防盗报警电路

防盗报警电路（共7篇）

防盗报警电路 篇1

摘要：该文通过介绍电话网传输的防盗报警的工作原理,进而研究其电路设计,实现在遇到紧急情况时,防盗报警器就能发出报警信号,并且拨打自己所设置的电话号码出去,通知人员来解决紧急情况。

关键词：计算机应用,电路设计,防盗报警,电话网

1 DTMF介绍

DTMF是英文Dual Tone Multiple Freguency的缩写[1],意为“双音多频”它在电话与程控交换系统中应用最为广泛。

双音多频拨号方式中的双音是指用特定的两个单音信号的组合叠加来代表数字或符号(功能)。两个单音的频率不同,所代表的数字和功能也不同。在双音多频电话机中,有16个按键,其中10个数字键(0~9)6个功能键(*、#、A、B、C、D)如图1所示。

按照组合的原理,它必须有8种不同的单音频信号。由于采用的频率有8种,故称之为多频。又因从8种频率中任意抽出两种进行组合,又称其为8中取2的双音编码方法。

根据CCITT的建议,国际上采用697Hz、770Hz、825Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz。

把这8种频率分为两个群,即低频群和高频群。从高频群和低频群中任意各抽出一种频率进行组合,共有16种组合。代表16种不同的数字或功能。

表1是DTMF与二进制码的关系:

2 限流电阻计算

电源电路如图2所示,R1为限流电阻。78L05为常用+5V输出稳压管。假设,输出20m A,输入电压7V左右稳压效果较好。1N4007压降为0.7V则欧姆,取标准值电阻220欧姆。

3 CD22100E与HM9102C/D的组合

3.1 CD22100E与HM9102C/D的连接方法

单片机89C2051和交叉点开关电路CD22100E组成电子拨号键盘。用汇编语言编程拨号,CD22100E与DTMF信号产生IC,与HM9102C/D的连接方如图3。

CD22100E与拨号IC行线(四根),列线(4根)相联,A1~A4输入二进制码,拨号IC即可输出与二进制码相对应的DTMF信号。

3.2 CD22100E控制编码说明

STROBE为4/16译码器控制端,STROBE=1(高电平)有效,电路中接+5V。

DATA IN为16个锁存器控制端,控制4×4矩阵开关接通与断开。

由于电路上电后,矩形开关通与断是随机的,所以首先要“清零”,即使所有的矩形开关都要处于断开状态。这时软件编程应是:DN=0(低电平)接着在A1~A4顺序发1、2、3……A、B、C、D十六个二进制码,如表1所示。发1就是第一个接点断开,顺序发2……D,则十六个接点全断开,达到“清零”的目的,这是发电话号码前的准备工作,否则会出错。

发第一位电话号码,例如发“8”(1001);此时先使DN=1(高电平),接着发(1001),这时,TCM5087N输出“8”的DTMF信号。发第二位电话号码,例如发“7”;这时应先将对应“8”的矩形开关断开,即将DN=0,重发“8”对应的开关断开了,然后将DN=1,发“7”则TCN5087N就输出“7”的DTMF信号。以此类推。

4 集成电路(IC)与电路图

如图4,HM9102D引脚功能说明如下:

C1-C4和R1-R4:键盘行、列输入引脚,提供键盘扫描和拨号选择。当-H-K---S脚为低电位时,列组处于高电位,而行组处于低电位状态,相关行和列接通或通过电子输入,决定有效键入。只能单键键入,同时按下两个或两个以上键将无效,为避免键盘接点颤动而出错,芯片内部设有防颤电路,防颤时间为20ms。

OSCI,OSCO:振荡器输入、输出引脚。芯片内部反相放大器与OSCI和OSCO引脚所接的3.57945MHz晶体构成系统时钟振荡器(芯片内有反馈电阻和电容)。当-H--K--S为低电位时,有效键入可接通该振荡器,并产生3.57945MHz的时钟。

