玻璃破碎报警系统的设计.docx
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玻璃破碎报警系统的设计
玻璃破碎报警系统的设计
学院：
机械与电子控制工程学院
专业：
测控技术与仪器
*************************************
摘要关键词引言…………………2
系统使用背景…………………………3
报警系统流程图………………………3
传感器选型……………………………3
选性要求……………………………3
传感器选择…………………………4
电流—电压转换电路…………………6
交—直流转换电路……………………6
带通滤波电路…………………………7
窗口比较器……………………………7
报警系统………………………………8
备用电源自动切换开关………………10
电源及备用供电电源…………………11
综合报价………………………………13
总结参考文献………………………13
摘要：
本文阐述了基于Model127.014-20mA输出加速度计的玻璃破碎报警系统的设计方案，详细给出了系统的方案框图、传感器选型、调理电路的设计以及报警系统的设计以及电源选择。
关键词：
玻璃破碎传感器报警系统
引言：
很多贵重物品柜台如珠宝店，展览橱窗、博物馆等场合为防盗和防抢劫，希望安装一种玻璃破碎能自动报警的装置。
这种报警装置需要能够最大限度的防止误报警，并且准确的将报警信号传达到中央控制室甚至警方，以保证贵重物品的安全。
我们提供的玻璃破碎报警系统的方案，可以高效的收集危机信号，并且以最快速度报告给中央控制中心，并且考虑到了断电这一不确定因素对报警的影响，为贵重物品安全提供了一个非常强力的保障
1.系统使用背景
一般的贵重物品柜台如珠宝店，展览橱窗、博物馆等场合周遭会有很多杂音，其频率一般为10kHZ以下（如说话、走路、车辆驶过的声音信号），而玻璃破碎的声音振动频率在10k～15kHZ范围。
报警系统需要甄别传感器传输的数据，仅在数据显示需要报警的频段进行报警；考虑到现代犯罪通常会切断通用电源，报警系统和传感器系统需要能够在通用电源不能正常提供工作电压（电压过低或断电）时及时切换备用电源；对于一些比较敏感的场合（重要展览馆或展厅）需要将报警信号与警方联动，达到真正意义上保护贵重物品的要求。
2.报警系统流程图
3.传感器选型
3.1选型要求：
能够测量10K~15KHZ的振动信号，并且传输到后续系统中
大小适宜安装在橱窗、展台等位置
价格合理
3.2传感器选择
3.2.1传感器大致类型选择
Model127.014-20mA输出加速度计
产品厂商介绍：
法国振动传感公司原装进口压电加速度计/加速度传感器/振动传感器，类型有IEPE/ICP型加速度计，<1Hz低频加速度计，35KHz高频加速度传感器，150度高温加速度计带温度输出，4－20mA变送输出加速度计，低频压阻加速度计，电容式加速度计以及带速度输出的通用加速度计产品线，M12连接头方便工业测试，Entran（MSI）加速度传感器/Vibrasens振动传感器广泛地应用于航空航天航海、汽车、军工兵器、机械设备制造、电子设备、土建交通运输、冶金采矿、发电动力、石油化工、医疗器械、环保等行业，纳韦测试在这一领域有着广泛的应用经验。
电气连接：
MIL-C-5015,M12，IP68集成低噪声电缆
类型：
ICP高低频加速度计|压电振动传感器|速度传感器
特点：
4-20mA输出加速度计
供电电源：
22...28VDC
输出：
4-20mA
典型应用：
工业振动测试、加速度测量
3.2.2传感器具体型号选择
加速度计型号
灵敏度
频率@3dB
位置
连接方式
最大工作温度
模式
隔离
重量（克）
通用型压电加速度计
101.01-6-2
100mV/g
0.5-14kHz
顶部安装
M12
120°C
环形剪切
外壳+法拉第屏蔽
85
108.01-6-4
100mV/g
0.5-14kHz
顶部安装
TNC
120°C
环形剪切
外壳
34
高频加速度计
101.01-3-2
100mV/g
0.5-16kHz
顶部安装
M12
120°C
环形剪切
外壳+法拉第屏蔽
80
101.21-3-3
100mV/g
0.5-16kHz
顶部安装
M12
120°C
环形剪切
外壳+法拉第屏蔽
75
108.01-3-4
100mV/g
0.5-16kHz
顶部安装
M12
120°C
环形剪切
外壳
34
4-20mA输出加速度计
125.01-VR21-3
10mm/sRMS
3-1000Hz
