毕业设计：汽车倒车防撞报警器设计(终稿)-精品.doc

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报警器类

汽车倒车防撞报警器

一、任务与要求：

1）设计一套汽车倒车防撞报警系统，

◆要求有一台主机

◆汽车与物体距离小于设定值时，利用蜂鸣器进行报警

◆通过按键选择报警的距离

◆数码显示选择的档位

2）已知条件：

。

。

。

。

3）主要技术指标：

1、输入电源：

车用直流电源，DC12V

2、发射频率：

40kHz　　　　

3、接收频率：

40kHz（中心频率）　　　　

4、报警音量：

≥。

。

分贝　　

5、探测距离：

三档可调　

二、实物设计所能达到的功能及操作说明：

硬件设计：

　采用51系列单片机中的简易型产品AT89C2051作为中央处理器，选用专用配对的超声波组件，进行超声波信号与电信号的相互转换，利用超声波传感器的选频特性，对接收到的超声波信号进行幅值判断，从而达到不同距离的选择与报警的目的。

操作说明：

1、接上电源，红色电源指示灯点亮，同时数码管显示"0"，此时系统不发送超声波信号。

2、按动距离选择按键，蜂鸣器鸣叫，同时数码管显示0到3这几个数字，当显示1、2、3档时，设计与调试时设定的距离分别表示60厘米、50厘米、40厘米，只要有物体靠近探测器，就会发出"嘟、嘟、嘟"的报警声。

三、方案与论证：

1）汽车倒车防撞报警器的组成：

汽车倒车防撞报警器主要由超声波发生器、超声波发射电路、超声波接收电路、信号放大电路、直流控制电路、中央处理单元、数字显示电路、报警电路和距离选择电路等部分组成。

发射电路发送超声波信号，当的射的信号被物体挡住时，反射回来的信号经接收器接收，进行两级放大后，再经倍压整流，形成一个直流控制电压，当这个电压值大于设定值时，表示物体离汽车的距离已小于设定距离，比较器输出低电平信号，系统据此判断出达到报警距离，驱动蜂鸣器进行报警，其框图如下：

2）软件设计流程图：

四、设计与调试要点

　　对于本系统的设计，其难点在于40KHz信号的产生。

由于超声波传感器的中心工作频率为40KHz，当偏离这个频率时，其接收器的灵敏度将明显降低，具体可以从超声波传器的特性曲线中得知。

当发送40KHz的频率时，接收到的信号最强，因此距离也就最大，而当偏离时，探测距离也将缩短，这一点是本设计总的设计思路。

对于产生40KHz的驱动信号，方法有多种，可以选用电感、电容振荡元件来完成驱动信号的发生器，但是其频率稳定性较差，不容易调准，因此制作成功的可能性相对较小。

本设计中，选用了单片机作为信号的发生电路，由于采用了频率稳定性好的晶振作为系统的时钟，因此有极高的稳定性，由此产生的驱动信号也较为稳定，当编制不同的程序时，可以得到不同的频率输出。

　　电路中以接收到的信号强度值作为障碍物的判断依据，因此对起控点的选择也是本设计制作成功非常关键性的一部分。

由于反射回来的超声波信号的强弱与环境因素有关，因此在调试时必须非常细心，注意收集在改变距离时，实际的直流控制电压的大小，合理地选择好电压比较环节的起控点，从而达到距离小于设定值时的报警。

　　本设计的原理图中所标为我们实际调试好的参数，但由于电子元件都有一定的误差值，同时由于三极管的直流放大倍数也存在差异，因此实物制作中的调试非常重要

以下是我们手工制作并调试好的设计实物图和PCB板图：

此图为焊接面图

红外线对射防盗报警器

一、任务与要求：

本设计（论文）课题来源及应达到的目的：

　红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。

此类装置设计的要点：

其一是能有效判断是否有人员进入；其二是尽可能大地增加防护范围。

当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。

至于报警可采用声光信号。

本设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

★　查阅防盗报警方面的相关资料，了解此方面的发展状况；

★　掌握红外发送与接收技术；

★　采用脉冲式发射以尽量增加作用范围；

★　考虑抗干扰措施；

★　采用合理的声光报警方案；

★　设计、实现该系统；

★　撰写设计报告。

二、分析

　　此类设计的要点在于红外线信号的发射与接收部分，由于目在市场上常用的红外线发射器件和接收器件都具有频率选择性，因此要想得到较好的传输距离和稳定的性能，必须将驱动红外线发射管工作的振荡电路频率调整在红外发射器件的工作频率附近，现大部分产品的频率为38KHz，我们在设计该电路时，也是让其555电路组成的振荡器工作在38KHz附近。