XMUTE:NMOS漏极开路输出结构,闭音输出引脚。拨号时(无论起脉冲方’式还是音频方‘式),该输出为低电平,否则此引脚为高阻抗。

HKS:又簧输入引脚。当F机挂机时,此引脚必须为“1”,以禁止拨号操作,并降低功耗。

在摘机状态时,-H--K--S引脚必须为“0”,此时才能执行所有功能。

P0:脉冲信号输出引脚,采用NMOS漏极开路输出结构。脉冲拨号和闪断操作时,该引脚输出为低电位,否则为悬空状态。

TONE:双音多信号输出引脚。在音频状态下当键人数字键(包括*、#键)时,此引脚将送出相应双音多频信号。TONE引脚提供最短音频持续时间和最短音频间隔时间,以保证快速键入。如果键入时间短于100ms,则双音多频信号将持续100ms,否则键按下多长时间音频将持续多长。

MODE:方式选择引脚,三态输入结构。当接“VDD”时为脉冲拨号方式,速率为20pps,“悬空”时为脉冲拨号方式,速率为20pps,接“Vss”时为双音多频拨号方式。

M/B:断/续比选择引脚。拨Vs s时为40:60,接VDD或“悬空”时为33:66。

5 电话网传输的防盗报警器电路设计

电话网传输的防盗报报警器电路由3片IC和单片机及较多的外围电路组成。

图4是电路原理图(SCH)、图5是电路板(PCB),通过用Protel99,从原始的电路原理图(SCH)到电路板(PCB)自动布线、再到成品电路板的设计周期又轻松又简单。只需动动鼠标,就可以将器件任意排放,直到自己满意为止。

参考文献

[1]白英彩.英汉计算机技术大辞典[M].上海:上海交通大学出版社,2001:583.

防盗报警电路 篇2

随着社会发展, 人们对自己所处环境有了更高要求, 现行的防盗报警系统主要完成室内外各种场合的防盗、防火等任务。它是利用各类功能的探测器对住户房屋的周边、空间、环境及人进行整体防护的系统。

目前市场上的各种防盗报警探测器种类繁多, 其中依靠红外或微波等单技术的探测器较多。这种探测器虽然可以完成一般的安防工作, 但是对于希望达到更有效地减少误报次数和其他更高需求的用户来说还是有些不能满足要求。介绍利用单片机电路把被动红外和微波探测技术结合起来实现双踪报警系统, 大大提高探测报警性能。同时, 电路设计简单, 成本低, 适合大规模生产。

2 总体设计方案 (如图1所示)

3 电路介绍

本系统电路设计主要有三部分组成:红外探测电路、微波探测电路、单片机控制电路。我们重点介绍单片机电路。我们所采用的AT89C2051单片机是一款兼容标准MCS-51指令的功能强大的单片机, 虽然它只有20个引脚, 但它包含甚至超出了标准40脚封装单片机的所有功能。

单片机控制电路有红外、微波两个报警触发信号输入 (图3中INT0、INT1) , 三种工作状态:单路触发报警状态、双路触发报警状态和睡眠状态, 分别由三个LED灯指示 (图3中R15、R20、R21) , 通过设计面板上的按钮 (图3中S2、S3) 和单片机控制电路可以在三种检测状态之间进行切换。系统工作于单路触发报警状态时, 红外、微波探测电路中只要由一路触发报警, 单片机就做出报警的响应 (驱动音频电路模仿发出报警声) ;系统工作于双路触发报警状态和睡眠状态时, 必须两路同时发出触发信号, 或在一定的延时时间内相继触发, 单片机才做出报警的响应;系统工作于睡眠状态时, 对任何触发信号不做出响应。当然, 这种切换模式还可以根据用户自己的需求进行相应的改良工作, 比如可以做到不进行现场报警, 但将触发的报警信号通过内网或传输线传输至电脑, 以达到现场监控的目的 (睡眠状态) 。单片机程序设计流程如图2所示, 可采用C语言进行编写, 电路设计如图3所示。

结束语

由本电路的设计, 我们发现报警系统中单片机的使用, 电路具有设计简单, 功能多, 成本低的特点。通过对电路的实际应用及测试, 结果证明本系统运行稳定可靠、灵敏度更高、探测角度更广, 误报率更低, 具有明显的社会应用价值。

参考文献

[1]肖景和.实用报警电路300例[M].北京:中国 (2051) 电力出版社, 2005.

[2]刘舒祺, 施国梁.基于热释电红外传感器的报警系统[J].国外电子元器件, 2005, 3.

[3]徐安, 陈耀, 方春华.微控制器原理与应用[M].北京:科学出版社, 2006.

