于秀云 赤峰農(nóng)牧學(xué)校 024031

無線防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

于秀云 赤峰農(nóng)牧學(xué)校 024031

隨著人們生活水平的不斷提高,數(shù)字電子控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中無線防盜報警器就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字電子技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。

無線報警器;發(fā)射機(jī);接收機(jī);控制部件

Wireless Alarm;Transmitter Receiver; Control unit

無線防盜報警系統(tǒng)，它是由接收機(jī)和發(fā)射機(jī)組成，可同時音響報警。此報警器適宜配合無線電裝置可控制100米、500米、1000米、2000米系列報警，具體的控制距離，由用戶自行決定。無線電接收機(jī)和發(fā)射機(jī)均采用成品電路，因而控制距離由成品無線電裝置來決定，使用比較方便。發(fā)射機(jī)在進(jìn)行正常的監(jiān)控時不耗電，這樣的發(fā)射機(jī)可以很方便地用電池組來決定，使用比較方便。各報警發(fā)射機(jī)的監(jiān)控頭配以不同的控制部件，可以實(shí)現(xiàn)防盜、防火等報警，安裝使用非常方便。

一、總體設(shè)計(jì)方案

1.1 無線防盜報警器的基本原理

由于本設(shè)計(jì)是無線四路防盜報警器，它由1臺接收機(jī)和4臺發(fā)射機(jī)組成。接收機(jī)可以接收4個發(fā)射機(jī)（其頻率都是一樣的，只是編碼脈沖不同）發(fā)來的報警信號，并且加以區(qū)別，進(jìn)行譯碼，然后以數(shù)字顯示的形式將這4臺發(fā)射機(jī)識別出來，同時音響報警！

無線四路防盜報警器總體設(shè)計(jì)方框圖由圖1所示。

從圖1中可知，整套報警器共有兩大部分，一部分由防盜監(jiān)控頭和發(fā)射機(jī)等組成；另一部分由接收、譯碼、顯示、報警電路組成。其中控制發(fā)射部分共有4個相同的發(fā)射裝備，組成一個監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)，然后將信息傳遞到接收機(jī)中。

1.2 報警頭的基本原理

各報警頭發(fā)射機(jī)的監(jiān)控頭配以不同，可以實(shí)現(xiàn)防盜、防火等報警，安裝使用方便。圖2是無線4路報警器所配備不同的4種報警控制元件進(jìn)行監(jiān)控。不論采用哪種方式，報警頭的最后結(jié)果均應(yīng)使接點(diǎn)連接，完成報警信號的傳入。

二、無線電發(fā)射、接收、顯示、報警電路

圖3 脈沖編碼無線電發(fā)射電路

2.1 脈沖編碼無線電發(fā)射電路

如圖1所示本無線防盜報警器是由控制發(fā)射部分和接收報警部分構(gòu)成。無線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)均采用成品電路，因此控制距離由成品無線電裝置來決定，使用比較方便。發(fā)射機(jī)在進(jìn)行正常的監(jiān)控時不耗電，這樣的發(fā)射機(jī)可以很方便地用電池組供電。正常情況下，一年更換一次電池即可。

如圖3是脈沖編碼無線電發(fā)射電路。此圖的發(fā)射機(jī)是和接收機(jī)配套使用的成品機(jī)器。當(dāng)圖2中的繼電器J1吸合時（報警時），其觸點(diǎn)J1—1閉合，將繼電器自行鎖住，保持J1吸合將繼電器自行鎖住，保持J1吸合。這個作用可防止小偷進(jìn)入現(xiàn)場后，將門窗或其他物件恢復(fù)原狀態(tài)時，J1又釋放。由于J1—1的左右，電路可記住有人進(jìn)入現(xiàn)場。同時，J1—2也閉合，接通圖3電路電源，即電路工作開始。

由于IC1555時基電路和外圍阻容元件組成的多諧振蕩電路，產(chǎn)生方波脈沖CP信號，其幅值V=11伏特，I=200毫安，當(dāng)IC1②腳為高電位時，IC1③腳向外輸出信號；當(dāng)IC1④腳為低電平時，振蕩停止。下面是分析脈沖編碼無線電發(fā)射電路的工作條件。

