觸摸式防盜報警器的設(shè)計

【摘 要】 防盜報警器可以應(yīng)用到家庭、倉庫、機動車等場所。本設(shè)計采用觸摸式觸發(fā)，對比其他類型的防盜報警器具有靈敏度高、誤報率低、電路簡單的特點，適合自主生產(chǎn)安裝設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】 觸摸式 防盜 報警器

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.008

1 防盜報警器的種類及特點

防盜報警器應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，報警方式方法也千差萬別，各有不同。每種報警器都具有自己的特點和不足。對于不同場合、不同的報警需要選擇不同的防盜報警器。

1.1 按照傳感器分類

按照傳感器種類不同，防盜報警器分為機械式防盜報警器、干簧管防盜報警器、觸摸式防盜報警器、紅外防盜報警器和震動式防盜報警器。

機械式防盜報警器是比較原始的報警方式，它通過機械開關(guān)觸發(fā)報警，誤報率高，容易被破解。優(yōu)點是電路簡單，成本低廉。

干簧管防盜報警器是通過磁鐵對干簧管吸合來觸發(fā)報警，是常用的報警方式，適合于倉庫、家庭等對門窗部位的防盜報警，成本低，電路簡單有效。缺點是容易被破解。

觸摸式防盜報警器采用觸摸開關(guān)觸發(fā)報警，適合于汽車、物品等室外場所的防盜報警。誤報率低，靈敏度高，但電路多，調(diào)試復(fù)雜。

紅外防盜報警器是利用人體紅外線觸發(fā)防盜，是一種常見的有效的防盜報警方式，適用于家庭、樓房等場所的防盜報警。靈敏度高，但距離近，誤報率高。

震動式防盜報警器采用震動開關(guān)觸發(fā)報警，適合汽車防盜報警，但誤報率高。

1.2 按照報警方式分類

按照報警方式分類，防盜報警器分為聲報警、光報警、聲光報警、智能報警。

聲報警只有聲音，光報警只發(fā)光，這兩種方式已經(jīng)被淘汰，只有個別特殊需要時使用；聲光報警是常用的報警方式；智能報警是將來的發(fā)展趨勢，它集聲、光及信息傳遞于一身，可通過手機、電話等方式智能報警。

1.3 按照信號種類分類

按照信號種類分類，防盜報警器可分為GPS定位遠(yuǎn)程防盜報警器、短距離無線防盜報警器和有線防盜報警器。

有線防盜報警器基本淘汰；短距離無線防盜報警器應(yīng)用較多，它成本低，電路簡單，但距離較近，直線距離幾百米左右；GPS定位遠(yuǎn)程防盜報警器是利用手機信號或者GPS衛(wèi)星信號進行報警信號的傳遞，所以不受距離的限制，理論上可以無限遠(yuǎn)，是一種較高級別的防盜報警器，但它成本高，電路復(fù)雜。

2 電路設(shè)計原理

圖1 觸摸式防盜報警電路

如圖1所示，電路由電源電路、功率放大電路和信號采集電路組成。電源電路以LM7812為核心組成，如圖2，市電220V經(jīng)過變壓整流后輸入到集成穩(wěn)壓IC7812，穩(wěn)壓后輸出12V穩(wěn)定電壓供整個電路使用。

圖2

功率放大電路以A2為核心組成，多級放大器一般包括三部分：輸入級、中間級、輸出級。輸出級要帶一定的負(fù)載，為使負(fù)載能正常工作，輸出級就必須輸出足夠大的功率，即輸出級不但要輸出足夠大的電壓，同時還要提供足夠的電流。這種用來放大功率的放大器稱為功率放大器。輸出級都由放大器來組成。A2對信號進行初級放大后，再由VT1、VT2再次放大后推動揚聲器BELL報警。

信號采集電路以555定時器為核心組成（如圖3），555時基電路A1接成單穩(wěn)態(tài)工作模式，暫態(tài)時間約1min。平時A1處于穩(wěn)定態(tài)，3腳輸出低電平，所以語音集成電路A2因觸發(fā)端TG2無觸發(fā)電平處于穩(wěn)定態(tài)，揚聲器B無聲。若有人觸摸到電極片M，人體感應(yīng)的雜波信號加至A1的觸發(fā)端（2腳），其信號負(fù)半周使555觸發(fā)翻轉(zhuǎn)進入暫態(tài)，3腳跳變?yōu)楦唠娖剑⑼ㄟ^R2送至A2的TG2端，A2受觸發(fā)芯片即輸出內(nèi)儲的語音信號有OUT端輸出，經(jīng)三極管VT1、VT2功率放大后推動揚聲器B放聲。由于A2的TG2端高電平持續(xù)時間等于A1的暫態(tài)時間，所以語音聲將重復(fù)1min左右，當(dāng)A1暫態(tài)結(jié)束時，電路回復(fù)到原先的穩(wěn)定態(tài)，TG2端恢復(fù)低電平，電路發(fā)出最后3聲后便停止發(fā)聲。若M再次被觸碰，揚聲器將再次重復(fù)呼喊發(fā)聲。穩(wěn)壓管VS1的作用是將A2觸發(fā)端TG2腳的觸發(fā)電平鉗位在3V左右，以確保A2不會因過電壓受到損壞。

圖3 555時基電路原理圖

圖4 TO-99

圖5 555雙列直插芯片

圖4和圖5這兩種封裝的時基電路雖然外形結(jié)構(gòu)不同，但內(nèi)部原理和引腳功能卻完全一樣。其各腳的功能是：1腳為電源負(fù)端GND；2腳為低觸發(fā)器，簡稱觸發(fā)端TR；3腳為輸出端OUT，可以將繼電器線圈等負(fù)載與它相連，另一端與電源正極或負(fù)極相連，其最大輸出電流不小于200mA，因此可以直接驅(qū)動繼電器和玩具電動機等；4腳為強制復(fù)位端MR，如果不需要強制復(fù)位，則可與電源正極相連或懸空；5腳可以用來調(diào)節(jié)比較器的基準(zhǔn)電壓，簡稱為控制端VC。如果不需要調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓，則可懸空或通過0.01μF電容器接地；6腳為高觸發(fā)器，也稱閾值端TH；7腳為放大端DIS；8腳接電源正極VDD，555時基電路允許電源電壓為4.5V～18V，在此電壓范圍內(nèi)，555時基電路能夠可靠且正常地工作。

3 結(jié)論

通過以上對各部分電路的分析，觸摸式防盜報警器利用觸摸報警，電路簡單易于實現(xiàn)，成本低，靈敏度高，誤報率低。雖然和高級防盜器相比功能相差很遠(yuǎn)，但也能實現(xiàn)基本的防盜功能，特別優(yōu)于其它防盜報警器的是它更適合于物品的防盜。

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作者簡介

董丹丹，畢業(yè)于沈陽師范大學(xué)物理系，現(xiàn)于遼寧職業(yè)學(xué)院，從事電工電子教學(xué)，高級講師，發(fā)表國家級、省級論文10余篇，曾在2014年第8期《電子世界》中發(fā)表《電子巡航電路在汽車上的應(yīng)用》、2006年第4期《遼寧教育行政學(xué)院學(xué)報》中發(fā)表《對物理學(xué)發(fā)展的幾個問題的認(rèn)識》等論文。

（責(zé)任編輯：張曉明）