防盗报警电路 篇3

1 自动报警概述

1.1 自动控制理论的发展状况

目前, 科学技术领域研究自动控制技术共同规律的科学技术主要是自动控制理论。自动控制技术在发展初期, 主要是利用声光的反馈理论作为基础的自动调节原理, 这种技术目前主要应用于工业生产过程中的流水线生产控制, 与此同时也应用于人们的日常生活中。随着现代科学技术的发展, 促使声光自动控制理论已经步入了一个新里程碑阶段——现代自动化控制理论。

1.2 反馈控制原理

在实际应用中, 所谓的反馈控制原理, 主要是指为了实现各种复杂的全自动化控制方式和任务, 首先要将自动控制装置以及被控的对象按照一定的方式相互连接起来, 组成一个完整的有机结合的整体, 这也就是人们日常所提到的自动控制系统的基本配置的搭建, 因为没有基础设施作为支持, 就无自动控制技术研究与设计可言。控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体, 它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制, 但最基本的一种是基于反馈控制原理组成的反馈控制系统。

1.3 反馈控制系统的基本组成

在实际应用中, 反馈控制系统主要包括以下六个方面的组成部分:

(1) 测量元件:测量元件的主要职能是检测被控制物体的物理量, 在实际应用中, 整个过程的数据信息都是靠相应的传感器来完成所有操作的。

(2) 给定元件:给定元件的职能主要是自动控制系统给出与期望的被控量相对应的系统输入量。这一般通过人为的方式来进行输入等管理。

(3) 比较元件:比较元件的主要职能是通过把测量元件检测到的被控量的实际值以及与给定元件给出的参考数据量进行相互比较, 用以求出它们之间的差额之比。

(4) 放大元件:放大元件的主要职能是将比较元件中各处的数据信息的偏差信号进行放大, 然后凭借此处来推动执行元件去控制被控对象。

(5) 执行元件:执行元件的主要职能是指直接通过控制被控元件, 使其被控量完全发生变化等。

(6) 校正元件:通常也称作为补偿元件, 校正元件是结构或参数便于调整的元部件, 主要是用于改善系统的性能。

1.4 自动控制的基本控制方法

在实际应用于科学研究过程中, 人们常说的声光自动控制系统中最基本的控制方法也就是是反馈控制方式, 这也是目前绝大多数市场上应用最为广泛的一种自动控制方式。除此之外, 目前市场上还存在着一些其他的自动控制方法, 如开环控制方式和复合控制方式等, 然而这些控制方法却很少被人们所接受。

2 设计方案

声光双控自动报警与照明电路的设计主要是根据声光的自动反馈原理来设计制作的。其中的主要原理是指利用声学和光学的相关原理, 也就是通过利用声音传感器将声音信号转换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。

作为一个声光双控自动报警与照明电路应该同时具备以下三种功能:一是能够在声音传感器的控制下实现电路开关线路的导通与截止;二是声音的发出不应该仅仅局限于脚步声, 应该尽可能地扩大范围;三是声光双控自动报警与照明电路响应的时间应越短越好。

日常生活中, 电路随处可见, 其实声光双控自动报警与照明电路主要有以下几个部分共同组成:整流、二极管、话筒、光敏电阻、三极管等。通过这些组件可以用来调节电阻和电容的大小, 以此来改变灯亮的时间长短, 如果时间过短就应该增加电路中的电阻或电容的值, 反之则减少电路中电阻或电容的值。光敏电阻也会使灯亮的时间受到极大的影响。声光控制节能开关, 在白天或光线较亮时, 节能开关呈现关闭状态, 灯永远不可能点亮;当进入夜间或光线较暗时, 节能开关则呈预备工作状态, 只要有人经过该开关附近时, 通过脚步声、说话声以及拍手声等都能开启声光双控自动报警与照明电路的开关。灯亮后经过一会儿就会自动熄灭。这样的开关适用于楼梯口、走廊以及厕所等公共场合, 不但能保护资源, 而且同时也能延长节能灯的使用寿命。

声光双控自动报警与照明电路的设计应该是比较完备, 在电能节约方面处于独特的优势地位, 但是该电路也存在一定的缺陷, 例如要使灯常亮则该电路无法实现;要对电路进行维护在白天需要灯亮则该电路也无法实现, 因为世上根本没有十全十美的事物存在。

