/服飾(如羊絨衫、裘皮大衣、皮衣等)、CD/VCD這類價格較高而又方便攜帶的商品。這類商品的丟失約佔到商場損失的50%～70%。如果把他們有效保護起來，會對整個損失的減少有很大幫助。

在開放式的賣場中，把最容易失竊的商品陳列在售貨員視線最常光顧的地方，即使售貨員在很忙的時候，也能兼顧照看這些商品，這樣，會增加偷竊作案的困難，有利於商品的防盜；另外，最容易失竊的商品也不應該放置在靠近出口處，因為人員流動大，售貨員不易發現或區分偷竊者。

此外，還可以採取集中的方式，在大賣場當中把一些易丟失、高價格的商品集中到一個相對較小的區域，形成類似「精品問」的購物空間，也是一種很好的「安全」的商品陳列方式，非常有利於商品的防竊。要把損失降到最小，除了「安全」的陳列方式之外，還要安裝先進的電子商品防盜系統。

B. 紅外無線報警器的設計論文

自己找到希望對你有幫助。該裝置電路原理見圖1。由紅外線感測器、信號放大電路、電壓比較器、延時電路和音響報警電路等組成。紅外線探測感測器IC1探測到前方人體輻射出的紅外線信號時，由IC1的②腳輸出微弱的電信號，經三極體VT1等組成第一級放大電路放大，再通過C2輸入到運算放大器IC2中進行高增益、低雜訊放大，此時由IC2①腳輸出的信號已足夠強。IC3作電壓比較器，它的第⑤腳由R10、VD1提供基準電壓，當IC2①腳輸出的信號電壓到達IC3的⑥腳時，兩個輸入端的電壓進行比較，此時IC3的⑦腳由原來的高電平變為低電平。IC4為報警延時電路，R14和C6組成延時電路，其時間約為1分鍾。當IC3的⑦腳變為低電平時，C6通過VD2放電，此時IC4的②腳變為低電平，它與IC4的③腳基準電壓進行比較，當它低於其基準電壓時，IC4的①腳變為高電平，VT2導通，訊響器BL通電發出報警聲。人體的紅外線信號消失後，IC3的⑦腳又恢復高電平輸出，此時VD2截止。由於C6兩端的電壓不能突變，故通過R14向C6緩慢充電，當C6兩端的電壓高於其基準電壓時，IC4的①腳才變為低電平，時間約為1分鍾，即持續1分鍾報警。
由VT3、R20、C8組成開機延時電路，時間也約為1分鍾，它的設置主要是防止使用者開機後立即報警，好讓使用者有足夠的時間離開監視現場，同時可防止停電後又來電時產生誤報。
該裝置採用9－12V直流電源供電，由T降壓，全橋U整流，C10濾波，檢測電路採用IC5 78L06供電。本裝置交直流兩用，自動無間斷轉換。
元器件選擇與製作
元器件清單見下表。 編號名稱型號數量編號名稱型號數量R1電阻47K1C10電解電容470u/25V1R2電阻1M1C11滌綸電容0.1u1R3電阻1K1VD1－VD5整流二極體IN40015R4電阻4.7K1U全橋2A/50V1R5、R6、R9、R12、R13、R15、電阻100K (R12為線性微調電阻)6VT1晶體三極體90141R7、R10、R11、R17電阻10K4VT2晶體三極體MPSA13 0.5A 30V 1R8、R16電阻300K2VT3晶體三極體80501R14電阻470K1IC1紅外線感測器Q741R18電阻2.4K1IC2運算放大器LM3581R19電阻220Ω1IC3比較器LM3931R20電阻560K1IC4三端穩壓器78L061C1、C2、C6、C8、C9電解電容47u/16V (C2、C5用鉭電解）5BL電磁訊響器U=12V1C3、C5電解電容22u/16V2T電源變壓器12V 5W1C4滌綸電容0.01u1S鈕子開關1C7電解電容220u/16V1IC1採用進口器件Q74，波長為9－10um。IC2採用運放LM358，具有高增益、低功耗。IC3、IC4為雙電壓比較器LM393，低功耗、低失調電壓。其中C2、C5一定要用漏電極小的鉭電容，否則調試會受到影響。R12是調整靈敏度的關鍵元件，應選用線性高精度密封型。
製作時，在IC1感測器的端面前安裝菲涅爾透鏡，因為人體的活動頻率范圍為0.1－10Hz，需要用菲涅爾透鏡對人體活動頻率倍增。
安裝無誤，接上電源進行調試，讓一個人在探測器前方7－10m處走動，調整電路中的R12，使訊響器報警即可。其它部分只要元器件質量良好且焊接無誤，幾乎不用調試即可正常工作。
本機靜態工作電流約10mA，接通電源約1分鍾後進入守候狀態，只要有人進入監視區便會報警，人離開後約1分鍾停止報警。如果將訊響器改為繼電器驅動其它裝置即作為其它控制用。 </B>

