抽屜防盜自動報警器設(shè)計

1、沈 陽 工 程 學(xué) 院課 程 設(shè) 計設(shè)計題目： 抽屜防盜自動報警器設(shè)計 系 別 測控技術(shù)與儀器系 班級 測控本111 學(xué)生姓名 崔鑫 學(xué)號 2011313104 指導(dǎo)教師 祝尚臻 職稱 講師 起止日期： 2014年 3 月 3日起至 2014 年 3 月13 日止沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目：抽屜防盜自動報警器設(shè)計 系 別 測控技術(shù)與儀器系 班級 測控本111/2 學(xué)生姓名 崔鑫 學(xué) 號 2011313104 指導(dǎo)教師 祝尚臻 職稱 講師 課程設(shè)計進行地點： F3 0 任 務(wù) 下 達 時 間： 2014 年 3 月 3 日起止日期：2014年 3 月3日起至 2014 年 3 月14

2、日止教研室主任 年 月 日批準(zhǔn)抽屜防盜自動報警器設(shè)計1 設(shè)計主要內(nèi)容及要求1.1設(shè)計目的：1、了解有關(guān)傳感器的基礎(chǔ)知識；2、加深對電子電路方面知識的理解；3、能夠熟悉傳感器的檢測以及應(yīng)用電路。4、加深對于光電元件的了解，學(xué)會應(yīng)用光電元件進行實際檢測和應(yīng)用。1.2基本要求：1、利用光電元件設(shè)計抽屜防盜自動報警器；2、通過設(shè)定，在別人打開抽屜時報警器便會報警；3、選擇合適的光電元件并說明選用理由；4、畫出你所設(shè)計的抽屜防盜自動報警器電路原理圖并予以說明；5、說明你所選擇的元件明細表；簡要說明你所設(shè)計的傳感器的測量特點。6、要有相應(yīng)的控制算法（軟件流程圖）。1.3發(fā)揮部分：自由發(fā)揮2 設(shè)計過程及論文

3、的基本要求：2.1 設(shè)計過程的基本要求1、基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選；2、符合設(shè)計要求的報告一份，其中包括總體設(shè)計框圖、電路原理圖各一份；3、設(shè)計過程的資料、草稿要求保留并隨設(shè)計報告一起上交；報告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤上交。2.2 課程設(shè)計論文的基本要求1、參照畢業(yè)設(shè)計論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。項目齊全、不許涂改，不少于3000字。圖紙為A4，所有插圖不允許復(fù)印。2、裝訂順序：封面、任務(wù)書、成績評審意見表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計題目、設(shè)計任務(wù)、設(shè)計思路、設(shè)計框圖、各部分電路及相應(yīng)的詳細的功能分析和重要的參數(shù)計算、工作過程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、參考文獻、

4、附錄（總體設(shè)計框圖與電路原理圖）。3 時間進度安排順序階段日期計 劃 完 成 內(nèi) 容備注12014.3.3講解主要設(shè)計內(nèi)容，查閱相關(guān)資料。打分22014.3.4檢查資料查閱情況，聽取學(xué)生方案。打分32014.3.5檢查學(xué)生初步方案的合理性，針對存在的問題予以解決打分42014.3.6指導(dǎo)學(xué)生進行設(shè)計框圖的設(shè)計打分52014.3.7檢查并指導(dǎo)學(xué)生進行傳感器和主要元器件的選取打分12014.3.10檢查并指導(dǎo)學(xué)生進行原理圖的設(shè)計打分22014.3.11檢查框圖及初步原理圖完成情況，講解及糾正錯誤打分32014.3.12檢查邏輯圖并指出錯誤及糾正；講解原理圖繪制及報告書寫打分42014.3.13繼續(xù)

5、修正邏輯圖，指導(dǎo)原理圖繪制方法，布置答辯打分52014.3.14答辯、修改上交報告打分 沈 陽 工 程 學(xué) 院抽屜防盜自動報警器 課程設(shè)計成績評定表系（部）： 測控技術(shù)與儀器系 班級： 測控本111班 學(xué)生姓名： 崔鑫 指 導(dǎo) 教 師 評 審 意 見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分調(diào)研論證能獨立查閱文獻,收集資料；能制定課程設(shè)計方案和日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨立完成設(shè)計工作， 0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)