顶部安装
M12
90°C
环形剪切
外壳+法拉第屏蔽
85
3.2.2最终传感器选择
此传感器能够满足所需频段的测量，并且具有一定的抗干扰能力，工作温度范围大，灵敏度较高，具有比较好的性价比。
加速度计型号
灵敏度
频率@3dB
位置
连接方式
最大工作温度
模式
隔离
重量（克）
高频加速度计
101.21-3-3
100mV/g
0.5-16kHz
顶部安装
M12
120°C
环形剪切
外壳+法拉第屏蔽
75
3.2.3传感器安装
装配方式：
接入玻璃表侧，用螺纹固定。
4.电流-电压转换电路
具体参数：
输入为4~20mA时，其输出为1~10V
取R1=250Ω，当i=4mA时，ui=1V，当i=20mA时，ui=5V。
列出等式求解得：
R2=4kΩ；R3=6kΩ；
R4=2.4kΩ；
5.交—直流转换电路
该电路将微小的输入交流信号ui的有效值精确地转换成为直流电压输出Uo，以便于用直流电表进行测量。
6.带通滤波电路
R1=50kΩ;C1=0.3µf
R2=50kΩ;C2=0.2µf
7.窗口比较器
附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器，电阻R1、R1ˊ组成分压电路，为运放A1设定比较电平U1；电阻R2、R2ˊ组成分压电路，为运放A2设定比较电平U2。
输入电压U1同时加到A1的正输入端和A2的负输入端之间，当Ui>U1时，运放A1输出高电平；当Ui。
运放A1、A2只要有一个输出高电平，晶体管BG1就会导通，发光二极管LED就会点亮。
若选择U1>U2，则当输入电压Ui越出[U2，U1]区间范围时，LED点亮，这便是一个电压双限指示器。
若选择U2>U1，则当输入电压在[U2，U1]区间范围时，LED点亮，这是一个“窗口”电压指示器。
此电路与各类传感器配合使用，稍加变通，便可用于各种物理量的双限检测、短路、断路报警等。
8.报警系统
上述窗口比较器中LED灯可以视为报警系统的信号输入。
信号分为三路分别接入蜂鸣报警器、中央控制室LED灯及蜂鸣器。
中央控制室发现报警提示后可以通过电话报警或者报警主机自动进行报警。
蜂鸣器：
蜂鸣器选用宏研公司的SFB-55型报警蜂鸣器。
它是一种高声压报警蜂鸣器,其特点是声压电平高.声音急促,紧迫感强,体积小,重量轻,适用于各种报警场所,如:
防盗,防火,煤气泄漏,抢险,呼救报警以及需要强提示音的设备等。
其参数如下表所示：
型号
SFB-55
额定电压（V）
12
消耗电流（mA）
160
电压范围（V）
8~16
最大功率（W）
12
声音电平（dB）
≥110
工作温度（℃）
-20~+50
储存温度（℃）
-20~+60
重量（g）
80
报警主机：
安尔达AD-288GSM双网报警主机
工作电流
≤200mA
工作电压
交流220V
规格
260X225X77（mm）
适用范围
家用、社区、工厂等
型号
AD-288
颜色
浅灰色
音量≥
85dBm
照明功能
无
●8个有线防区（可扩展至16个）+99个无线防区，无线自学习编码，自带编程键盘，操作简便
●大屏幕液晶显示屏，可显示报警状态、报警记录、主机状态、设置状态、时间、日期和星期等信息
●可配置4组遥控器，每组遥控器可单独对报警器进行布防、撤防和紧急情况等操作
●最多可以设置8组用户，每组用户可单独进行布防、撤防等操作
●两组可设置的自动布防/撤防防区
●可与各种无线探测器、无线按钮、各种红外对射和周界配接
●可自动记录近250条的报警、故障、布撤防等事件
●交直流自动转换，自动充电控制，直接低压检测
●可设置6组电话或手机接警号码，2组报警中心号码
●10秒自动报警语音，可设置为单段或分段，报警时自动回放，异地报警现场监听
●布、撤防信息和异地布、撤防信息上传功能
●兼容ContactID\ANERDA通信格式
●电话掉线自动检测
●报警时可通过GSM网络拨打接警电话或报警中心电话
●报警时向接警手机号码发送警情信息（需运营商支持）
●自动检测电话线路和GSM状态，优先使用电话线路进行报警
应用范围：
金融系统、别墅、学校、商店和企业等重要场所安全防范
●报警通讯方式：
通过GSM和PSTN电话网拨号传送报警信号
●报警通信协议：
ContactID、ANERDA
●防区数量：
8个有线防区，可扩展至16个有线防区，99个无线防区
●编程和操作方式:
本机键盘
●存储报警电话：
6组电话号码，2组中心号码
●报警响应时间：
≤0.8秒
●用户密码管理：
8个用户、2组定时、4组遥控器
●布撤防方式：