至于接收电路，作为报警工作的话，没有像红外线通讯那样要精确地还原出发射端发射的每一个数据，因此相对来说，要求可以放宽一些，设计时可以通过低通滤波，加倍压整流等措施，将发射的红外线信号转变成用于控制的直流控制电压，可以理解为：

当有红外线信号收到时输出一个高电平信号，如果有人阻断了红外线信号，输出一个低电平信号，后续电路通过这个低电平信号启动报警。

从实际的效果来看，报警信号必带有锁存功能，即当有人进入设防区域后报警信号就被锁住即使人离开，报警也将继续，直到人为的按动复位键才停止报警。

三、原理图

555电路作为发射振荡器方案电路图

采用分立元件作为发射振荡器电路图

以下是我们制作好的红外线报警器实物照片：

有线报警器的设计

一、任务与要求：

1）设计一套红外线有线防盗报警系统，

◆要求利用被动式人体红外线传感器作为人体信号检测传感器；

◆人体探测器与主机间的信号传递采用有线的形式传送；

◆具有操作人员撤离现场时的延时报警功能。

2）已知条件：

主机采用交流市电供，人体传感器采用被动式热释电传感，利用运放电路进行人体检测信号的放大与处理，探测器与报警主机间采用三线制进行传输，主要具有断线报警功能。

利用功放电路进行报警信号的功率放大。

二、方案及电路实现的功能：

电路原理图如下图：

主机原理图

三、设计与调试要点分析

　　在对本系统的设计中，其难点是人体信号检测电路的设计与调试，只要能将人体信号可靠地进行检测，则剩来的工作相对变得非常简单，因此人体传感器电路制作的成功与否直接关系到本系统的设计，同时也影响着整个系统的稳定性，这一点在任何一款无接触式传感器电路中都存在这个特点。

在本设计中，当没有接收到人体信号时，探测器输出为低电平，而当有人在监控范围内活动时，探测器则输出一个高电平信号，接收机在收到此高电平信号后进行锁存，启动单稳态电路进行报警。

为了实现断线报警的功能，可将主机的输入端人为地设计成高电平，这样，当接上探测器时，由探测器将主机输入端拉低，一旦探头电路断开，自动恢复成高电平，直接启动报警。

　　在对人体探测器的调试时，对参数的选择非常重要，由于同一型号的电子元件参数各不相同，因此在对放大器参数的设置时，需反复调试才能达到稳定，不同的热释电传感器灵敏度不同，性能差的灵敏度低，感应到的人体信号就弱，配合放大器就要有较高的增益，否则将无法有效地检测到人体信号，反之就应降低放大器的增益。