當(dāng)K2—K5鍵中某鍵接通時（4臺發(fā)射電路中的K2—K5鍵連通情況均不相同）J1—2閉合，整個電路得電，此時b點(diǎn)電位呈低電平，BG1截止，IC1④腳為高電位，多諧振蕩器開始振蕩，IC1③腳輸出CP脈沖信號。這一CP信號分兩路送出，一路直接輸入到IC2⒁CP端（CP脈沖引入觸發(fā)端），使IC2開始計(jì)數(shù)；另一路經(jīng)電阻R10使BG3導(dǎo)通，使發(fā)射機(jī)工作。CP脈沖每來一個，BG3導(dǎo)通一次，發(fā)射機(jī)也工作一次。IC1發(fā)送幾個CP脈沖，發(fā)射機(jī)向空中發(fā)射電磁波幾次。發(fā)射機(jī)的發(fā)射次數(shù)和多諧振蕩器向IC2⒁腳CP端送進(jìn)的脈沖個數(shù)相同。當(dāng)IC2計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到和所連鍵數(shù)相同時，相應(yīng)的IC2輸出端變?yōu)楦唠娖?。這樣一來b點(diǎn)電位變高了。為了說明起見，舉例如下：

假定我們將K4鍵連通（圖示位置），J1—2閉合后，b點(diǎn)為低電位，多諧振蕩器工作，IC1③腳輸出CP脈沖。當(dāng)③腳送出四個脈沖后，IC2的⑩腳“4”端呈高電平，b點(diǎn)電位變高（此高電位由R5提供），BG1導(dǎo)通，使IC1④腳“強(qiáng)制復(fù)位”端電位變低，IC1強(qiáng)制復(fù)位，IC1③腳保持復(fù)位狀態(tài)—低電平。

當(dāng)完成計(jì)數(shù)和C P脈沖發(fā)射任務(wù)后，IC2的計(jì)數(shù)內(nèi)容應(yīng)清除，這個清零任務(wù)由清零電路完成。

當(dāng)IC2計(jì)數(shù)時，IC2③腳“0”端將由高電位變成低電位，但是由于C1的作用BG2仍然處于飽和狀態(tài)，d點(diǎn)還是呈低電位，以便IC2完成計(jì)數(shù)，當(dāng)IC2計(jì)數(shù)停止一段時間后，C2放電完閉，BG2截止，d點(diǎn)電位變高，IC2“R”端（復(fù)位）為高電平，I C2立即清零復(fù)位。之后，電路又重復(fù)上述過程，發(fā)射機(jī)不斷地向空中發(fā)射這一組編碼信號，直到保衛(wèi)人員將圖2中的電源開關(guān)K關(guān)斷為止。

以上介紹的是無線防盜報警器一臺發(fā)射機(jī)的工作原理。此設(shè)計(jì)是4臺發(fā)射器組成的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可以按圖3的電路制作相同的4臺電路就可以了。4臺發(fā)射器應(yīng)該具備以下幾點(diǎn)：

①4臺相同的發(fā)射器電路必須配備4臺頻率相同的發(fā)射機(jī)。

②4臺發(fā)射機(jī)中的編碼開關(guān)所連通的位置要分開，并且每臺發(fā)射機(jī)安放的位置要在接收機(jī)中以數(shù)碼的形式編號，這樣好區(qū)分。發(fā)射器中的K2—K5位置與接收機(jī)譯碼數(shù)字顯示關(guān)系見表1。

2.2 接收、顯示、報警電路

圖1 總體設(shè)計(jì)方框圖

圖2 報警控制元件

如圖4是無線防盜報警器的接收電路部分。從圖中可以看出，無線電接收機(jī)發(fā)射機(jī)送來的高頻信號接收下來后，轉(zhuǎn)換成CP脈沖信號（接收機(jī)電路中就有整形電路）被IC1CC4017計(jì)數(shù)分配計(jì)數(shù)。

CC4017是一種用途很廣泛的約翰遜十進(jìn)制的計(jì)數(shù)分配器。CR為異步清零端，高電平有效，CR＝1時計(jì)數(shù)被清零為0000狀態(tài)，強(qiáng)制譯碼器輸出Y1-Y9全為低電平，而Y0和進(jìn)位輸出CO為高電平。CP為時鐘端，為時鐘允許控制端，低電平有較， ＝0時，在CP上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，由于此器件的CP輸入端具有施密特性，對CP脈沖的上升沿和下降沿均無特殊要求。當(dāng)CP＝1時，在的下降沿也能進(jìn)行計(jì)數(shù)。Y0-Y9是十個譯碼輸出端，高電平有效，其中的每一個輸出僅在十個CP計(jì)數(shù)脈沖周期的一個周期內(nèi)能有序地變?yōu)楦唠娖?。CO為進(jìn)位輸出端，當(dāng)計(jì)數(shù)到5～9時CO輸出為低電平，當(dāng)計(jì)數(shù)到0～4或者在CR＝1時，CO輸出高電平，進(jìn)位輸出CO出可以作為十分頻輸出，也可以用級聯(lián)輸出，以擴(kuò)展其功能。由波形圖可知，它有兩個時鐘脈沖輸入端，即CP和INH，兩者分別為沙沙功能沿和下降沿觸發(fā)輸入脈沖，CR為異步清零使能端，當(dāng)CR=1時，Q0為一電平，Q1—Q9均為0電平；當(dāng)CR=0時各Q端有譯碼輸出。

