智能无线防盗系统的设计(3)

2019-06-17 18:26

图8 接收模块原理图

使用超再生无线电接收器只需要用简单的电路就可以完成无线电信号的接收和检波,同时它还具有很强的信号放大能力,在无线电遥控电路中有着广泛的应用。所以我们也可以采用超再生无线电接收器电路来实现信号的接收与检波,如图8所示。

123456789VCCU5A0A1A2A3A4A5A6A7VSSVCCVTOSC1OSC2DIND0D1D2D31817VT16151413D012D111D210D3VCCWRX1234ANTR270K 11 PT2272-L4

图9 超再生无线电接收器电路

无线接收模块WRX将PT2262发出的无线信号接收并解调后送入PT2272的输入端,PT2272将接收到的信号中的地址码和本身的地址码进行比较,如果连续两次比较正确后向外输出VT信号,并将接收到的数据码进行锁存,从D3~D0口输出。连接在OSC1和OSC2中间的电阻是用来调整PT2272的时钟频率的,他必须和PT2262的时钟频率相匹配,常用的有270 kHz/1.5 MHz,680 kHz/3.3 MHz,820 kHz/4.7 MHz。

3.2 传感器设计

3.2.1

传感器介绍[8]

目前各大企业已开发出许多高性能的传感器产品,传感器的选择是否恰当,

布置是否合理,将直接影响报警系统的质量。在设计防盗报警系统时,要对现场进行仔细分析,根据需要首先确定传感器,进而完成整体规划。对于不同的场所,为了达到特定报警功能的需要,必须根据具体的环境恰当地选用探测器或传感器,这是设计防盗报警系统要解决的首要问题。同时,高可靠性、高稳定性、高安全性、高性能/价格比也是报警系统必须妥善处理的问题,本文设计使用一系列传感器和探测器,给出其原理;只对某些传感器给出电路、进行分析。

(1)门磁开关:是探测器最基本、最简单有效的装置,常用的有微动开关、磁簧开关等,一般装在门窗上。开关可分为常开和常闭两种。常开式常处于开路,当有情况时(如门、窗被推开),开关就闭合,使电路导通启动警报,这种方式优点是平时开关不耗电,缺点是如果电线被剪断或接触不良将使其失效。常闭式则相反,平常开关为闭合,异常时打开,使电路断路而报警。该方法优点是,在线路被剪断或线路有故障时会启动报警,但当罪犯在断开回路之前选用导线将其短路,就会使其失效。一般来说在门磁探测器中,大多数采用磁簧开关。

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无线门磁传感器一般安装在门内侧的上方。它由两部分组成:较小的部件为永磁体,内部有一块永久磁铁,用来产生恒定的磁场;较大的是无线门磁主体,内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5mm),无线门磁传感器处于工作守候状态;当永磁体离开干簧管一定距离后,无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码(也就是数据码)的433MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码,判断是否为同一个报警系统,然后根据自身识别码(也就是数据码),确定是哪一个无线门磁报警。

(2)光束遮断式探测器(又称为主动红外探器):能够探测光束是否被遮断的探测器,目前用得最多的是红外线对射式。由一个红外线发射器和一个接收器,以相对方式布置组成,当非法入侵者横跨门窗或其他防护区域时,挡住了不可见的红外光束,从而引发报警。为防止非法入侵者可能利另一个红外光束来瞒过探测器,所以探测器的红外线必须先调制到指定的频率再发送出去,而接收器也必须配有频率与相位鉴别电路来判别光束的真伪或防止日光等光源的干扰。一般较多被用于周界防护探测器。

(3)被动式红外探测器(又称热感式红外探测器):不需要附加红外辐射光源,本身不向外界发射任何能量,而是探测器直接探测来自移动目标的红外辐射,因此才有被动式之称。任何物体,包括生物和矿物体,因表面温度不同都会发出强弱不同的红外线,各种不同物体辐射的红外线波长也不同,人体发射的10μm左右的红外线,通过菲涅尔滤光片增强后,聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件。这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时将会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后产生报警信号。被动式红外探测器件的探测波范围在8~14/μm,因此能较好地探测到活动的人体跨入禁区段,从而发出报警信号。被动式红外探测器按结构、警戒范围及探测距离的不同可分为单波束型和多波束型两种。单波束型采用反射聚焦式光学系统,其警戒视角较窄一般小于50o,但作用距离较远(可达百米)。多波束型采用透镜聚集式光学系统,用于大视角警戒,可达90o,作用距离一般只有几米到十几米。一般用于对重要出入口入侵警戒及区域防护。