因为放大倍数越大，稳定性就越差，这是一对相对的参数，不能一味地提高其中的一个参数，必须择中选取。

设计好的PCB板图

制作完成的实物照片

微波报警器的设计

一、任务与要求：

1）设计一套微波有线防盗报警系统，

◆要求利用微波传感器作为人体信号检测传感器；

◆人体探测器与主机间的信号传递采用有线的形式传送；

◆具有操作人员撤离现场时的延时报警功能。

2）已知条件：

主机采用交流市电供，人体传感器采用微波传感，利用逻辑电路进行人体检测信号的放大与处理，探测器与报警主机间采用三线制进行传输，主要具有断线报警功能。

利用功放电路进行报警信号的功率放大。

二、方案及电路实现的功能：

电路原理图如下图：

主机原理图

微波探测器原理图

其中晶体管VT1、L及C2等元件组成近微波段自激振荡电路，振荡频率可由C2调整，使其振荡频率工作在700MHz～1000MHz范围内。

由L2转换为相应的电磁波发射到周围空间。

它的辐射面积大约在50～80平方米，并无方向性。

当有人在该范围内活动时，根据电磁波的多普勒效应，人体的反射波将通过L2接收到，使VT1的振荡频率和幅度都将产生变化，这会体现到C3正端的电压发生波动。

该波动的频率与人体的活动快慢有关，而幅度与L1的距离有关。

这个波动电压信号经电容C3藉合，送入VT2基极。

由VT2、R3、R6、R7组成一级电压负反馈式放大器，被放大了的感应信号再经C5藉合，送入由VT3级成的第二级放大器进行进一步的放大，这样经过两级高增益的放大后，感应到的微弱的人体信号就有了一定的强度，由D2、D3、C6级成倍压整流电路。

人体感应信号经两级放大，双倍压整流，电容滤波后，在C6两端形成一个直流控制电压，这个控制电压经R12，送入VT4的基极，使VT4导通，VT4的导通，致使VT5也饱和导通，这样正电源经VT5，在R15两端形成一个高电平信号，这个信号作为人体感应控制信号，送入主机，主机在接收到人体感应信号后，就认为有人在监控范围内活动，驱动报警。

三、设计与调试要点分析

　　在对本系统的设计中，其难点是人体信号检测电路的设计与调试，只要能将人体信号可靠地进行检测，则剩来的工作相对变得非常简单，因此人体传感器电路制作的成功与否直接关系到本系统的设计，同时也影响着整个系统的稳定性，这一点在任何一款无接触式传感器电路中都存在这个特点。

在本设计中，当没有接收到人体信号时，探测器输出为低电平，而当有人在监控范围内活动时，探测器则输出一个高电平信号，接收机在收到此高电平信号后进行锁存，启动单稳态电路进行报警。

为了实现断线报警的功能，可将主机的输入端人为地设计成高电平，这样，当接上探测器时，由探测器将主机输入端拉低，一旦探头电路断开，自动恢复成高电平，直接启动报警。

　　在对人体探测器的调试时，对参数的选择非常重要，由于同一型号的电子元件参数各不相同，因此在对放大器参数的设置时，需反复调试才能达到稳定，不同的振荡灵敏度不同，性能差的灵敏度低，感应到的人体信号就弱，配合放大器就要有较高的增益，否则将无法有效地检测到人体信号，反之就应降低放大器的增益。

因为放大倍数越大，稳定性就越差，这是一对相对的参数，不能一味地提高其中的一个参数，必须择中选取。

双鉴报警器的设计

一、任务与要求：

设计并制作一个稳定可靠的感应式防盗报警器。

基本要求：

1、至少具有两种人体感应方式。

（使用被动式热释电红外与多普勒微波技术组成的双监探测器）

2、误报率小于0.1%。

3、整机功耗小于0.5W。

4、提交3000字左右的文献综述和8000字以上的毕业设计说明书。

重点研究问题：

1、如何防止误报。

2、各种人体感应方式的特点和抗干扰性能研究。

3、防盗入口设计。

二、方案及电路实现的功能：

电路原理图如下图：

主机原理图

微波探测器原理图

三、设计与调试要点分析

　　在对本系统的设计中，其难点是人体信号检测电路的设计与调试，只要能将人体信号可靠地进行检测，则剩来的工作相对变得非常简单，因此人体传感器电路制作的成功与否直接关系到本系统的设计，同时也影响着整个系统的稳定性，这一点在任何一款无接触式传感器电路中都存在这个特点。

在本设计中，当没有接收到人体信号时，探测器输出为低电平，而当有人在监控范围内活动时，探测器则输出一个高电平信号，接收机在收到此高电平信号后进行锁存，启动单稳态电路进行报警。

为了实现断线报警的功能，可将主机的输入端人为地设计成高电平，这样，当接上探测器时，由探测器将主机输入端拉低，一旦探头电路断开，自动恢复成高电平，直接启动报警。

　　在对人体探测器的调试时，对参数的选择非常重要，由于同一型号的电子元件参数各不相同，因此在对放大器参数的设置时，需反复调试才能达到稳定，不同的热释电传感器灵敏度不同，性能差的灵敏度低，感应到的人体信号就弱，配合放大器就要有较高的增益，否则将无法有效地检测到人体信号，反之就应降低放大器的增益。

