周潔 防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)課題名稱(chēng) ： 防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)電路專(zhuān) 業(yè) ：班 級(jí) ：姓 名 ：學(xué) 號(hào) ：指導(dǎo)教師 ： 完成日期 ：目 錄 摘要 . 3引言.31 方案討論 . 41.1 方案一 . 41.2 方案二 . 41.3 方案比較 . 52 原理說(shuō)明 . 63 單元電路 . 73.1 倍頻振蕩器電路 . 83.2 隔離振蕩器電路 . 83.3高頻放大輸出電路 . 93.4 報(bào)警音效電路 . 93.5 電源電路 . 104 元件選擇 . 115 元件清單 . 126 電路總圖 . 147 仿真分析 . 158 心得體會(huì) . 171 摘要本次課設(shè)主要完成了無(wú)線(xiàn)防盜報(bào)警器的電路設(shè)計(jì)工作。電路的主

2、要功能是當(dāng)房間被撬開(kāi)時(shí)，電路能發(fā)射出高頻載波信號(hào)，此信號(hào)可通過(guò)FM調(diào)頻收音機(jī)接收。主要方法是利用振幅調(diào)制的原理，將石英晶體產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)八倍放大后做為高頻載波，用報(bào)警音效對(duì)其進(jìn)行調(diào)制。在課設(shè)中，由于仿真軟件條件限制，沒(méi)能仿真出最終結(jié)果。但是經(jīng)過(guò)科學(xué)的理論分析可得出，此電路是能夠完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的。家庭自動(dòng)化系統(tǒng)是適應(yīng)生活對(duì)家庭功能逐漸增長(zhǎng)的需求起來(lái)的一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的、構(gòu)成和配置因國(guó)度、家庭的實(shí)力、家庭的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及個(gè)人喜好的不同而不同。因此，家庭自動(dòng)化系統(tǒng)的配置與住宅小區(qū)的定位（安置型、實(shí)用型、舒適型還是豪華型）以及住戶(hù)的類(lèi)型比例（經(jīng)濟(jì)實(shí)力、知識(shí)結(jié)構(gòu)等）有著密切的關(guān)系。引言在當(dāng)今高速發(fā)展的中，人們

3、對(duì)自身所處的環(huán)境越來(lái)越關(guān)心，居家安全已成為當(dāng)今小康之家優(yōu)先考慮的。當(dāng)您上班家中無(wú)人，或者僅有老人孩子在家，或者您晚上在家熟睡，您必須確保家庭成員和財(cái)產(chǎn)的絕對(duì)安全。，眾多住宅小區(qū)的安防防犯主要倚靠安裝防盜窗、防盜門(mén)以及人工防犯。這樣不僅有礙美觀，不符合防火的要求、而且不能有效地防止壞人的侵入?，F(xiàn)在全國(guó)都在開(kāi)展建設(shè)安全文明的小區(qū)活動(dòng)，提出取消防盜網(wǎng)，“走出牢籠”的口號(hào)。因此為配合捷報(bào)花園的現(xiàn)代化管理，擔(dān)當(dāng)起整個(gè)小區(qū)的安全保衛(wèi)，給住戶(hù)一個(gè)安全舒適的居住環(huán)境，本方案提供一套技術(shù)先進(jìn)、性能完善的AURINE家庭報(bào)警系統(tǒng)，組成小區(qū)內(nèi)的智能安全防范系統(tǒng)。AURINE作為一家專(zhuān)業(yè)安全服務(wù)公司，采用先進(jìn)的技術(shù)，

4、加以豐富的保安實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，向社會(huì)提供各種超值安全設(shè)備服務(wù)，給用戶(hù)帶來(lái)安全和放心。22 總體方案設(shè)計(jì)1 方案討論1.1 方案一用倍頻振蕩器，隔離振蕩器，高頻放大輸出電路，報(bào)警音效電路和電源電路組成無(wú)線(xiàn)防盜報(bào)警電路。用戶(hù)可使用FM調(diào)頻收音機(jī)在遠(yuǎn)處接收到報(bào)警信號(hào)。將BC產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率信號(hào)經(jīng)倍頻振蕩器四倍頻放大后，送入隔離放大器進(jìn)一步二倍頻放大，產(chǎn)生八倍頻超高頻信號(hào)加至高頻放大輸出電路。報(bào)警音效電路通電工作后，從IC1的OUT端輸出報(bào)警音效電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)V4放大后，用變化的音頻振蕩信號(hào)對(duì)超高頻振蕩信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的高頻載波信號(hào)通過(guò)W發(fā)射出去。用戶(hù)在遠(yuǎn)處通過(guò)FM調(diào)頻收音機(jī)即可接收到報(bào)警音響信號(hào)