C. 基於熱釋電紅外感測器的無線監控報警系統設計 熱釋電紅外感測器

本設計旨在製作出一種功能強大的報警系統，在出現緊急情況時能及時通知當事人，即便其不在現場附近，並自動呼叫報警。相比普通的報警器，本設計將重點放在遠程語音報警上，只要接上適當的感測器就可組成防盜報警、火災報警、煤氣泄露報警等多功能報警系統，並附加實現一些智能控制功能，賦予報警系統更強大和完整的功能，以滿足人們對安全報警的需求。本系統基於電話網路但是與電話互相獨立不會影響電話的正常使用，並通過語音提示操作，人機交互友好。

系統原理及系統框圖

本系統主要包括電話自動摘機和掛機電路，DTMF信號收發電路，語音提示電路，報警電路，鍵盤顯示電路，人體信號檢測電路，編碼電路，無線發射電路，以及作為主核心的單片機控制電路，系統結構框圖如圖1所示。我們設定報警部分為本系統主體工作部分，即實時監控房內安全情況，在軟體上表現為主循環，當有振鈴信號或設定信號時才中斷去執行相應操作。在此我們需要對人體的紅外輻射敏感並且抗干擾(如小動物等)的感測器，為此我們選用被動式熱釋電紅外探測器，並在它的輻射照面覆蓋特殊的菲尼爾濾光片，使環境的干擾受到明顯的控製作用。設定部分的功能是存儲報警時需要撥打的號碼，並設定主人身份驗證密碼。為了系統的簡潔採用液晶屏顯示。

當紅外線人體檢測電路檢測到有人體入侵時，編碼電路將該檢測探頭的地址編碼，並且經過無線發射電路將檢測到有人體入侵的探頭的地址發送給無線接收電路，經CPU解碼後，LED顯示報警地址，同時發出聲光報警或者向主任撥打預先設定的電話進行報警。

信號檢測電路

信號檢測電路主要由熱釋電紅外檢測探頭SD02和BISS0001信號處理電路組成。

信號檢測電路如圖2所示。配以濾波鏡片和阻抗匹配用場效應管組成的熱釋電紅外感測器，以非接觸方式檢測出來自人體的紅外輻射並將其轉換成電信號，經BISS0001中的運放N1的前置放大、運算放大器N2的第二級放大，將直流電位抬高為內置電壓Um後送到由比較器N4、N5組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發信號Us。由於內置電壓UH≈0.7UDD、UL≈0.3UDD，當UDD=5V時，可有效地抑制±1V的雜訊干擾。N3作為條件比較器，當輸入電壓Uc小於內置電壓UR(≈0.2UDD)時，N3輸出衡拆為低電平封住了Us向下級遞送。而當Uc>UR時，N3輸出為高電平，打開與門N7，此時若有觸發信號Us的上跳變前沿到來，則可啟動延時定時器，同時Uo輸出為高電平。比較器的域值選取很重要，域值太低易誤報，太高則靈敏度低。
在定時周期Tx內，BISS0001的輸出端2為高電位，則晶體管VT1飽和導通，其集電極為低電位，將這一信號送到由單片機及無線發射電路組成的編碼及無線發射電路，接到編碼用的單片機的P0.0口，單片機將該探頭編碼後通過無線發射；在Tx結束時，BISS0001進入封鎖周期Ti，其輸出端變為低電平，晶體管截止，其集電極為高電平。BISS0001的1腳(A端)與電源相連，使信號檢測電路處於重復觸發。Tx定時間隔可由BISS0001的3腳和4腳上咐緩棗所接的電阻和電容來確定。信號檢測探頭仰角可在120。范圍內調節，並通過改變仰角來進行實際探測距離的調節，我們可通過實際測試來調整，也可以調整信號檢測電路中的可調電阻RP來調整探頭的檢測距離，本設計電路可探測距離為30m。