因为放大倍数越大，稳定性就越差，这是一对相对的参数，不能一味地提高其中的一个参数，必须择中选取。

设计好的PCB板图

基于单片机的无线测控系统

一、任务与要求：

1．利用无线电技术进行异地数据传输；

2．了解常用无线数据传输的方式及常用的抗干扰措施；

3．利用单片机完成对现场温度的采集；

4．根据脉宽调制的方式对温度数据进行编码后，通过无线电向接收机传输数据；

5．接收端完成对数据的解码，并显示具体的温度值。

6．当采集到的温度高于设定值时，蜂鸣器报警，报警温度可以人为设定。

二、系统分析：

　　本设计的难点主要有现场温度数据的采集和无线数据的传输。

对于前者一般可采用集成温度传感器来完成，这款器件集成了温度传感器，模数转换电路，与单片机的通讯采用单线传输，只要根据厂家提供的时序，就很容易实现对温度数据的采集。

而无线数据传输这一块主要考虑的是对有效数据的抗干扰处理，因为无线传输容易受外界无线电信号的干扰，因此对所要传输的数都必须经过脉宽调制，否则数据传输的准确性很难保证。

　　在本设计中，为了降低难度，我们采用了目前无线数据通讯常用的PT2262编码协议，将所在发送的温度数据以该芯片的编码协议进行编码，而在接收端则直接采用了2272进行硬件解码，这样在接收端只要读取2272数据端的数据就可以知道传输的数据了。

读者只要撑握了编码的过程，用软件也可以完成对数据的解码，有兴趣的网友可以自己进行试验，同时也可以将无线数据的传输编码协议根据自己的要求来完成，充分发挥自己的想像力。

三、电路原理

接收机原理图

发射机电路原理图

以下是我们制作完成的实物照片，供网友参考。

实物照片

无线门窗报警系统的设计

一、任务与要求：

1、利用门磁作为入侵传感器；

2、利用PT2262/PT2272专用编解码电路作为数据编码与解码电路；

3、具有室内主机预警，延时15秒后没有撤防时，启动物管报警主机；

4、具有较好的保密性，能对不同的系统设置不同的密码；

5、具有遥控撤防功能

二、设计概况及实现的功能

1、利用干簧传感器的常开触点作为传感器，当安装于门窗两侧移开时，发送无线信号；

2、为了提高系统的误报率，当有警情信号后，启动室内主机报警，当15秒内没有收到撤防信号时，向物管中心主机报警；

3、物管中心主机用数码管对接收到的信号进行显示，同时驱动扬声器发出响亮的报警声。

三、分析

　　在设计无线控制产品时，由于无线电信号容易受环境因素的干扰，在没有专业设备的前提下，很难制作成功，这一点初学者必须注意。

另外无线数据传输和有线不同，传输的数据只在短时间内是稳定的，时间稍长便会受到干扰，因此在对数据进行传输时必须采用编码进行传送。

在本电路的设计中，高频部分选用了书环电子公司的专用发射和接收模块，同时数据的编码和解码也用了硬件完成，因此大大提高了制作的成功率。

　　其他就是对两路控制主机软件的设计，只要理清了设计思路，设计也应不是太难。

四、原理图

室内主机电路原理图

一、任务与要求

　　使用CH4气敏传感器，七段数码管做显示，51单片机做处理控制。

该电路可以直观方便的调节所要限定的浓度值，浓度值是用2个7段共阳极数码管显示的，上电后会显示当前的浓度值，按设定键设定所需报警浓度值且闪烁显示该设定浓度值并报警，这时可以按上/下调节键调整设定浓度值。

