宿舍防盗报警器设计报告范文.docx

宿舍防盗报警器设计报告范文.docx

《宿舍防盗报警器设计报告范文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宿舍防盗报警器设计报告范文.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

宿舍防盗报警器设计报告范文

宿舍防盗报警器设计报告

序号：

编码：

第八届西安高新“挑战杯”陕西省大学生课外学术科技作品竞赛

作品立项申报书

作品名称：

宿舍防盗报警器

学院：

申报者姓名

（集体名称）：

指导教师：

类别：

□自然科学类学术论文

□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文

□科技创造制作A类

√科技创造制作B类

一制作背景¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨2

二产品特点¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨2

三作品整体框图及工作过程¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨2

3.1整体框图¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨2

3.2工作过程¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨4

四各部分介绍¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨6

4.1总控部分¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨6

4.2报警部分¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨7

4.3探测器¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨8

4.4手持遥控器¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨11

4.5门和窗上的常闭开关¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨11

五前景及改进¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨11

六总结¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨12

一制作背景

随着中国经济建设的发展，教育也越来越普及，在校大学生人数逐年增加，社会上一些不法分子将大学生宿舍作为行窃目标。

宿舍失窃的案件时有发生，而现有的学生宿舍防盗方法收效甚微。

究其原因如下：

第一，差不多长得像学生的人很容易混进学生宿舍。

第二，宿舍门上的锁对行窃者来说形同虚设。

第三，当前没有很好的防盗方法。

那么，怎样的防盗措施对于大学生宿舍来说是可行的呢？

首先，应该有效。

其次，成本不能太高。

有效就是在行窃者进入宿舍后，防盗设备不能因为其破坏而失去报警作用，也就是要有效地报警。

低成本就不用多说了。

基于这两点要求，设计了此作品。

二作品特点

只要窃贼不离开就不可能让系统停止报警，不论其采用何种破坏方法（高可靠性）；成本小，便于推广；不可能产生误报（后文详谈）。

三作品整体框图及工作过程

3.1整体框图

作品由五部分组成：

门和窗上的常闭开关：

用于检测门和窗的开和关。

热释电式红外探测器：

检测行窃者有没有离开宿舍。

报警器：

接收总控制器的指令进行报警。

总控制器：

采集常闭开关和探测器的信息综合处理控制报警器和探测器，从而使系统处于设防状态、关闭状态、警戒状态和报警状态中的一种。

手持遥控器：

控制整个系统的开和关。

整体框图如下：

警报部分

遥控器

实物图

（关于电源，本作品需要两个电源，一个为总控制器，探测器供电，另一个为报警器供电。

在后文中将谈到如何改成一个电源，而不丧失器高可靠性（只要窃贼不离开就不可能让系统停止报警，不论其采用何种破坏方法）。

）

多数大学生宿舍有一个门和一个窗，一般，一二楼的窗都加铁栏，而更高层的窗则不易被翻入。

图中的窗指的是门上的小窗，一般行窃者都是经过这两处进入宿舍。

为保证防盗系统的有效性，此作品设计将报警器安装与隔壁宿舍，这样做的最大好处是，不会被行窃者破坏。

3.2工作过程

系统的四种工作状态：

设防状态：

报警器和探测器均处于关闭状态。

一旦有窃贼打开门或窗，系统立即转入报警状态。

报警状态：

总控制器发出指令让报警器开始20秒（可自由设定）报警，并启动探测器。

警戒状态：

此时探测器在工作，报警器停止工作，一旦窃贼再次进入，系统就转入报警状态。

关闭状态：

此时报警器和探测器关闭，系统仅接受手持遥控器的控制，当遥控器发射启动的信号后，系统转入设防状态。

使用：

当人离开宿舍时关好门窗，用遥控器启动防盗系统，蜂鸣器发出两声短促音，表示系统已被启动，此时工作于设防状态。

若有行窃者打开门或窗进入，系统立即转入报警状态，20秒后，分三种情况：