遥控器、键盘、异地电话、定时
●事件记录：
255次报警、故障、布防、撤防事件
●语音录入：
10秒分段或不分段
●无线接收：
315MHz（316MHz、远距可选）学习对码
●安装方式：
壁挂式
●机箱材料：
优质钢板
●产品尺寸：
260mm（长）X225mm（宽）X77mm（高），（不含天线超出部分）
●产品净重：
2.6kg（不含备用电池）
●电源：
交流220V（+10%，-15%）@50Hz
●备用电池：
12V/4AH或12V/7AH免维护蓄电池
●保险装置额定电流：
500mA
●待机电流：
30mA±15%（不含显示背光、外接负载和扩展部分）
●报警电流：
200mA±25%，（不含联动）
●报警（联动）输出：
开关信号，触点DC24V/1A（最大值）
●使用环境：
室内使用，温度-10℃~55℃，相对湿度40%~70%
●探测器供电总电流：
500mA，探测器供电电压：
DC12V-15V
9.备用电源自动切换开关
双电源FATSQ1-63双电源自动转换开关
产品概述
⏹经济型FATSQ1-63（终端）自动电源转换开关（以下简称A.T.S）是我厂生产的GATS系列自动电源开关之后，专用于终端双电源转换的电气装置。
⏹经济型FATSQ1-63A.T.S额定工作电压220V（2P）、400V（3P、4P），额定电流6A~63A，体积小，结构简单。
⏹操作方便，使用寿命长，2P、3P、4P均可提供；
⏹开关转换驱动采用单电机驱动、平衡、无噪单、冲击力小；
⏹A.T.S采用小型断路器C45、DZ47、C65、ABB为常用、备用断路器，消耗功率低；
⏹具有机械解锁和电器解锁，转换可靠，手动、自动转换均可；
⏹A.T.S内装有接线端子供用户接线，课反映断路器（开或闭）状态；
⏹A.T.S面板上有各种提示，例：
分合指示、手动、自动接线图等。
它适用一主一备电源转换系统，作为消防、医院、商场、军事工程、高层建筑不允许电源断电的主要供电场所之用。
它符合GT/T14048,11-2002《自动转换开关电器》、《高层民用建筑防火规范》、《建筑设计规范》、《应急照明设计指南》、《民用建筑电气设计规范》等规范或标准。
接线原理及使用操作方法
无论常用电源和备用电源有无电压，均可采用手动操作方式。
手动操作时，应将手动-自动按钮至于手动位置，当推动手柄顺时针旋转至终端时，备用电源执行断路器QR分闸，常用电源执行断路器QN合闸；常用电源执行断路器QN分闸。
面板中，电源指示灯（红）指示自动控制盒工作电源，若该灯不亮，说明自动控制工作电源有故障，不能操作开关。
待修复正常后，将手动-自动按钮至于自动位置状态，如果常用电源供电正常，转换开关将自动投入常用电源执行断路器QN合闸状态，面板中N电源指示灯（黄）亮；如果常用电源供电不正常，则转换开关将自动投入断路器，QR合闸位置状态，面板中R电源指示灯（绿）亮。
10.电源及备用供电电源
电源：
西门子双15伏电源6EP1353-0AA00
输入:
120-230VAC
输出:
2x15VDC/3.5A
双15伏电源
备用电源：
24V系列蓄电池
品牌
JIUHUA
类型
储能用蓄电池
电池盖和排气拴结构
阀控式密闭蓄电池
化学类型
铅酸蓄电池
荷电状态
免维护蓄电池
电压
24（V）
型号
FM
额定容量
国标
外型尺寸
国标（mm）
产品认证
CE、UL、ISO14001、ISO9001
适用范围
电子设备、UPS电源、门控
24V系列铅酸蓄电池（规格--型号）
型号
额定
额定
外形尺寸
均重
电压（V）
容量（AH）
长L
宽W
高H
总高TH
（KG）
FM24V1.3AH
24
1.3
193
42
52
56
1.1
FM24V2.0AH
24
2
136
51
85
90
1.5
FM24V3.5AH
24
3.5
179
73
70
70
3
FM24V4.0AH
24
4
300
67
62
66
3.2
FM24V5.0AH
24
5
140
90
103
107
3.4
FM24V6.0AH
24
6
151
98
94
99
3.8
11.综合报价
12.总结
13.参考文献：
XX百科
XX文库
有道互动百科
如何选择防盗探测器？
[J].中国安防产品信息·市场版，2005，6.
备用电源自动切换电路[J].无线电，2004，5：
51-52.
王树圣.矿井监控系统电源箱供电自动切换装置[J].山东煤炭科技，2004,3:
23-24.
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