当气体浓度达到设定的报警值时，系统进行报警，同时接通换气扇电源。

二、实物完成的功能及操作

1、将电源插头插入220V交流市电插座，红色电源指示灯亮，屏幕显示浓度值为：

00

由于CH4必须在加热一段时间后才能进入稳定状态，因此系统进行延时等待，当进入稳定状态后，蜂鸣器响两声，进入测量状态。

2、浓度测量用一打火机，对着气体传感器吹气，此时可看到数码管显示气体的浓度不断升高，当达到设定的报警值时，控制换气扇的继电器吸合，换气扇打开，蜂鸣器蜂叫，同时设定的浓度值闪亮。

停止吹气，报警一定延时后，自动退出，数码管显示浓度值。

3、报警浓度值的设定

在空闲状态下，按一下"+"键，此时进入浓度值的设定状态，此时，按"+"键，每按一下，浓度值增加1，若按的是"-"键，则减1，每次按键都伴随有蜂鸣器的鸣叫声。

不按任何键一段时间后，蜂鸣器响二声，退出浓度设置状态，返回到测量状态。

三、方案及电路实现的功能：

电路原理图如下图：

主机原理图

四、设计与调试要点分析

　　在对本系统的设计中，其难点主要集中在软件，对于ADC0809的应用是本设计的核心所在。

由于ADC0809没有自带时钟，因此在完成对其进行转换是必须提供时钟，在本设计中，当发送了数据转换指令后，利用单片机的引脚向其提供转换时钟，可以节省硬件资源。

在对这个芯片的应用时，设计者必须反复阅读该器件的资料，熟悉转换过程方能应用自如。

本设计的另外一个重点便是对两位数管的扫描显示，利用软件如何无闪烁地完成显示，也是编写单片机软件时的一个要点。

　　另外在对CH4传感器的应用时，也有一点需要引起注意：

在完成硬件设计时，必须给传感器接入加热电源，而且在首次使用时，必须通电2分钟以上方能进入稳定状态，这一点对初学者尤其需要引起注意，同时在编写软件时也要考虑初次上电时的延时操作。

制作好的实物图

多路无线防盗报警器

一、任务与要求：

1）设计一套防盗报警系统，

◆要求有一台主机，在收到警情信号后能发出报警声，同时能显示出出现警情的具体位置；

◆人体探测器与主机间的信号传递采用无线的型式；

◆可以人为操作遥控器对主机进行设防与撤防的操作；

◆在同一区域范围内能有多套系统同时工作而相互间不影响。

2）已知条件：

主机采用交流市电供，中央处理器采用AT89C2051，人体探测器采用热释电传感器，集成电路PT2272-L4作为数据解码，无线接收采用现成的模块，遥控手柄采用现成的产品，编码为PT262-R4集成电路。

3）主要技术指标：

1、输入电源：

交流220V，频率：

50Hz

2、调制方式：

ASK　　　　

3、发射频率：

315M　　　　

4、报警单量：

≥90分贝　　

5、探头路数：

不小于4路　　

6、遥控器按键：

2键，1只布防，1只撤防；

二、方案与论证：

1）多路无线防盗报警器的组成：

多路无线防盗报警器主要无线人体探测器、无线遥控手柄、无线接收电路、数据解码电路、中央控制单元、数字显示单元、报警电路和电源电路等部分组成。

其框图如下：

2）控制信号发射器：

由于无线信号容易受外界环境影响，因此从系统的可靠性考虑，发射的控制信号采用编码的方式进行传送，而且在同一区域内要同时使用多个系统而相互间又不影响，所以无线信号的编码由PT2262集成电路完成，该电路具有8位地址信号和4位数据信号，不同的地址与数据的组合，可以编制上万种编码，完全可以满足同一区域内互不影响地工作；为了使电路简单且使用电池进行供电，数据对高频载波的调制方式采用ASK方式，即当发送数据信号为1时，接通高频振荡器电源，发送高频无线信号，当发送数据为0时，断开其电源，停止工作，这种设计在静态时工作电流几乎为零，其原理图如下：

详见设计任务书！

3）无线接收电路：

接收电路的无线接收与解调部分采用的是现成的高频接收模块，可以简化设计工作，而且可靠性较好，接收模块采用的是超再生接收，具体的解调过程为：

当发射器发送1时，相应的发射高频电路工作，接收部分就会相应地收到一个315M的高频信号，使模块输出为1，当发射部分发送的是0时，发射高频部分停止工作，接收部分就输出为0，这样就实现了无线信号的传输。

