多路防盗报警系统设计与仿真(特别版).doc

说明：这篇课题设计是小酒花生为同学特别制作（本人交的不是这篇）! 如果需要可以稍微修个别地方，若觉得不好很满意，自己可以设计更好的；若有不妥之处，还请多多指正，谢谢！多路防盗报警系统设计与仿真（物信学院 08电科二班 XXX 20081030XX） 摘要：生活中有许多贵重物品基本上都是被破门而入，然后剪断或拔掉其连接线而失盗的，本课题设计的报警器就是基于这个原理，只要安装线被剪断或者拔掉就会长时间发出报警声，从而达到报警的目的。本课题设计是基于LM358芯片，结合电路仿真软件（如orCAD）模拟和仿真防盗报警器的工作原理和过程。关键词：LM358 orCAD IC课题背景：防盗报警是是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施，一旦发生突发事件，就能通过声光警报或电子地图提示值班人员出事地点，使于迅速采取应急措施。防盗报警主机与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了安全防范系统。防盗报警系统的设备一般分为：前端探测器，报警控制器。报警控制器是一台主机（如电脑的主机一样）是用来处理，包括有线/无线信号的处理，系统本身故障的检测，电源部分，信号输入，信号输出，内置拨号器等这个方面组成，一个防盗报警系统报警控制器是必不可少的。前端探测器包括有：门磁开关、玻璃破碎探测器、红外探测器和红外/微波双鉴器、紧急呼救按钮。防盗报警器是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并辅助提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取的对策的系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。防盗报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了入侵防范系统。防盗报警系统通常由探测器（又称防盗报警器）、传输通道和报警控制器三部分构成。 报警探测器是由传感器和信号处理组成的用来探测入侵者入侵行为的电子和机械部件组成的装置，是防盗报警系统的核心，而传感器又是报警探测器的核心元件。采用不同原理的传感器件，可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置。 本次设计的报警器具有语音报警和断线报警功能，还有小型充电电池，让电路工作可靠、安全性能高、容易实现等特点，此外在设计的过程中也进一步的了解了比较器的原理及应用。基本原理：LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。该LM385芯片是微三端可调带隙电压基准二极管。具有高精度、低温度漂移、低噪声的两端禁止带宽型基准电压二极管；输出电压范围1.245.30V输出电压误差1 ；工作电流范围10A20mA；工作阻抗典型值1；最大反向电流30mA；最大正向电流10mA； LM385系列为0+70；LM385为塑封。其中从1.24到5.3V以上110A的电流范围为20mA的，他们极低的动态阻抗特性和良好的温度稳定。片上微调，是用来供紧电压公差。由于LM385的带隙基准只使用晶体管，电阻器，低噪音和良好长期稳定的结果。从上图分析，LM385 从+ 到-的工作电流是10A20mA，稳压二极管1.24V，最小维持电流10A，三极管最大电流20 mA。所以参数选择如下计算：R2,R3 电阻值选择保证输出电压是我要们要的设计值，例如上面的5/(120+364) =0.0103 mA。 这是固定的输入电压9V , + 端输出是5V，要保证（9-5）/R1 =0.08 mA 小于20 mA就可以了。参考电路设计考虑到带负载能力。LM385的输出端带负载能力电流可以 20-(0.08+0.0103) 相当于带负载能力就是20 mA了。如果R1,R2,R3阻值太小，带负载能力就弱了。LM385可设计装置宽容电容负载，因此很容易使用几乎所有的参考申请。宽动态范围允许它的使用与良好的调节各种不同的用品。该LM385极低的电力消耗使得有用对微电路。该电压基准可使用使便携式米，监管机构或通用模拟电路与电池寿命接近保质期。此外，宽工作电流允许它来代替旧的引用一个更严格的公差的一部分。设计方案：课题设计电路原理图如下：本报警器电路包括：电源电路、蓄电池电源监测充电电路、报警电路等说明：图中AA和BB:为实际中要接入的电线（安装线）电路工作原理：220V电经变压、整流、滤波后直接对电路供电，蓄电池通过R6、稳压二极管VDl为IC1第、脚提供基准电压，使其始终处于5V。当蓄电池电压低于11.5V时，IClA第脚电压脚电压低于第脚电压，比较器第脚输出高电平，VT2导通，输出电源电压经Rl、R2构成回路。同时VT1的基极获得高电平使其导通，这时电源通过VT1对蓄电池充电；当电压高于14.5V时，IC1B第脚电压高于第脚电压，第脚输出高电平，VT4导通，电源电压直接通过R10、R11对地放电，蓄电池充满达到14.5V。无论蓄电池在充电还是放电过程中，电源电压通过R10使VT3导通后经R12与电源地构成回路，当报警线被剪断时，VT5导通，报警器发出120分贝长鸣及防盗灯被点亮。如果窃贼将房间总电源断掉，由蓄电池向报警器供电，一般4Ah的蓄电池可断电工作一周，在发出警报声状态下可达6小时。只要安装线被剪断或者拔掉就防盗报警电路就会长时间发出报警声并且防盗灯也一直亮着，这样就起到很好的防盗和报警的作用。以下为课题设计中进行的模拟与仿真实验：瞬态分析如下设置:安装线接地时电路实际仿真波形如下：（1）进行放电，报报警电路的仿真电压如图：（2）当电路被断开时，充电池对报警电路进行放电的仿真电压图：课题设计分析：当连接物体的线接地时，电路导通，报警电路这时有电流流过，会有电压，报警灯和喇叭都会开始报警，通过仿真，把安装线接地时（物体被盗），报警电路有电流流过，则证明电路会使比较器进行报警，与构想的相符合。电阻阻值大小由电路图中已经给出，使用普通电阻即可。T选择5W，220V/12V变压器，VDl为5V稳压二极管，C1选用50V电解电容，IC1（集成电路）为双运放集成电路LM358，报警器为12V警笛蜂鸣器。蓄电池选用12V普通免维护蓄电池。调试时，两安装线一定要短接，蓄电池暂不接上，电源亦不供电，使用可调稳压电源调至11.5V将电压加在蓄电池两端，调节RPl，使IC1（集成电路）A第脚刚好输出高电平，接着调节稳压电源至14.5V时，调节RP2使ICl（集成电路）B第脚刚好输出高电平即可。只要安装线被切断，防盗报警电路就处于断路状态，发光二极管便会亮且扬声器发出报警声音!实验总结与心得体会：此次课题设计让我明白：理想是美好的，二而实际往往与理想存在差距，理想必须和实际相结合才有意义，即实践是检验真理的唯一标准！通过本次实验，不仅仅让我有效地将课本所学的知识应用于实践，达到了学以致用的目的，而且在设计的过程中，使自己在学习新知识发现问题解决问题等方面得到了很好的锻炼，为以后的学习和工作打下了良好的基础。总而言之，虽然本次实验设计耗费了我不少的课余时间，但是确实给我带来了不少收获，觉得这样的课程设计是挺有意义的，挺能锻炼一个人的。此外，通过本次实验，也进一步地熟悉了利用电路软件ORCAD来画电路图和模拟仿真电路的方法。巩固了理论知识，激发了我对这个技术领域的学习激情。同时让我懂得了课题设计的规范，步骤，及设计流程。这些现在看来似乎有点硬性和深奥的要求，事实上却是我们以后工作中必须用到和要做到的。所以现在的练习是很有必要的。参考文献:实用报警电路 黄继昌主编 人民邮电出版社 2005.2集成电路原理与应用（第二版） 谭博学 苗汇静 主编 电子工业出版版 2010.11附：原文部分汉译英Design and simulation of multi-channel alarm system（School of physics information 08-two class XXX 20081030XX）Summary: in life there are many valuables are basically being broke in and then cut or pulled out of its connector and be burglarized, the project design of alarm system is based on the principle, as long as the install line being cut or pull the alarm sound for a long time, so as to achieve the purpose of alerting. Project design is based on the LM358 this chip, with circuit simulation software (orCAD) principle and process modeling and simulation of burglar alarm.Keywords: LM358 orCAD ICProject background:Alarm