6、確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.55432指導(dǎo)教師評審成績（加權(quán)分合計乘以12） 分加權(quán)分合計指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 年 月 日評 閱 教 師 評 審 意 見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分查閱文獻查閱文獻有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.35432評閱教師評審成績（加權(quán)分合計乘以8）分加權(quán)分合計評 閱 教 師 簽 名： 年 月 日課 程 設(shè) 計 總 評 成 績分中 文 摘 要 伴隨著國家

7、日益強大的發(fā)展，各方面技術(shù)也隨之不斷提升，人們對生活要求越來越高，同時防盜技術(shù)也隨著出現(xiàn)并且需求不斷壯大。本設(shè)計中的防盜系統(tǒng)與傳統(tǒng)中的防盜裝置相比較而言，具有警戒度高、監(jiān)測精準(zhǔn)、迅速等優(yōu)點。其報警裝置選用蜂鳴器，該設(shè)計配用與門電路，使其更加精確，只要不了解該系統(tǒng)的人拉動抽屜蜂鳴器立即會發(fā)出刺耳尖銳的聲音，易于主人發(fā)現(xiàn)并及時處理。同時該系統(tǒng)中配用直射型光電傳感器，該傳感器靈敏簡潔，成本低，易于集成，若要求監(jiān)測范圍更大可調(diào)節(jié)LED與二極管之間距離，選用延遲電路可使主人用時對系統(tǒng)進行設(shè)置，即使拉出抽屜也不會發(fā)生報警。該裝置系統(tǒng)是家具必備良品。 關(guān)鍵詞 防盜 監(jiān)測 LED 蜂鳴器 光電傳感器V抽屜防盜

8、自動報警器設(shè)計目 錄中 文 摘 要V目 錄1一 設(shè)計任務(wù)描述21.1 設(shè)計題目：抽屜防盜自動報警器系統(tǒng)設(shè)計21.2設(shè)計要求：2二 設(shè)計思路32.1：選題的背景及意義32.2：抽屜防盜自動報警的發(fā)展?fàn)顩r以及存在的問題3三 設(shè)計方框圖5四 設(shè)計原理64.1檢測電路64.2延遲電路84.3與門電路94.4報警電路10五 工作過程分析12六 元器件清單13七 主要元器件介紹147.1光電傳感器147.2二極管1N4001GP147.3三極管介紹15小結(jié)18致謝19參考文獻20附錄A1 抽屜防盜自動報警系統(tǒng)實際接線圖21一 設(shè)計任務(wù)描述1.1 設(shè)計題目：抽屜防盜自動報警器系統(tǒng)設(shè)計1.1.1 設(shè)計目的：1

9、、了解有關(guān)傳感器的基礎(chǔ)知識；2、加深對電子電路方面知識的理解；3、能夠熟悉傳感器的檢測以及應(yīng)用電路。4、加深對于光電元件的了解，學(xué)會應(yīng)用光電元件進行實際檢測和應(yīng)用。1.2設(shè)計要求：1.2.1 基本要求1、利用光電元件設(shè)計抽屜防盜自動報警器；2、通過設(shè)定，在別人打開抽屜時報警器便會報警；3、選擇合適的光電元件并說明選用理由；4、畫出你所設(shè)計的抽屜防盜自動報警器電路原理圖并予以說明；5、說明你所選擇的元件明細表；簡要說明你所設(shè)計的傳感器的測量特點。6、要有相應(yīng)的控制算法（軟件流程圖）。12.2發(fā)揮部分：自由發(fā)揮二 設(shè)計思路我所設(shè)計的抽屜防盜自動報警系統(tǒng)思路如下：2.1：選題的背景及意義隨著科學(xué)技術(shù)

10、的快速發(fā)展，人類社會已取得了巨大進步！在居家生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保、氣象、國防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對科研機密進行保護。這時，防盜系統(tǒng)就發(fā)揮了其強大的作用。這些資料隨身攜帶有時及其不方便又容易被發(fā)現(xiàn)，派遣專人守護又費時費力，隨著生產(chǎn)的發(fā)展急需一個含有微型計算機或微處理器的監(jiān)測儀器，由于它擁有對監(jiān)測數(shù)據(jù)處理，運算邏輯判斷及自動化的功能，有著智能作用等優(yōu)點，一個低成本和具有較高精度的抽屜防盜自動報警器將在許多領(lǐng)域代替人工操作，自動不間斷監(jiān)測所守護的抽屜。目前市場上普遍存在的抽屜防盜自動報警器都是單路監(jiān)測，而且不能對監(jiān)測結(jié)果進行分析比較，精度達不到要求，不利于控制者及時做出決定。為此，本設(shè)計開