4）数据解码电路：

经高频接收且解调出来的信号是编码集成电路PT2262编码后的串行信号，必须经相应的解码电路解码才能还原出控制信号数据。

……

5）中央控制单元：

整个报警器的控制由单片计算机来完成，包括对无线信号的扫描、发射无线信号的地址判断、输出显示及报警电路的控制等。

……

6）地址显示单元：

根据发射的无线信号，经数据判断后，输出具体的地址值。

……

7）报警电路：

当接收到正确的无线报警信号后，控制报警电路工作，发出响亮的110警车报警声。

……

8）电源电路：

电源电路直接从市电降压后再经整流滤波和稳压后向整机提供直流电源。

……

三、设计过程：

1）电源设计：

电源电路考虑采用典型的变压器降压，全波整流，电容滤波及集成电路稳压的思路进行设计。

整机电流就是在报警电路工作时工作电流较大，所选功放电路的最大功率为2W，固确定变压器功率为3W，因为其他电路工作都是小电流负载，固3W已能满足要求。

其输出电压选用15V……

2）编、解码电路设计

PT2262/72是一对采用CMOS工艺制作的专用数字编译码器，外围元件少，电路简单，便于设计，使用起来非常方便，其他数字编译码器相比，最突出的特点是地址编码容量特别大，而且目前被广泛地运用于各个遥控电路中，因而可靠性非常好。

PT2262为数字编码器，引脚及参数如下：

……

PT2272-L4为译码器，其型号后面的L4是指四位数据是锁存型。

其引脚及参数如下：

……

根据前述要求，选用四位数据已能满足，固编码芯片选取PT2262-R4，而接收解码芯片则选取PT2272-L4，四位数据的锁存输出。

为了使收与发匹配使用，两者的振荡电阻分别选1.5M和270K，同时两者的8位地址也设置成一样。

利用接收电路的四位数据位，可以组成不同的十六种地址：

1号0000

2号0001

3号0010

.

.

.

16号1111

3）中央控制单元设计

CPU采用了51系列单片机中的简易型产品--AT89C2051，该芯片……

程序设计流程图如下：

4）数字显示单元设计：

数字显示单元主要由四位发光二极管来完成显示任务，当接收到不同地址的报警信号后由2051单片机处理后来决定具体哪只发光管点亮。

5）报警电路设计：

为使设计简便同时发出的音效逼真，音频信号发生器采用集成的语音电路，另外为了使报警的音量足够大，在音频信号发生器后面再增加一级功率放大器。

经查找相关的功放电路……是款不错的音频功放电路，其工作电压为5-18V，功率为1.25W,频率响应的上限为300KHz,增益可达50分贝，而且外围电路简单，易于设计，其典型应用电路图如下：

运用1……

运用2……

根据前面所述的各单元电路的设计情况，综合考虑后整机电路图设计如下：

四、安装与调试：

1）首先对电源部分进行调试。

……这些数据说明电源部全部工作正常；

2）安装与调试报警电路。

……电阻虚焊，补焊后再试，一切正常。

3）无线接收部分的调试。

正常情况下，当无线发射部分（包括无线人体探测器和无线遥控手柄）发射信号后，2272的17脚应输出一个高电平作为解码成功的响应，同时在其四位数据位上输出与发射器相对应的四位数据码。

将主机电源接通后，先测量了无线接收模块的工作电压和2272的18脚电压，均为5V左右，然后一手测2272的17脚电压，一只手按动遥控器，结果按下后没反应，有问题。

断开电源，仔细检查，原来2272的15与16脚间的振荡电阻没焊，将270K的电阻焊上后，再试，正常，同时测了四位数据位电压也正常。

4）中央控制单元电路及程序的调试。

经以上几步的调试工作后，说明外围电路已全部工作正常，只要微处理器控制这一部分调试通过的话，整机就可以正常工作了。

5）组装与系统试机。

……

五、设计与调试要点分析

　　由于