图9为双元热释电红外检测元件LHI968的内部电路。它由两个双元热释电陶瓷,感应红外信号,再经场效应管放大输出。D端的电阻和S端的电容具有抗电磁干扰能力。 信号从S端引出经前级放大,通过47μF电容后再次放大,与设定门限电压进行比较,获得报警输出信号。47μF电容能够除直流成分,从而消除了使用环境(阳光、灯光、火源泉等)对探测器的影响,后面再加一延时触发电路以便主人设防与撤防。现在已有专用集成芯片BISS0001实现以上功能。为了适应主人进门时撤防的需要,设计一报警延时电路。延时长度须满足:当人以

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1m/s的速度从探测器的正前方移动0.2m,不产生报警;但移动3m应报警,测试速度应能检测0.3~3m/s或更宽的速度范围。

图10 LHI968及连接电路

(4)玻璃破碎探测器:通常利用压电式拾音器,装在面对玻璃的位置。它只对高频的玻璃破碎声音进行有效的检测,不会受到玻璃本身震动的影响。目前普遍应于玻璃门、窗的防护。

(5)振动探测器:用于铁门、窗户等通道和防止重要物品被人移动的场合,以机械惯性式和压电效应式两种为主。机械惯性式是利用软簧片终端的重锤受到振动产生惯性摆动,振幅足够大时,碰到旁边的另一金属片而引起报警;压电效应式是利用压电材料振动导致机械变形而产生电气特性变化的特性,检测电路根据其特性的变化来判断振动大小并报警。由于机械式容易锈蚀,且体积较大,已逐渐由压电式替代。

(6)视频探测器:多采用电荷耦合器件CCD作为遥测传感器,通过检测被检测区域的图像变化来报警的一种装置。由于是通过检测因移动目标闯入摄像机的监视视野而引起电视图像的变化,所以又称为视频运动探测器或动目标探测报警器。视频报警器利用模拟数字转换器,把图像的像素转换成数字信号存在存储器中,然后与以后每一幅图像相比较,如果有很大的差异,说明有物体的移动。

[7]

(7)超声波探测器:是利用人耳听不到的超声波段(频率高于20000Hz)的机械振动波来作为探测源的报警器又称为超声波报警器。用来探测空间移动物体。 (8)双鉴探测器:是将两种探测技术结合在一起,由复合探测来触发报警,即只有当两种探测器同时或者相继在短暂时间内都探测到目标时,才可发出报警信号,从而进一步提高报警可靠性。目前使用较多的有微波—被动红外双鉴探测

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器和超声波—被动红外双鉴探测器。由于组件内有两个独立的探测技术作双重鉴证,所以避免了单技术探测器因受环境干扰而导致的误报警。

(9)泄漏电缆传感器:一般用来组成周界防护。该传感器由埋在地下的两根平行泄漏电缆组成,一根泄漏同轴电缆与发射机相连,向外发射能量,另一根泄漏同轴电缆与接收机相连,用来接收能量发射机发射的高频电磁能(频率为30~300MHz)经发射电缆向外辐射,一部能量耦合到接收电缆收发电缆之间的空间形成一个椭圆形的电磁场的探测区域。当非法入侵者进入探测区域时,改变了电磁场,使接收电缆接收的电磁场信号发生了变化,发出报警信息,起到了周界防护作用。

3.2.2 传感器布置

防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件,就能立即通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点,使于迅速采取应急措施。智能建筑的防盗报警系统负责对建筑内外各个点、线、面和区域实行巡查报警任务,它一般由传感器、区域控制器和报警控制中心三部分组成,最底层是探测器和执行设备,负责探测非法入侵人员,有异常情况时发出声光报警,同时向区域控制器发送信息。区域控制器负责对下层探测设备的管理,同时向控制中心传送区域报警情况。通常一个区域控制器、探测器加上声光报警设备就可以构成一个简单的报警系统,但对于智能建筑来说,必须设置安保控制中心,能起到对整个防盗报警系统的管理和安防系统集成管理的作用。

(1)对设防区域的非法入侵进行实时、可靠和正确无误的报警和复核。误报警应降低到可以接受的极低限度。漏报警是绝对不允许的。

(2)为预防抢劫或人员受到威胁,系统应设置紧急报警装置和留有与110公安报警中心联网的接口。

(3)系统应能按时间、按部位、区域任意编程、设防或撤防。

(4)系统能显示报警部位、区域、时间,能打印记录、存档备查,并能提供与报警联动的监控电视、灯光照明等控制接口信号,最好能通过多媒体实时显示现场报警及有关联动报警的位置图形与地图。防盗报警系统主要用于对重要出口的入侵警戒、周界防护及建筑物内区域/空间防护和对贵重实物目标的防护。

3.3 联网通信部分概述

作为智能系统设备,必须具有联网通信功能,以便把本区域的报警信息送到控制中心,由控

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