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毕业设计题目防盗报警器专业电子信息学生学号指导老师前言随着我国全面小康建设步伐的加快，人们的生活水平有了很大的提高，但同时，社会的人口流动大大增加，社会的治安问题，日趋复杂，随着入室盗窃，社会治安问题等意外事件的发生，我们对此也需要采取相应的措施来加以防范。防盗报警器系统是用物理方法加上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。并提示值班人员发生的报警区的域部位，显示可能采取对策的系统。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，从而采取应急措施。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安全防范系统。报警器：又称防盗器。是由传感部分和信号处理部分组成的，用来探测是否有入侵者进行盗窃等事件发生。传感器又是报警器的核心部分，采用不同的传感器件，可以构成不同种类，不同用途的报警装置。传统报警器通常采用触摸式报警，开关报警，光电报警，红外报警等，这类报警器性能稳定，实用性强。本报告所设计的红外防盗报警器设计简单方便，灵活性强，且工作稳定。目录1.系统原理1.1……………………………….红外线传感器原理图1.2……………………………….红外线传感器简介1.3……………………………….红外报警器原理及分类2.总原理图及元器件清单2.1……………………………….红外报警器总电路图2.2……………………………….元器件清单列表图2.3……………………………….重要元器件介绍3.………………………………..毕业设计总结4.………………………………..参考文献1.系统原理1.1红外线传感器原理图原理图分为：被测表面→主光学系统→光敏元件→信号处理电路→显示仪表。1.2红外线传感器简介利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化（这种变化可能是变大也可能是变小，因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻），通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗（见热像仪）；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等。具有红外传感器的望远镜可用于军事行动，林地战探测密林中的敌人，城市战中探测墙后面的敌人，以上均利用了红外线传感器测量人体表面温度从而得知敌人所在地。红外线传感器主要由光学系统，检测系统，和转换电路组成。光学系统按结构不同分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件主要是热敏电阻受到红外线辐射时，温度升高电阻发生变化，通过转换电路输出电信号。光电检测元件常用的是光敏元件，如：光敏电阻，光电池或热释电元件等。1.3红外报警器原理及分类红外报警器分为主动红外报警和被动红外报警。主动红外入侵报警器是由发射机和接收机组成，发射机是由电源、发光源和光学系统组成，接收机是由光学系统、光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。主动红外报警器是一种红外线光束遮挡型报警器，发射机中的红外发光二极管在电源的激发下，发出一束经过调制的红外光束（此光束的波长约在0.8～0.95微米之间），经过光学系统的作用变成平行光发射出去。此光束被接收机接收，由接收机中的红外光电传感器把光信号转换成信号，经过电路处理后传给报警控制器。由发射机发射出的红外线经过防范区到达接收机，构成了一条警戒线。正常情况下，接收机收到的是一个稳定的光信号，当有人入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收机收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。目前此类报警器有二光束、三光束还有多光束的红外栅栏等。一般应用在周界防范居多，最大的优点就是防范距离远，能达到被动红外的十倍以上探测距离。被动红外报警器主要是根据外界红外能量的变化来判断是否有人在移动。人体的红外能量与环境有差别，当人通过探测区域时，报警器收集到的这个不同的红外能量的位置变化，进而通过分析发出报警。人体都有恒定的体温，一般在37度左右，会发出特定波长10μm左右的红外线，被动红外报警器就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。被动红外报警器是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是报警器无信号输出。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处理而报警。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：1.不需要用红外线或电磁波等发射源。2.灵敏度高、控制范围大。3.隐蔽性好，可流动安装2.总原理图及元器件清单2.1红外线报警器总原理图2.2元器件清单列表2.3重要元器件介绍1：5v有源蜂鸣器蜂鸣器有有源和无源两种。根据蜂鸣器内部有无震荡源可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。其中有源蜂鸣器可以在工作电压下发出频率固定的鸣叫声，无源蜂鸣器的鸣叫声则受到输入电压频率的影响。此外5v蜂鸣器的实际工作电压范围较宽，但过高或过低的电压都会导致发声异常。为了保证较理想的输出声音，本课题采用5v有源蜂鸣器。2：二极管晶体二极管广泛应用于各种电子设备中，它主要由PN结构成，具有单向导电性。根据二极管的正向特性可将二极管用于开关电路。在开关电路中，利用二极管的单向导电性以接通或断开电路［3］。在本设计中采用一个二极管，主要是利用其单向导电性用于开关电路的特性控制报警系统的电压分配。在正常状态下，晶体二极管阳极电压较小，二极管处于截止状态，报警系统不发生报警。当系统发生断线报警时，晶体二极管的阳极电压升高，二极管导通，并改变三极管的工作状态，进而控制报警系统的触发电压鉴别电路及自锁电路，使报警系统工作在报警状态以达到报警目的。发光二极管是由电能转化为光能的半导体元器件，它也是由PN结构成，其基本功能与普通二极管相似，不过正向导通压降大一些。本设计采用绿色发光二极管进行光信号报警，并由晶体三极管作为驱动管带动发光二极管发光。3.三极管三极管，全称应为半导体三极管，也称晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。如下图：PNP（b）和NPN(a)。晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的.3.电容电容即电容器。电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。电容与电容器不同。电容为基本物理量，用字母C表示，单位为法拉，符号F电容图如下：电容：C在直流电路中，电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一。这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形成电压（电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。通交流，阻直流，说的就是电容的这个性质。4.电阻电阻（通常用“R”表示），是一个物理量，在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。而超导体则没有电阻。其电路图符号如下：欧姆定律，I=U/R3.毕业设计总结通过本次课程设计，我学到学会了一些简单电子电路的设计,能够熟练使用普通万用表和示波器使我们熟悉了设计电路的过程，懂得了如何设计焊接调试组装一个完整的电路。对书本上所学的模拟电路的知识有了更深刻的认识。也懂得了要设计成功一个电路，不止要做好电路的前期设计仿真，做好面包板的插接，也要从实际的角度来测量和使用元件，元件的参数并不完全与课本所述相一致。只有理论联系实际，通过动手实践，才可以将知识真正掌握。通过这次毕业设计报告让我感受到，我所学到的电子知识还特别的少，我还需要更多的了解学习有关电子方面的知识，最后在以后从事相关行业时能够熟练运用。最后，我要感谢我们的各科老师对我们的悉心指导，是他们带领我们走进了电子的知识领域，让我们学习，了解，掌握了许多的知识。这次的设计报告做得不是很好，但是在做这份报告时所作的努力也是值得的，因为在设计的同时，查阅资料，咨询懂得人的同时，也让我的知识得到了进步，我相信，在以后的工作中，我能更好的运用自如，受益终身。4.参考文献【1】吴桂秀.传感器应用制作入门.浙江:科学技术出版社,2004【2】陈光梦.模拟电子学基础.上海:复旦大学出版社,2006【3】阎石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社.2005【4】郑家龙.集成电子技术基础.北京高等教育出版社.2002【5】路成红.专用集成电路设计与电子设计自动化.清华大学出版社.2004