3 电路原理

随着科技的发展, 半导体技术也得到了飞速的发展, 这大大促进了声、光能源的应用和普及, 在节约能源与保护环境方面具有尤为突出的优势。智能化电路设计引进光技术已经不再是新奇事了, 在光控电路的设计中不同于声控电路复杂的结构。随着半导体光敏元器件的快速发展, 在设计光控电路时面临的问题已由怎样使光信号转化为电信号变为怎样在电路中加大电信号的强度, 这一转变具有跨时代的意义。

在实际生活中, 能够利用光敏元件随光照强度的变化而阻抗发生变化的特点, 以此来控制电路信号的强弱, 再由声音传感器将变化的电路信号传递给开关触发器, 只要电路信号强度达到一定程度, 将自动触发开关, 使其电路连接成功处于准备工作状态。声光双控自动报警与照明电路其主要功能是实现当外界光照强度降低以及人为的动作声音, 使照明电路处于导通准备工作的状态。就声光双控自动报警与照明电路的设计方案而言, 也要因人而异。但是通常情况下, 在设计时必须要对方案进行可行性分析, 因为这是关于电路设计的关键, 是必不可少的一步。光敏感元件必须选择灵敏度极高的元件, 这样电路功能才能较容易实现, 为此在设计声光双控自动报警与照明电路时, 不仅要使声光双控自动报警与照明电路结构简化, 与此同时还要使声光双控自动报警与照明电路功能强化以及功能可靠稳定。

其实延时电路也就是人们口中通常所说的计数器, 声光双控自动报警与照明电路构成方案主要有以下三种:一是硬件构成;二是软件构成;三是软硬件相结合的构成。对于硬件构成的计时器, 一般是指用来改变元件值的控制定时, 主要是利用它的工作效率较高, 而且方便灵活。但是通常所说的软件构成的技术器主要是指利用一些可执行程序来实现计时的, 它的灵活性通用性非常强, 但是唯一的不足之处就是效率较差;故现在设计定时器一般都是采用软硬件相结合的方法来设计, 集合两者之长通过编程设定不同的延时常数, 而由硬件控制定时过程, 其效率和灵活性都得到了较大的提高。

通常情况下, 在一个实际的电路中延时不是主要目的, 而主要目的是为了完善电路功能。故作为一个延时电路, 在整个电路中其应在延时结束后能发出一个结束信号, 控制电路是否继续工作下去。所以上述的声控、光控电路尽管也能实现控制电路的功能, 但其功能却是不完善的, 为此应对其进行改进三种方案可行:一是声控延时;二是光控延时;三是声光联控延时。此三种方案的应用, 必须要结合实际情况进行具体问题具体分析。声光联控延时照明电路的主要原理就是利用光控部件控制电路白天不工作, 而夜晚则由声控部件控制其工作, 再由延时部件控制其工作时间。

4 声光双控自动报警与照明电路的调试

用表测试电路芯片管脚是否有电源, 接触的地方是否正确。再检查芯片引脚输出的波形等, 在实际应用的调试过程中首先要接通地线和电源线, 遮挡红外对管, 观察扬声器是否发出声音;在室内, 对着驻极体传感器发出声音, 看照明灯是否会亮, 亮则正常;再用手电筒照射光敏晶体管, 再对着驻极体传感器发出声音, 看照明灯是否会亮, 不亮则正常。

在实际调试应用中也会遇到的问题, 刚开始由于继电器的封装是自己做的, 没有注意引脚的排列, 以至于最后导入原件后继电器的引脚连线错误, 使继电器不能工作。用万用表根据原理图检查电路, 找出错误并修改过来, 但是只有光控制电路的参数都正确了, 其他的电路还是没有正常工作。经过电压的测试, 发现VT4坏了, 于是将元器件换了以后, 再次调试。因为与门控制电路是结合声控制电路和光控制电路的, 在它们一起工作时, 还是没有遵循与门的逻辑关系, 最后发现是R4的参数值不正确, 后来将其换成微调电阻, 终于成功了。

关于声光双控自动报警与照明电路设计的调试结果, 接通电源后, 用纸板挡住红外对管, 喇叭就能发出的声音。用手电筒照射光敏晶体管, 对着驻极体传感器发出声音, 照明灯不亮;遮挡住光敏晶体管, 对着驻极体传感器发出声音, 照明灯亮, 调试成功。

