刘亚平0091通信工程红外报警器的设计3.docx
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刘亚平0091通信工程红外报警器的设计3
本科学年论文（设计）
红外防盗报警器的设计
学院、系电子信息工程学院
专业名称通信工程
年级2009级
学生姓名张昊
指导教师潘而立
2011年1022日
摘要
本文详细描述了采用TX05C新型红外线对射感应模块制作而成的防盗报警器的方法。
设计理念是由一套TX05C新型红外线对射感应模块构成信号的采集装置，将采集到的信号传递给NE555时基集成电路，从而控制定时器驱动报警发声器发出警报，并且能持续报警一段时间，最后达到防盗报警的作用。
本系统主要可分为四个模块：
红外发射和接收模块、时基集成电路、报警扬声器及电源电路。
该系统通过采集信号、分析处理信号、产生音频信号三大步骤完成报警过程。
关键字：
红外防盗报警器，红外线对射感应模块，由555定时器构成的单稳态电路，电源电路
目录
摘要………………………………………………………………………………………………………1
目录………………………………………………………………………………………………………2
红外防盗报警器的设计…………………………………………………………………………………3
引言………………………………………………………………………………………………………3
1电路原理………………………………………………………………………………………………3
2元器件选择……………………………………………………………………………………………5
3元器件介绍……………………………………………………………………………………………5
3.1LM7812三端固定稳压集成电路……………………………………………………………5
3.2IN4001硅整流器…………………………………………………………………………………6
3.3NE555时基集成电路…………………………………………………………………………6
4安装与调试……………………………………………………………………………………………7
5产生误报的原因及解决方法………………………………………………………………………8
结束语…………………………………………………………………………………………………8
参考文献…………………………………………………………………………………………………9
红外防盗报警器的设计
引言
随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。
现在很多地方都安装了智能报警系统，因而大大提高了安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。
由于它是利用人眼不可见的红外线，组成无线监视区域，所以具有极强的保密性和可靠性，只要有人进人监视区域，人体势必会遮挡红外线光束，这时电路就会发出响亮的报警声，以引起值班人员的注意。
本电路除用于门窗防盗报警外，也可用于围墙、栅栏及其他需要监视的场合。
1﹑电路原理
红外线监视防盗报警器的电路原理图如图1所示，其电路主要由红外发射和接收模块、时基集成电路、报警扬声器及电源电路几部分组成。
电源电路由变压器T、整流二极管、三端稳压集成器IC4等部分构成，输出稳定12V直流电压供整个电路用电。
ICl为红外发射模块，内部由电源管理器件，密码集成电路，红外线调制电路和中功率红外发射二极管等组成，通电后模块正前方透镜小孔即向外发射经密码集成电路调制的红外线。
IC2为配套的红外线接收模块。
当无人进人监视区域时，IC2接收到IC1发射的红外线，输出端OUT模块内部的晶体管截止，为高电平，此时由时基集成电路IC3组成的单稳态电路处于复位状态，3脚无输出，报警扬声器BL无声。
如有人进人监视区域，就会阻挡IC1发出的红外线，只要IC2一旦没有收到红外指令，OUT端内部的晶体管导通，即IC3的触发端2脚受到低电平触发，单稳电路立即翻转进人置位状态，3脚输出高电平，VT导通，BL得电工作，就会发出响亮的报警声响。
此时12V正电源通过R2向C4充电，约经2min后，阑值端6脚电平上升到2编/3时，IC3复位，3脚输出低电平，电路就回复到原先的静止状态。
图1.1采用TX05C新型红外线对射感应模块制作而成的防盗报警器
由图分析可知，只要有人进人监视区域，电路就会发出将近2min的报警声响，足够引起值班人员或人们注意。
2﹑元器件选择
IC1、IC2宜采用天津特新电子厂开发生产的TX05C-T与TX05C-R新型对射式红外发射、接收模块。
TX05C-T模块组件的正前方有一小孔。
内装有一片光学玻璃，红外光束就从此向外发射。
模块组件的后部是发射指示灯和电源引线。
当模块通电发射时，该指示灯点亮。
电源线采用屏蔽线连接，芯线为电源正极，屏蔽层网线为电源负极。
TX05C-R接收模块组件正前方的小孔为红外线接收窗，在其内部两侧各设置有状态指示灯，当模块未接收到有效信号时，红色指示灯点亮；收到信号时，绿色指示灯点亮。
输出电缆线为双芯屏蔽线，其中红色芯线接电源正极，白色芯线为信号输出端OUT，屏蔽层网线为电源负极。
IC3可用NE555等时基集成电路，IC4为LM7812三端稳压集成电路。
VD1一VD4为IN4001型硅整流二极管。
VT采用8050型硅中功率晶体管，要求电流放大系数β＞100.BL采用自带声源的报警扬声器，如工作电压为DCI2V的TWHl1型等，通电即可发出响度达120dB的报警声。
在接线时应注意扬声器引线的正、负极性，红色引线应接电源正极端，不能接反。
T采用220V/15V,5VA的优质电源变压器，要求长时间通电不发热。
3﹑元器件介绍：