5、。1.2 方案二用無(wú)線(xiàn)發(fā)射器電路，無(wú)線(xiàn)接收?qǐng)?bào)警器電路，穩(wěn)壓濾波電路，延時(shí)報(bào)警開(kāi)關(guān)電路等組成無(wú)線(xiàn)防盜報(bào)警電路。無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路由無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊IC1，電源開(kāi)關(guān)S1和電池GB1組成，無(wú)線(xiàn)接收?qǐng)?bào)警器電路由無(wú)線(xiàn)接收模塊IC2，功率開(kāi)關(guān)集成電路IC4和語(yǔ)音報(bào)警揚(yáng)聲器HA等組成，穩(wěn)壓濾波電路由三端穩(wěn)壓器IC3和濾波電容器C2組成，其作用是為無(wú)線(xiàn)接收模塊IC2提供+5V工作電壓，延時(shí)報(bào)警開(kāi)關(guān)電路由功率開(kāi)關(guān)集成電路IC4和電容器C3，電阻器R2等組成，可控制語(yǔ)音報(bào)警揚(yáng)聲器HA每次發(fā)聲時(shí)間不少于30s。S2為復(fù)位開(kāi)關(guān)。無(wú)線(xiàn)發(fā)射器由房間主人隨身攜帶，無(wú)線(xiàn)接收?qǐng)?bào)警器安裝在受控門(mén)上。當(dāng)房間關(guān)閉時(shí)，按扭S2及IC4內(nèi)部的電子

6、開(kāi)關(guān)均處于斷開(kāi)狀態(tài)，整個(gè)遙控接收警報(bào)語(yǔ)音電路不工作。3房間主人開(kāi)門(mén)時(shí)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)射器向接收?qǐng)?bào)警器發(fā)出控制指令，此時(shí)，內(nèi)部電子開(kāi)關(guān)仍處于斷開(kāi)狀態(tài)，報(bào)警器不發(fā)聲。當(dāng)竊賊撬開(kāi)房門(mén)時(shí)，IC2無(wú)法得到無(wú)線(xiàn)遙控指令，其內(nèi)部電子開(kāi)關(guān)受觸發(fā)而接通，語(yǔ)音報(bào)警揚(yáng)聲器HA發(fā)出“抓賊呀”的喊聲。HA能夠延時(shí)發(fā)聲約30秒。方案二的電路圖如圖2。圖2 方案二電路圖1.3 方案比較方案一和方案二都能很好的完成實(shí)驗(yàn)功能，其中，方案一所用原理為振幅調(diào)制，簡(jiǎn)單易懂，用報(bào)警音效電信號(hào)控制高頻載波的振幅。方案二的原理是用到無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊和無(wú)線(xiàn)接收模塊，通過(guò)接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，改變電平高低，從而控制報(bào)警器的工作狀態(tài)。從原理上看兩個(gè)方案都沒(méi)有

7、問(wèn)題，考慮實(shí)際的條件，由于EWB軟件中沒(méi)有方案二中所要求的無(wú)線(xiàn)發(fā)射和接收模塊，所以本次課程設(shè)計(jì)最終選擇的是方案一。42 原理說(shuō)明：在前一節(jié)的方案比較中已簡(jiǎn)單介紹了電路原理，現(xiàn)做詳細(xì)的電路工作原理說(shuō)明。電路中，倍頻振蕩器電路由石英晶體振蕩器BC，電容器C1-C6，電阻器R1-R4，電感器L1和晶體管V1組成；隔離放大器電路由晶體管V2和電阻器R5-R8，電容器C7-C10，電感器L2組成；高頻放大輸出電路由晶體管V3,V4，電阻器R9-R11，電容器C11,C12，電感器L3和天線(xiàn)W組成；報(bào)警音效電路由電阻器R12，穩(wěn)壓二極管VS，電容器C13和音效集成電路IC1組成；電源電路由三端穩(wěn)壓集成電路