5 故障分析

5.1 工作时灯泡照明时间过长或过短

当声光双控自动报警与照明电路处于工作状态时, 灯泡照明的时间与延时的回路电容放电时间常数呈现正比例关系, 当电压上升到可控硅导通阀值所用时间越短, 则灯泡照明时间越短;反之则越长。电路调试过程中有时遇到灯泡点亮后不能熄灭的情况, 原因可能是由于电流过大等造成的, 导致可控硅发热温度过高可控硅开关特性变差。当控制极电位为零时, 阳极和阴极电压经过零点再次升高时仍能导通。解决方案:可以在控制端的两极之间并联一个电阻。

5.2 灯泡自动点亮

如果是线路连接有问题, 可以用镊子将电容充电电容两端连接, 检测灯泡能否熄灭。一方面不能熄灭, 灯泡工作回路断开灯泡熄灭。自动点亮原因:一是可控硅损坏;二是桥式整流电路连接错误或桥式整流二极管击穿。另一方面灯泡能熄灭, 延时电路正常工作。自动点亮原因:一是损坏集电极和发射极导通对电容充电。二是损坏集电极和发射极导通导致电位降低。

在声光双控自动报警与照明电路调试的过程当中, 可能会面临着诸多问题的共同存在, 因此必须要按照以上步骤循环分析故障、调试。对不同声光双控自动报警与照明电路可适当调节各电阻和电容的值, 使其处于理想工作状态。

6 结语

综上所述, 声光双控自动报警与照明电路也是目前家庭中较为常见的一种控制集成电路, 主要是利用声音的传输以及光的敏感度来控制电路结构, 实现声光双控自动报警与照明的功能。这极大地方便了人们的日常生活, 提高了人们的生活质量。

参考文献

[1]熊如贵.遮挡式红外声光报警器装置[J].电子制作.2009 (9) .

[2]孙肖子.模拟电子电路及技术基础 (第二版) [M].西安:西安电子科技大学出版社.2008.

[3]叶树江.模拟电子技术基础[M].北京:机械工业出版社.2007.

[4]门宏.电子元器件[M].北京:人民邮电出版社.2008.

便携式信号点灯及报警电路检测器 篇4

在陇海线宝鸡—兰州段增建第二线站后16标段甘谷—陇西自动闭塞工程施工过程中, 为提高施工工艺和工程质量, 节省作业时间, 降低劳动成本, 提高劳动效率, 研制了“便携式信号点灯及报警电路检测器”, 同时对传统的施工程序进行调整。按照“配线→粗绑→检测试验→发现问题→整改→绑把→安装”的施工程序, 把检测这道工序放在绑把之前, 提前发现配线错误和设备故障, 杜绝了后续工序中出现返工现象, 从而提高了信号机设备配线质量和工艺标准。

1 技术原理

根据区间8信息4显示移频自动闭塞通过信号机点灯电路和主灯丝断丝报警电路原理图, 结合信号点灯单元及报警分机的内部结构, 研究“信号机点灯及报警电路”原理, 分析总结4显示通过信号机配线导通试验方法, 在反复试验、优化方案的基础上, 研制了一台能够快速准确、安全可靠、全面检测信号机点灯及报警电路的便携式检测器。

便携式信号点灯及报警电路检测器由电源电路、点灯检测电路、报警检测电路和开关控制电路四部分组成。信号机点灯测试电源为工频220 V交流电源, 分三束直接接入信号机点灯变压器一次侧。主灯丝断丝报警检测电源由一个交直流转换变压器输出24 V直流电源。点灯检测电路由铁路信号机专用灯座、灯丝转换按钮和若干接线柱按一定方式接线组成。主灯丝断丝报警检测电路由一个报警电铃和若干接线柱按一定的方式接线组成。如图1所示。

该检测器符合以下技术要求:

1) 满足8信息4显示通过信号机点灯及报警电路原理, 并能检测其他信号点灯及报警电路;

2) 能够安全可靠、快速准确、全面地检测信号机点灯及报警电路配线及设备;

3) 使用电源必须满足200 V≤U≤240 V, 否则要增加稳压设备;