3.1LM7812三端固定稳压集成电路
LM7812是美国国家半导体公司生产的三端稳压器，广泛应用于各种电器中作+12V稳压电路。
LM7812集成电路的引脚功能及数据见表所列
表3.1LM7812集成电路的引脚功能及数据
引脚
功能
电压（V）
在路电阻（kΏ）
开路电阻（kΏ）
红笔测量
黑笔测量
红笔测量
黑笔测量
①
输入
16.5
∞
充电
2.1
25
②
输出
12
充电
充电
2.7
10
③
地
0
0
0
0
0
3.2IN4001硅整流器
特性：
正向导通电压低，导通电流高，泄漏电流低，过载电流高，成本低。
最大额定值和电器特性：
单向半波，60Hz,阻性或容性负载。
最大周期性方向峰值电压：
50V
最大有效电压：
35V
最大直流闭锁电压：
50V
最大满负荷反向电流,全周期,在75℃下:
30uA
在1A交流25℃下最大正向导通电压:
1.1V
半个正弦波信号为8.3ms时最大过载电流:
50A
在T=75℃,八分之三引脚长度时,最大正向整流电流:
1.0A
在T=25℃下最大直流反向电流:
5.0uA
在T=75℃下,在额定直流闭锁电压下:
50.0uA
典型结电容（Note1）:
30Pf
3.3NE555时基集成电路
a.NE555的特点
（1）只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。
其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
（2）它的操作电源电压范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。
（3）其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
（4）它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
（5）静态电流最大值VCC=5V,RL=∞=6mAVCC=15V,RL=∞=15mA
b.NE555引脚位功能配置
引脚1（接地）-地线（或共同接地），通常被连接到电路共同接地。
引脚2（触发点）-这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。
触发信号上缘电
压须大于2/3VCC，下缘须低于1/3VCC。
引脚3（输出）-当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。
周期的结束输出回到O伏左右的低电位。
于高电位时的最大输出电流大约200mA。
引脚4（重置）-一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。
它通常被接到正电源或忽略不用。
引脚5（控制）-这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。
当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。
引脚6（重置锁定）-Pin6重置锁定并使输出呈低态。
当这个接脚的电压从1/3VCC电压以下移至2/3VCC以上时启动这个动作。
4﹑安装与调试
本次设计中，调试是十分重要的过程，调试的好坏就直接关系了作品的成功与否。
本次设计中用到得工具很简单主要应用了数字示波器，数字电压表等工具作为调试工具。
在设计整个报警系统的过程中，需要不断地调试，不断地改进，从一个发现问题到解决问题的过程。
（1）元器件测试：
所有的元器件分别用万用表测试参数及辨别好坏。
（2）元器件装配：
插入集成芯片时要注意管脚位置，二极管要注意极性。
（3）焊接：
焊接时间不要太长，以免把元件烫坏。
避免虚焊、错焊，尽量使焊件排列整齐，焊点光洁、美观。
（4）调试：
通电前，先仔细检查已焊好的电路板有无错漏。
然后，用万用表的电阻挡检查电源的正负之间有无短路和开路现象，若不正常，应排除故障后再通电进行调试。
如电路不工作，在供电电压正常的前提下，可由前至后逐级测量各级输出端有无变化的电压信号，以判断电路及各级工作状态。
在发射管与接收管放个障碍物，系统发出响亮的报警声，这时拿走障碍物可以发现系统还在报警，报警声大约持续了两分钟左右，这样这个测试就完成了。
5﹑产生误报的原因及解决方法
报警器安装位置、安装角度、防护措施以及系统布线等方面。
例如：
将被动红外入侵探测器对着空调、换气扇安装时，将会引起系统的误报警；室外用主动红外探测器如果不作适当的遮阳防护（有遮阳罩的最好也作防护），势必会引起系统的误报警；报警线路与动力线、照明线等强电线路间距小于1.5m时，而未加防电磁干扰措施，系统亦将产生误报警。
用户使用不当引起的误报警：
用户使用不当常常会引起报警系统的误报警。
例如：
打开报警器后20秒内没离开探测区等
环境噪扰引起的误报警：
环境噪扰引起的误报警是指报警系统在正常工作状态下产生的，从原理上讲是不可避免的，而事实又是不需要的，属于误报警。
例如：
热气流引起被动红外入侵探测器的误报警；老鼠在防范区出没；宠物在居室内走动等。
随着传感技术、计算机技术的发展，大规模集成电路的推广应用，报警系统智能化程度将不断提高，环境噪扰引起的误报警现象必将随之降低。
结束语
本电路的制作主要应用到了模拟电子技术、数字电子技术、电源设计、电子工艺等多方面的知识，所设计的红外线探测报警器已达到了家用防盗报警的要求，同时也使我的电子设计能力得到了极大锻炼。
特别是一些在之前学习中没有学好的课程，在这次毕业设计中都得到了很好的再次学习机会。
参考文献
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