8、IC2，濾波電容器C14-C16，電源開(kāi)關(guān)S和電池GB組成。平時(shí)，電源開(kāi)關(guān)（作為觸發(fā)開(kāi)關(guān)安裝在門(mén)窗等防盜警戒部位）處于斷開(kāi)狀態(tài)，整個(gè)報(bào)警器電路均不工作。當(dāng)盜賊撬開(kāi)門(mén)窗行竊時(shí)，S受觸發(fā)而接通，+12V電壓經(jīng)IC2穩(wěn)壓為+9V，供給V1-V3；+9V電壓還經(jīng)R12限流及VS穩(wěn)壓后，為IC提供3V工作電壓。BC產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率信號(hào)經(jīng)倍頻振蕩器四倍頻放大后，送入隔離放大器進(jìn)一步二倍頻放大，產(chǎn)生八倍頻超高頻信號(hào)加至高頻放大輸出電路。報(bào)警音效電路通電工作后，從IC1的OUT端輸出報(bào)警音效電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)V4放大后，用變化的音頻振蕩信號(hào)對(duì)超高頻振蕩信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的高頻載波信號(hào)通過(guò)W發(fā)射出去。用戶(hù)在遠(yuǎn)處通

9、過(guò)FM調(diào)頻收音機(jī)即可接收到報(bào)警音響信號(hào)。無(wú)線(xiàn)防盜報(bào)警器電路圖如圖3。圖3 無(wú)線(xiàn)防盜報(bào)警器電路圖53 單元電路3.1 倍頻振蕩器電路倍頻振蕩器電路是將石英振蕩器發(fā)出的頻率經(jīng)四倍頻放大后輸出。電路如圖1。圖1 倍頻振蕩器分電路圖3.2 隔離振蕩器電路隔離振蕩器與倍頻振蕩器電路原理一樣，利用NPN型晶體管工作在放大區(qū)。6圖2 隔離振蕩器分電路圖3.3高頻放大輸出電路高頻振蕩器電路的原理為振幅調(diào)制，如圖4。7圖4 振幅調(diào)制高頻放大輸出部分分電路圖如圖5.圖5 高頻放大輸出分電路3.4 報(bào)警音效電路報(bào)警音效集成電路IC1用KD9561，是四音模擬集成電路。它能夠發(fā)出消防車(chē)“嗚嗚”，警報(bào)聲，警車(chē)聲，“叮當(dāng)

10、”聲，和“噠噠”的機(jī)槍聲。KD9561采用軟包裝封裝，用環(huán)氧樹(shù)脂將集成音樂(lè)芯片封裝在一個(gè)小印制電路板上。83.5 電源電路電源電路中采用了IC2，LM7809是一種三固定端線(xiàn)性模擬穩(wěn)壓集成電路。通常作為穩(wěn)壓保護(hù)電路，在本電路中，為VT1,VT2,VT3提供正常的工作電壓。電源電路如圖6.圖6 電源分電路94 元件選擇R1-R12選用1/4W金屬膜電阻器或碳膜電阻器。C1-C4，C6-C8，C10-C12和C14均選用高頻瓷介電容器；C5和C9均選用瓷介微調(diào)電容器；C13，C15和C16均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。V1和V2選用S9014或3DG130C型硅NPN晶體管；V3選用S901

11、8或3DG80型高頻硅NPN晶體管；V4選用S8050或C8050型硅NPN晶體管。IC1選用KD9561型報(bào)警音效集成電路；IC2選用LM7809型三端穩(wěn)壓集成電路。 L1-L3均使用直徑1.2mm的漆包線(xiàn)在直徑5mm的圓柱體上繞制后脫胎成空心線(xiàn)圈，L1繞6匝,L2繞5匝，L3繞4匝。BC應(yīng)根據(jù)報(bào)警器使用的工作頻率（為BC基準(zhǔn)頻率的8倍）而定，若報(bào)警用工作頻率選用96MHz，則BC應(yīng)選用頻率為12MHz的石英晶體振蕩器。S可使用微動(dòng)開(kāi)關(guān)或磁控干簧管。無(wú)線(xiàn)W可使用多股膠線(xiàn)或拉桿天線(xiàn)，使用時(shí)應(yīng)掛在離地面3-5m的高處。105 元件清單表1 元件清單表11126 電路總圖圖5 總電路圖137 仿真

12、分析對(duì)無(wú)線(xiàn)防盜報(bào)警器電路的仿真采用了ewb軟件，由各分電路仿真組成。倍頻電路仿真如圖6.圖6 倍頻圖黑色波形表示的是輸入波，紅色波形表示的輸出波，由仿真波形可知，輸出波的頻率是輸入波頻率的兩倍。14振幅調(diào)制如圖7.圖7 振幅調(diào)制圖由仿真波形看出，載波信號(hào)的振幅與調(diào)制信號(hào)的大小成線(xiàn)性關(guān)系，而它的頻率和相位不變。158 心得體會(huì)在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這一學(xué)期來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自

13、己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。在此要感謝我們的指導(dǎo)老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)