11、發(fā)了一種實時性高、精度高，通過蜂鳴器報警的監(jiān)測產(chǎn)品。本文設(shè)計的是基于傳感器的防盜自動監(jiān)測與報警系統(tǒng)，運用直射型光電傳感器進行防盜的監(jiān)測，該儀器具有測量精度較高、硬件電路簡單、價格便宜、并能很好的進行顯示，可測量一定范圍內(nèi)實時情況的特點。省去了人工監(jiān)測的繁瑣、耗時的過程，隨時通過監(jiān)測器的蜂鳴器進行報警，既方便，又快捷。2.2：抽屜防盜自動報警的發(fā)展?fàn)顩r以及存在的問題抽屜防盜的方法主要分為接觸式監(jiān)測法和非接觸式監(jiān)測法兩大類。接觸式防盜法的特點是防盜元件直接與盜竊者直接接觸，兩者之間進行充分的碰觸，最后達到報警功效，這時感官元件的某一物理參數(shù)的量值就代表了接觸對象的出現(xiàn)。非接觸式監(jiān)測法是一種比較新式

12、的測量方法，它的特點是感官元件不與盜竊者相接觸，而是通過輻射進行監(jiān)測，故可以較遠距離對監(jiān)測對象進行監(jiān)測，具有較高；的監(jiān)測上限。抽屜防盜始終是世界防盜領(lǐng)域中著名的難題之一。一個看似簡單的監(jiān)測，深究起來，涉及相當(dāng)復(fù)雜的物理及化學(xué)理論分析和計算。2.3：本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排本文將介紹直射型光電傳感器為核心的抽屜防盜自動報警系統(tǒng)來對抽屜進行實時監(jiān)測。抽屜防盜自動報警器包含的主要部分為上、下檢測電路，延遲電路，監(jiān)測結(jié)果處理判斷的與門電路，報警電路。要求各監(jiān)測單元能獨立完成各自功能，同時能根據(jù)控制電路的指令對監(jiān)測進行不間斷工作，并將監(jiān)測得來的信息通過顯與門處理迅速報警，如過有異物出現(xiàn)在監(jiān)測范圍，蜂鳴器

13、將給出報警示意用戶，以便使用者根據(jù)情況及時做出決定，能方便控制者做出應(yīng)對措施。本文結(jié)構(gòu)安排如下：第1章 介紹了對人們生活、生產(chǎn)、工作的影響，傳統(tǒng)的抽屜防盜監(jiān)測方法的諸多缺點，本文設(shè)計抽屜防盜自動報警系統(tǒng)的目的，及其的發(fā)展?fàn)顩r以及存在的問題。第2章 主要硬件的對比選擇，介紹了直射型光電傳感器、輸出處理設(shè)備的硬件之間優(yōu)缺點的對比，通過性能，價格等方面選擇本次設(shè)計所需硬件。第3章 抽屜防盜自動報警器硬件設(shè)計，介紹了各部分電路的原理及設(shè)計電路等。第4章 介紹了與門電路部分的具體工作情況及其處理方法影響。第5章 各部分元器件的選擇，包括器選擇原因，應(yīng)用中的優(yōu)缺點。以上就是我所設(shè)計的抽屜防盜自動報警系統(tǒng)的

14、設(shè)計思路。三 設(shè)計方框圖報警電路與門電路檢測電路延遲電路延遲電路檢測電路四 設(shè)計原理4.1檢測電路該部分有上、下倆部分檢測電路，倆部分結(jié)構(gòu)組成相同，主要由直射型光電傳感器構(gòu)成，為了使傳輸?shù)墓饩€最佳，該傳感器還設(shè)置了透鏡結(jié)構(gòu)，加設(shè)透鏡的目的是為了使光源變成平行的光線而后聚焦，以使光線傳輸?shù)木嚯x遠且精確。本次實驗中所用到的光電傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖4-1 具有透鏡結(jié)構(gòu)的光電傳感器結(jié)構(gòu)示意圖在上圖中，光源（可以是白熾燈、LED發(fā)光二極管發(fā)出的光、激光等）發(fā)出的光經(jīng)透鏡1變成平行光以后，再由透鏡2聚焦后照射到光電二極管上。由此可見，當(dāng)在透鏡1與透鏡2之間放入被測對象后，就可以根據(jù)光電二極管接收到的