is robbery, theft prevention and other important facilities of accidents, in the event of emergency, it can sound and light alarm or electronic map prompted by watch the scene, to take prompt contingency measures. Alarm and access control systems, closed circuit television monitoring system, visitor intercom system and electronic patrol system together to form a security system.Alarm system equipment is generally divided into: front-side detector,alarm controller. Alarm controller is a host (host computer) is used to process, including wired/wireless signal processing, fault detection of the system itself, PSU, input signal and output signal, built-in dial-up, and the more composed, a burglar alarm system and alarm controller is essential. Front end probes including: door contact switch, glass break detectors, infrared detectors and infrared/microwave double mirror, emergency call button.Burglar alarm is physically or electronic technology, automatic detection occurs in intrusive behavior of deployment within the monitoring area, alarm signals, and secondary prompt regional parts of the watch alarm occurs, shows possible countermeasures system. Burglar alarm systems are important facilities to prevent looting, theft and other unexpected events. In case of emergency, we will be able by sound and light alarm signal in a security control centre accurately displays the scene, to take prompt contingency measures. Burglar alarm system and access control systems, closed circuit television monitoring system, visitor intercom system and electronic patrol system with intrusion prevention system. Burglar alarm system typically consists of detectors (also known as the burglar alarm), transmission channel, and alarm controller of three parts. Alarm detectors are made up of sensor and signal processing used to detect an intruder intrusion of electronic and mechanical components of the device, is the core of burglar alarm systems, and sensor is a core component of alarm detector. Sensors with different principles, can pose different types and different uses, different detection alarm for the purpose of detection devices.The design of the fire alarm voice alarm and disconnection alarm function, there are small rechargeable batteries, circuit features such as reliable, secure, high performance, easy to implement, and design in the process of further understanding of the principle and application of comparator.Basic principles:LM358 including, high gain, with two separate internal dual operational amplifier frequency compensation, suitable for a wide range power supply voltages of single use, also apply to dual power mode, under the recommended conditions of work, has nothing to do with the power supply voltage of power supply current. It covers the use of sensor amplifier, DC gain modules, and other use of all available single-supply operational amplifier.The LM385 is micro-adjustable three-band-gap voltage reference diodes. With high precision and low temperature drift, low noise at both ends of the prohibition of bandwidth voltage reference diodes; 1.245.30V output voltage error output voltage range 1%; working currents range 10 A20mA; 1 impedance typical values; maximum reverse current of 30mA; maximum forward current 10mA;LM385 series of 0+70 ; LM385 for plastic packaging. From 1.24 to above 5.3V 110A of current to 20mA range of, their very low dynamic impedance characteristics and good temperature stability. On-chip tuning, are used for tight voltage tolerance. As the bandgap of LM385 only use transistors, resistors, low noise and good long-term stability of results. From the above analysis, LM385 from + to-10 is the working current of A20mA, Zener diode 1.24V, least maintain the current 10 A, transistor maximum current 20 mA. Calculation of parameters is as follows: select guarantee that the output voltage R2,R3 resistance value is the value I want to design, such as the above 5/(120+364) =0.0103 mA. This is