編碼電路島無線收發射模塊

編碼電路和無線發射電路由單片機和收發一體晶元nRF401組成，其電路外圍元件少，電路簡單。

本設計中採用挪威Nordic公司新推出的集發射接收為一體的nRF401無線數傳晶元，它是一個為433MHz ISM頻段設計的真正哪穗單片機UHF無線收發晶元，採用FSK調制解調技術。採用高增益天線的情況下傳輸距離可達3000m。
編碼及無線收發射電路如圖3所示。通過AT89C5l的P2.0口控制射頻晶元的PWR_UP，使其為「1」時表示進入正常工作模式，為「0」時表示進入待機模式；P2.2接射頻晶元的CS，控制發送接收頻率，為「1」表示工作頻率為434.32MHz。為「0」表示工作頻率為433.92MHz。P2.1控制射頻晶元的TXEN端，使其為「1」表示進入發送模式，為「0」表示進入接收模式。

MT8880與AT89C51及語音電路的介面

DTMF信號發送/接收電路採用MITEL公司推出的專門用於處理DTNF信號的專用集成電路MT8880晶元，不僅具有接收和發送DTMF信號的自動撥號功能，還可以檢測電話干線上撥號音、回鈴音和忙音等信號音。適合與單片機介面，外圍電路簡單。
MT8880內部有5個寄存器，分別為接收數據寄存器、發送數據寄存器、收發控制寄存器CRA和CRB以及收發狀態寄存器。在本設計中，僅採用發送數據寄存器、收發控制寄存器CRA和CRB發送DTMF信號實現自動撥號功能。發送數據寄存器中的數據決定要發送的雙音頻信號的頻率，因此只能向發送數據寄存器寫入數據。兩個收發控制寄存器佔用同一個地址，因此根據CRA中的寄存器選擇位的值決定是否對CRB進行操作。

ISDl420語音晶元採用直接模擬存儲技術，且錄放音質極好，並有一定的混響效果；它的外圍元件簡單，僅需簡單的阻、容器件即可組成簡單的錄、放音電路；無須後備電源，信息存儲時間長，不需要專用的編程器及語音開發器；具有較強的選址能力，可把存儲器分成160段來管理，形成最小的錄放時間為125ms。在本設計中，因需要四段報警提示語音，因此在語音分段方法設計時均將每段語音設為5s，其起始地址分別為00000000B、00101000B、01010000B、01111000B。
ISDl402的數據口A3、A4、A5、A6分別接單片機埠擴展晶元8255的PB0、PB1、PB2、PB3口，A0、A1、A2、A7接地，PLAYL接8255的PB5腳，SP經電容C14將語音信號偶合後送去電話介面電路。當按下開關SB1，錄音指示LED發光並同時開始錄音。當有警情時，單片機控制DTMF信號發送/接收電路自動撥打電話，電話接通後單片機根據不同的探測器送來的信號向ISDl420發送要放哪一段錄音的指令和 放音指令。ISD 1420則將語音信號送到電話介面電路，等待放音完畢以後，單片機發送掛機命令，報警完畢。
MT8880的DO～D3口分別接8255的PA0～PA3口，CLK2接PA4口，R/W接PA5口，RSO接PA6口，CS接PA7口，IRQ接主控電路處理器89C51的TO口，用來記錄各種脈沖的個數。來自語音電路的信號經過R44送到電話線上去。繼電器K用來控制摘掛機，晶體管的B極接主控電路處理器89C51的P1.2口，當P1.2為「1」時，V2導通，繼電器K閉合，電話接通，當P1.2為「0」時，V2截止，電話掛機。
主控電路處理器89C51的P0口分別接8255的DO～D7口和74HC373的DO～D7口，74HC373的Q0和Q1分別接8255的A0和A1，89C51的P2.5、P2.6、P2.7分別接74HCl38的A、B、C口，74HCl38的YO接8255的CS端。