15、光通量的大小或有無來反映被測對象的情況，由此實現(xiàn)了光電傳感器的目的，許多類型的傳感器正是利用這一特點制成的。 上述中的光電傳感器只是檢測電路中的一部分，完整的檢測電路圖如下： 圖4-2 上檢測電路示意圖 上述檢測電路圖為上檢測電路圖，主要由光電傳感器組成，其中D1相當(dāng)于光電傳感器中的光源直射的光源問哦紅外光，是人眼看不見的光，隱蔽性較好，當(dāng)有盜賊來侵，盜賊的手及拉出的抽屜會擋住光路，光電二極管VD呈高阻抗，三極管VT1截止，輸出為高電平。 下檢測電路圖與上檢測電路圖相同，其結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4-3下檢測電路示意圖該部分原理與上檢測電路圖相同，當(dāng)沒有障礙物遮擋時，光電二極管VD呈低阻態(tài)，三極管D2

16、導(dǎo)通，輸出為低電平。4.2延遲電路該部分仍有上、下倆部分延遲電路，對應(yīng)上、下倆部分檢測電路，其主要由放大器構(gòu)成，產(chǎn)生延遲的作用。上延遲電路結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4-4上延遲電路示意圖該部分是對檢測電路輸出的監(jiān)測結(jié)果進行分析處理，當(dāng)盜竊者手臂經(jīng)過傳感器時，由于擋住光路的時間很短，故電路輸出的將是一個窄脈沖，該脈沖受延遲電路的作用對后級電路不會產(chǎn)生影響。當(dāng)無盜賊出現(xiàn)時，倆光電接收器輸出均為低電平，經(jīng)延遲加到與門的倆個輸入端后，也使與門輸出為低電平，故報警電路不會工作。下延遲電路圖與上延遲電路圖相同，其結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4-5下延遲電路示意圖該部分工作原理與上延遲電路原理相同，在電路中，盜賊將抽屜拉出后，擋

17、住光路時間變長，此時延遲電路可不發(fā)揮作用，但報警器仍然會發(fā)出警報，正常工作。4.3與門電路該部分電路建構(gòu)簡單明了，易于讀懂，其作用是對倆部分延遲電路輸出結(jié)果進行處理，得到最終結(jié)果，然后傳送到蜂鳴器。其結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4-6 與門電路結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)人手臂經(jīng)過上下倆個傳感器時，將有倆個脈沖信號輸出，這倆個脈沖信號有一定的時間差，經(jīng)延遲處理以后，就會使與門倆個輸入端均為高電平，根據(jù)與門電路的邏輯關(guān)系，其輸出也為高電平，該信號就會出發(fā)警報電路工作，向外發(fā)出警報信號，從而實現(xiàn)了防盜的目的。設(shè)置倆路光電傳感器的目的是為了提高防盜電路的可靠性，該電路工作波形如下圖所示，圖4-7兩路光電傳感器防盜電路工作波形示

18、意圖4.4報警電路該部分電路簡單易于集成，其作用為在接收到與門輸出信號后蜂鳴器是否應(yīng)該發(fā)出警報。其結(jié)構(gòu)圖如下:圖4-8 報警電路結(jié)構(gòu)示意圖 該部分是否發(fā)出應(yīng)該發(fā)出警報，進行工作，數(shù)據(jù)表如下：上延遲電路輸出下延遲電路輸出與門電路輸出報警電路工作情況 000不報警010不報警100不報警111報警 表4-1 報警器工作情況表 五 工作過程分析首先，開始工作是一個通道中設(shè)置了倆個光電傳感器，由光電傳感器中LED發(fā)出的紅外光傳送到光電二極管上，二極管位于檢測電路中，倆路直射式光電檢測電路的連接及其結(jié)構(gòu)相同，輸出的信號經(jīng)適當(dāng)延遲分別加到與門的倆個輸入端，有與門輸出的信號去控制報警器電路的工作。其次，檢測

19、電路中信號輸出到延遲電路中時，倆輸入信號有一定的時間差，經(jīng)延遲處理以后，就會使與門倆個輸入端均接收到來自延遲電路的信號。根據(jù)與門電路的邏輯關(guān)系，其輸出為高電平或低電平。最后，與門輸出信號會觸發(fā)報警電路工作，向外發(fā)出報警信號，從而實現(xiàn)了防盜的目的。其中，設(shè)置倆路光電傳感器的目的，是為了提高防盜電路的可靠性。六 元器件清單在本設(shè)計中所用到的元器件如下表所示：名稱數(shù)量型號規(guī)格LED燈2二極管21N4001GP三極管2BC237BP電容60.01uF電阻21430 2740 215010K 100K 200K放大器6LM139與門1AND蜂鳴器1SPEAKER光電傳感器1GND9表2 元器件清單表七