4) 该检测器便于携带, 简单易操作;

5) 选用的各种器材、仪器仪表必须具备一定的可靠性和稳定性。

2 简要性能特点及适用范围

该检测器构思精巧, 测试准确, 安全, 操作方便, 对初级、中级信号工稍加培训, 便可熟练操作, 对信号点灯电路及报警电路能够全面地检测, 确保设备及配线正确。

该检测器可适用于铁路区间通过信号机点灯及报警电路的检测。

3 构造原理

本检测器由一张20 cm×30 cm酚醛树脂板上安装3个信号专用灯座, 灯座上安装3个信号灯泡, 用颜色区分为黄、绿、红。1个电铃, 用于检测信号灯泡主灯丝断丝报警性能。3个3 A的断路器, 分别是K1, K2, K3, 1个0.5 A的断路器K4。K1, K2, K3分别装在黄、绿、红3个灯位的送电电路中, 而K4装报警检测电路中。15个接线端子, 分别是:D1, D2;D3, D4;D5, D6为黄绿红3个信号变压器一次侧电源输入端子, D7, D8为报警检测端子, D9, D10, D11;D12, D13, D14;D15, D16, D17分别为黄绿红3个信号变压器二次侧主、副、回3个接线端子。1个交直流稳压变压器, 用于提供24 V直流电源。1个电源插头, 用于接取220 V工频电源。

4 操作说明

1) 先断开开关K1, K2, K3, 将信号机配线的黄、绿、红灯三束220 V输入端分别连接到检测器端子D1, D2;D3, D4;D5, D6上。

2) 先合上开关4, 将两根报警输出线连接到检测器D8, D9号端子上, 信号灯主丝断丝时, 若电铃响说明报警, 若电铃不响说明不报警。

3) 将配线把的黄灯对应灯位的主、副、回三根线连接在检测器端子D9, D10, D11上;绿灯位的主、副、回三根线连接在检测器D12, D13, D14号端子上;红灯位的主、副、回三根线连接在检测器D15, D16, D17号端子上。

4) 准备工作就绪, 进行测试。

5) 根据区间3灯位4显示的要求, 逐一对四种显示进行试验, 试验良好, 进行下一道工序。

5 结语

防盗报警电路 篇5

一、我港港前道口报警系统简介

(1) 港前道口平面示意图如图1所示。车列从L1道岔往港前区行驶为下行方向, 由港前区向L1道岔行驶为上行方向。站场最末端轨道电路为DG区段, 向港前方向再无轨道电路。港前区地势较低, 港前铁路线与1-14股道铁路线交汇处为铁路涵洞 (长约70米) , 通往港前的铁路线在涵洞内。 (2) 道口控制电路构成。道口控制电路是由继电器构成的继电电路, 主要继电器包括上行方向继电器SFJ、下行方向继电器XFJ、开通继电器KTJ、上行方向离去区段轨道继电器DGJ、下行方向接近区段继电器XGJ、D26复示信号机红灯丝继电器D26FHDJ等。 (3) 电路动作基本原理。上行方向:在D26F信号机开放 (与D26信号机同步开放) 后, D26FHDJ落下, SFJ落下, KTJ落下开始报警, 直到车列进入DG、XG区段并出清DG区段后, KTJ吸起停止报警。下行方向:车列进入XG区段 (XGJ落下) , KTJ落下开始报警, 直到车列依次经过XG区段、DG区段, 并出清DG区段后延时180秒, KTJ吸起停止报警。

二、此道口电路的不足之处

(1) 上行方向:道口离去区段完整, 但接近区段缺失, 采用D26信号机开放为接近报警条件, 时间由司机把握, 很难保证能满足“列车接近通知时间应不少于40秒”的规定。 (2) 下行方向:道口接近区段完整, 但离去区段缺失, 需要通过使用延时继电器 (四挡:1秒、3秒、30秒、3分) 延时的手段补齐。若延时30秒, 车列不一定完全出清道口区域;若延时180秒, 由于时间太长, 会对公路的通过效率产生较大影响。