軟體設計

1.信號音的識別方法
系統在巡檢到警情信號後就模擬摘機。為了識別模擬摘機後電話系統是否處於可撥號的狀態、電話撥完號碼後電話是否接通以及對方是否摘機接聽電話等幾種狀態，系統必須進行信號音的識別。為了識別信號音，必須知道各種信號音的特性。各種信號音特性如下。
撥號音：450±25Hz連續蜂音。
忙音：0.35s斷0.35s通的450±25Hz蜂音，音段周期為0.7s。
回鈴音：4s斷ls通的450±25Hz蜂音，音段周期為5s。
這些電話信號均是模擬信號，然而單片機是無法識別模擬信號的，故必須先將模擬信號轉換為脈沖信號，然後再根據脈沖信號的脈沖個數進行識別。這些電話音頻信號的脈沖個數計算公式為N=tm/T。其中，N為每音段周期的脈沖個數；T為電話音頻信號的音頻周期，單位為s；tm為信號音段周期的導通時間，單位為s。
在實際使用中，主要需要識別撥號音、忙音和回鈴音。分析這3種信號的特性可以看出，在一定的計數時間內，其脈沖個數是不一樣的。在本設計中採用2s計數判斷撥號音，採用2.8s(即4個忙音周期)判斷是否為忙音。隨後採用1s為一個計數單元，採用計五次後的累加脈沖數來判斷對方是否接聽電話。若有，則放相應的報警提示語音；否則再計1s，然後計算最後5s內的脈沖數，再次判斷對方是否摘機。如此反復。直到超過等待時間仍沒有人接聽電話就掛機。由於干擾和一些其他因素的存在，難免會有誤判的現象而導致漏報警情。因此採取在所有預先設定的電話至少有一個撥通就只撥一遍。如果全部投撥通或者沒人接聽則把所有預存電話重撥一遍，這樣漏報報警的概率就非常低以致可忽略不計。

2.軟體流程圖及撥號程序
自動撥號程序的流程圖如圖4所示。
3.編程過程中應注意的幾點
首先，MT8880的DTMF產生器是發送部分的主體，它產生全部16種失真小、精度高的標准雙音頻信號，這些頻率均由3.579545MHz晶體振盪器分頻產生。電路由數字頻率合成器、行/列可編程分頻器、開關電容式D/A變換器組成。行和列單音正弦波經混合、濾波後產生雙音頻信號。通過DTMF編解碼表把編碼數據寫入MT8880發送寄存器產生單獨的fLOW和fHIGH，一旦編碼錯誤就會導致撥號失敗，故在編程過程中要十分小心。
其次，在摘機後應延時一段時間再去判斷摘機音，因為本系統採用機械繼電器實現自動摘機，故應考慮繼電器的響應時間。 最後，一個電話號碼撥完後不能立即撥下一個電話號碼，應保證掛機的最短有效時間以確保前一電話號碼確實已掛機，否則撥下一個電話號碼時會沒有撥號音。

結論

該系統編碼解碼都用軟體方式實現，傳輸方式採用雙向傳輸。如果發生警情，則向主機發送一數據串，該數據串由以下幾個部分組成：4位地址碼，8位數據碼，1位起始位，1位奇偶校驗位。主機接收到數據後首先進行校驗，如果數據有錯則要求重新發送剛才的數據，直到正確。接收到正確的數據信息後，接下來的工作就是核對地址碼，如果地址碼與主機設置的地址相同則表明該數據可能是來自本系統外的設備發送的數據，不進行解碼，收到與主機設置地址相同的數據才進行解碼。