20、主要元器件介紹7.1光電傳感器本次設(shè)計中所運用到的光電傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖7.1 具有透鏡結(jié)構(gòu)的光電傳感器結(jié)構(gòu)示意圖在上圖中，光源（可以是白熾燈、LED發(fā)光二極管發(fā)出的光、激光等）發(fā)出的光經(jīng)透鏡1變成平行光以后，再由透鏡2聚焦后照射到光電二極管上。由此可見，當(dāng)在透鏡1與透鏡2之間放入被測對象后，就可以根據(jù)光電二極管接收到的光通量的大小或有無來反映被測對象的情況，由此實現(xiàn)了光電傳感器的目的，許多類型的傳感器正是利用這一特點制成的。7.2二極管1N4001GP1N4001GP詳細數(shù)據(jù)清單描述： Vrrm=50： Irrm=5.0： Vfmif=1.101000： trr=2.0 Packag

21、e=DO-204AL熱敏電阻連接： 45.00熱敏電阻狀況： 0.00功耗： 0.00降值拐點： 75.00最低工作溫度： -65.00最高工作溫度： 175.00靜電放電： 0.007.3三極管介紹三極管BC237BP詳細報告群組(ANSI) 群組(DIN) 系列(ANSI) 系列(DIN) 圖7.2 三極管元件 數(shù)據(jù)庫名稱: 主數(shù)據(jù)庫系列組: Transistors系列: BJT_NPN名稱: BC237BP作者: TL日期: March 06, 1998描述: Vceo=45 Vcbo=5: Ic(max)=0.1: hFE(min)=90: hFE(max)=800: Ft=100:

22、Pd=1: Package=TO-92熱敏電阻連接：: 357.00熱敏電阻狀況：: 125.00功耗: 1.00降值拐點：: 25.00最低工作溫度: -55.00最高工作溫度: 150.00靜電放電：: 0.00符號(ANSI) 符號(DIN) 圖7.3三極管符號封裝: 圖7.4三極管封裝圖封裝類型: TO-92封裝制造商: Generic引腳數(shù): 3 引腳信息: 邏輯 物理的 單元 類型 ERC 狀態(tài) 引腳交換組 門交換組C 3 GRP:A A:I/O 包括 B 2 GRP:A A:I/O 包括 E 1 GRP:A A:I/O 包括 BC213AP三極管詳細報告 群組(ANSI) 群組(

23、DIN) 系列(ANSI) 系列(DIN) 數(shù)據(jù)庫名稱: 主數(shù)據(jù)庫系列組: Transistors系列: BJT_PNP名稱: BC213AP作者: TL日期: August 09, 1998符號(ANSI) 符號(DIN) 圖7.5三極管符號封裝: 圖7.6三極管封裝圖封裝類型: TO-92封裝制造商: Generic引腳數(shù): 3引腳信息: 邏輯 物理的 單元 類型 ERC 狀態(tài) 引腳交換組 門交換組E 1 GRP:A A:I/O 包括 B 2 GRP:A A:I/O 包括 C 3 GRP:A A:I/O 包括 小結(jié)為期兩周的傳感器課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，基于傳感器抽屜防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計，已經(jīng)基本

24、完成。通過這次課程設(shè)計，我掌握了一些理論設(shè)計的基本步驟：首先就是明確了設(shè)計任務(wù)，了解防盜自動報警系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，以及了解一些基本工作，方案的可利用程度等。其次，要對整個設(shè)計系統(tǒng)做深入的方案可行性論證，并且結(jié)合實際條件，確立自己的設(shè)計方案，然后就是對自己確立的設(shè)計進行實現(xiàn)。接下來就是進行傳感器的選擇，最后就是畫電路圖，整個程序基本就是這樣的。開始拿到這個課題時真的感到很迷茫，因為老師給的范圍太廣，就是感覺頭一次碰到這樣的課設(shè)，根本都不知道從哪開始，找不到頭緒，加上我的能力實在有限，所以開始我對這個課題很是抵觸，后來經(jīng)過老師的細心講解，我才慢慢理清了頭緒。所以我就開始進行準(zhǔn)備，雖然是兩周的時間，但是我