第一种，行窃者离开门窗框好则系统回到设防状态；第二种，行窃者离开而门窗未关好，则系统转入警戒状态；第三种，行窃者未离开，则系统继续工作于报警状态。

如此重复。

需要说明的是，手持遥控器随时能够让系统工作于关闭状态（按下遥控上的关，蜂鸣器发出一声长音，表示系统以成功关闭）。

当主人要回到宿舍时，先用遥控器将系统关闭。

四各部分介绍

4.1总控部分

如下图，总控制器的核心控制芯片是51系列单片机，单片机有四个输入口，她们分别接受来自探测器，门窗和与遥控配合解码芯片的开和关信息。

有四个输出口，分别控制探测器，蜂鸣器和与报警器中无线部分配合的编发部分。

控制部分：

控制报警器及探测器的开和关，决定系统的工作状态。

单片机

编发部分

继电器

探测器

接受及解码

VCC

蜂鸣器

复位部分

控制报警器的开和关

控制系统的开和关

门窗

如上图，单片机经过控制继电器从而控制探测器的开和关，左边的接收及解码芯片接收来自手持遥控器的开关信号,右边的编发部分发送指令给报警器控制其开关。

4.2报警部分

报警器由超响度警报声喇叭，无线接收块和编码开关组成。

其中超响度警报声喇叭用于发出超响度警报声，无线接收模块由于接受来自总控制器的指令经过继电器来控制喇叭的开关，编码开关由于调节喇叭声音的大小。

一旦，启动不受到总控制器的停止指令，绝对不会停止报警，这也是本作品高可靠性的一个重要保证。

实物图如下：

4.3探测器

探测器使用热释电式红外传感器re200，主要是由一种高热电系数的材料，尺寸为2*1mm的探测元件。

在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。

由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。

为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，与放大电路相配合，将信号放大70分贝以上，能够测出10~20米范围内人的行动。

　　菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。

当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。

人体辐射的红外线中心波长为9~10--um，而探测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内几乎稳定不变。

在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可经过光的波长范围为7~10--um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收。

实物图如下：

4.4手持遥控器

作品中的无线联络均使用FST-4发射头和CZS-3接收头，这两个模块在市场上很容易买到，效果也很好。

编码与解码芯片使用PT2262和PT2272，介绍如下：

PT2262/PT2272是普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空,接高电平,接低电平）,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。

编码芯片PT2262发出的编码信号由：

地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。

当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，因此315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，因此高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。

4.5门和窗上的常闭开关

当门和窗关上时该开关是导通的，两个遥控开关采取串联设计，这样有一个打开整个回路就断开了。

由于以此门窗上的开关为转入报警工作状态的依据，而非以探测器为依据，避免了误报。

五前景及改进

前景：

当前市场上尚无比较成熟并被大家所认可的主流宿舍防盗设备。

市场上基本上有这么两类产品：

第一类是较小型的推门即报警产品，此类作品或是在门上安装一个开关开门就响，或是集成探测器和报警器的小盒子，探测到人就响，无法识别主人与外人，而且窃贼进去后很容易将其破坏，窥探片刻如无人发现，则可二次进入行窃，几乎形同虚设；第二类是较大型的连接上电话网可发送电话信息报警的产品，该产品的目标客户不是针对大学生宿舍，其缺点是价格较贵且窃贼可破坏现场报警设备后迅速行窃离开，个人认为对于大学生不实用。

防盗设备若在窃贼行窃时被破坏而不能现场报警那就是失败的。

首先本作品在宿舍防盗报警方面是很有效的，再者本作品是低成本的，这就构成了推广的两个先决条件。

加之当前尚无此类专门针对大学生宿舍防盗的主流产品，如继续探索改进能够说是前景广阔。

改进：

本作品能够将报警器与总控制器做在一起，只不过本宿舍的报警器是上一个宿舍的，而下一个宿舍的报警器是本宿舍的，这样就节省了一个电源，降低了成本。

当然本作品还有诸多地方需要改进，需要进一步探索。

关于高可靠性：

假设行窃者进了1号宿舍，那么此时2号宿舍的报警器会报警，她要是想去破坏2号的报警器，三号宿舍的报警器又会报警，如此重复，这是本作品最大的创意。

六总结

本作品可靠性高，成本低，前景好。