下面我們還是以發(fā)射機(jī)中講的例子進(jìn)行討論：

由某發(fā)射機(jī)送來的四個CP脈沖被接收機(jī)接收以后，送入IC1⒁腳CP端并計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)完畢后，IC1⑩腳“4”端呈高電平，輸入給IC2CH233頻道指示專用電路③腳“3”端，經(jīng)IC2內(nèi)部譯碼后，驅(qū)動一個共陰極LED數(shù)碼顯示一個“3”字。說明“3”發(fā)射器所處位置有盜情。

同時，LED顯示時，在限流電阻R4兩端產(chǎn)生4～8伏（次電位差視LED材料、尺寸等而定）的壓降，足以推動BG2導(dǎo)通，繼電器J2—2閉合時，帶動蜂鳴器報警。

同理，當(dāng)IC1計(jì)數(shù)時，IC1③腳“0”端電位由高變低。但由于有C1放作用，a點(diǎn)電位仍然為低電位，使IC1正常計(jì)數(shù)。IC1計(jì)數(shù)完畢后，C1放電結(jié)束，BG1截止，a點(diǎn)電位為高，IC1清零。之后，IC1③腳“0”端又恢復(fù)高電位，a點(diǎn)電位變低，準(zhǔn)備重新計(jì)數(shù)。發(fā)射器不斷送來報警信號，接收器也就不斷顯示相應(yīng)數(shù)碼，而蜂鳴器將一直發(fā)聲、發(fā)光（采用12伏公共汽車用蜂鳴器）。直到關(guān)閉發(fā)射器的K開關(guān)，這時接收機(jī)字符才不閃動，說明一切恢復(fù)正常，請你按一下圖4電路中的K，清除音響。而后一切又恢復(fù)正常準(zhǔn)備狀態(tài)。

本設(shè)計(jì)在應(yīng)用時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

⑴在報警時，字符數(shù)碼管每過約兩秒鐘消失一次，而后又顯示字符，又消失，又顯示……重復(fù)顯示。這是由于發(fā)射機(jī)在不斷發(fā)送報警信號的結(jié)果。而音響是始終都有的。在無報警信號時，字符數(shù)碼管不顯示任何字符。

⑵圖4中延時單元R1*C1時應(yīng)小于圖3中的R7*C2時間，安裝時要按圖中給定的數(shù)值選用。

⑶圖4中的IC1②腳“1”端沒用，這是考慮到外界的各種干擾信號可能串入接收機(jī)中造成機(jī)器誤動作而采取的措施。如果萬一有干擾信號串進(jìn)接收機(jī)中，由于第一位沒用，這個脈沖干擾波對機(jī)器無任何影響。而且由于電路中設(shè)有自動清零電路，即這樣一個干擾波進(jìn)入電路后，也會被清零電路從計(jì)數(shù)器中清除出去。這樣的設(shè)計(jì)提供了電路的抗干擾性，這在實(shí)際應(yīng)用中是很有作用的。

表1 發(fā)射機(jī)中K2—K5位置與接收譯碼數(shù)顯關(guān)系

圖4 無線防盜報警器的接收電路

圖5 接收電路的電源

圖5是接收電路使用的電源。由于接收機(jī)長期處于工作狀態(tài)，耗電量較大，所以宜于交、直流電源供電。如果用蓄電瓶，可將圖5中的R6、R7、D3省去，這樣一來市電可以向電瓶浮充電，以保證接收機(jī)正常工作。

三、調(diào)試與使用

本設(shè)計(jì)，用戶只要按圖中元件型號、數(shù)值選用組裝即可使用，不用調(diào)試。只是要保證圖4電路中的IC1CP引入端幅值滿足輸入高電平大于8伏，低電平小于4伏即可，這就要求使用9～12伏的接收機(jī)進(jìn)行配套。

With the development of people's life,digital electronic control is definitely one of people's pursuit.Its convenience is unde，nWiairbeleless burglar alarm is a typical exam，pleBut people's requirements are higher and higher.If we want to provide better and more convenient equipments for people's work，resarch and life，we must start from the digital technology, everything should be developed to digital control and intelligent control.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.078