三、基于GPS定位的改造方案

(1) 系统构成。在每台机车上加装GPS天线, 强化机车车载台的功能;强化地面工作站功能, 地面工作站通过数传网络获取机车位置实时信息, 同时, 通过有线网络与现有道口设备保持联系。 (2) 实现原理。首先在地面根据设计规范画出虚拟的接近、离去轨道电路, 分别命名为上行接近区段SXJJG (对应轨道继电器SXJJGJ) 、下行离去区段XXLQG (对应轨道继电器XXLQGJ) , 两公路及涵洞部分命名为道口轨道DKG (对应轨道继电器DKGJ) 。在地面工作站存放虚拟的地图 (画出虚拟的轨道电路) , 通过获取的机车位置信息, 驱动存放在现有道口箱中的SXJJGJ、XXLQGJ、DKGJ, 这样, 线路上的轨道电路就完整了。 (3) 电路动作顺序。上行方向:机车进入SXJJG区段后, SXJJGJ落下 (取代D26FHDJ位置) , SFJ落下, KTJ落下开始报警, 其余同上。下行方向:开始报警条件同上, 在解除报警过程中要取消延时电路部分, 将解除报警时机改为:车列运行直XXLQG区段并出清后。

当车列处在DKG区段时, 道口设备一直报警。

四、需要说明的几点

(1) 需要在地面工作站计算出机车运行方向, 以免在机车驶向港前的过程中, 错误动作SXJJGJ。 (2) 在上行方向道口解除报警时给地面工作站发送一个反馈信号, 使继电器SXJJGJ复原。 (3) 由于港前是一个尽头线, 车头必然朝向L2道岔方向, 所以通过机车的位置来反映整个车列的运动是合适的。 (4) 为避免机车处在1—14道线路时误报警, 需要在地面工作站中设立一个触发器, 即, 只有机车通过L2道岔后处在特定区域时, 才可驱动相关继电器。 (5) 考虑到现有GPS系统误差约20米, 因此, 下行方向离去区段可向港前方向延至距道口20米处。上行方向接近区段的长度也要有所考虑。

摘要：本文对北良港现有港前道口报警电路进行了分析, 指出了该系统存在的不足之处。结合现有实际情况, 提出采用GPS技术的方式, 来弥补轨道电路缺失造成的道口控制电路不完整。

关键词：道口,报警电路,GPS,轨道电路

参考文献

[1]铁路信号维护规则.铁运[2006]127号.中国铁道出版社, 2006.北京

防盗报警电路 篇6

1、5 5 5定时器

555定时电路有TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路, 它们的逻辑功能及引线排列都一样。双极型产品型号最后数码为555, CMOS型产品型号最后数码为7555。下面以5G555为例说明555定时器的组成及功能。

由图1可知, 555定时器由电阻分压器、电压比较器、基本R-S触发器、放电三极管和输出缓冲器等五部分组成, 其引脚排列如图2所示。当CO端外接控制电压时, 5G555的逻辑功能如表1所示。当CO端不外接控制电压时, 5G555的逻辑功能如表2所示。

电阻分压器是由三个阻值均为5kΩ的电阻串联起来, 为比较器C1和C2提供参考电压。当电压控制端CO不外加控制电压uCO时, ;当外加控制电压uCO时, 比较器的参考电压将发生变化, 相应地电路的阈值、触发电平也随之改变, 从而影响电路的定时参数。若工作中不用CO端, 为防止旁路高频干扰, 一般都将其通过一个0.01μF的电容接地。

电压比较器C1和C2是两个结构完全相同的理想运算放大器。当运算放大器的同相输入大于反相输入时, 其输出信号为高电平1;当同相输入小于反相输入时, 其输出信号为低电平0。比较器C1的同相端接参考电压UR1, 反相端接阈值输入TH, 阈值输入信号UTH与UR1的比较结果决定其输出R端的状态。当UTH〈UR1时, 输出R为高电平1;当UTH〉UR1时, 输出R为高电平0。当比较器C2的同相输入端接触发输入端, 反相输入端接参考电压UR2时。触发输入信号与UR2的比较结果决定了其输出端S的状态。当时, 输出S为低电平0;当时, 其输出S为高电平1。

基本RS触发器由两个与非门组成, 比较器C1、C2的输出为RS触发器的输入信号R、S, 触发器Q端状态为电路输出OUT的状态, 触发器端状态控制着放电三极管T的导通与截止。当外部复位信号为0时, 可使555定时器输出直接复位为0。

放电三极管T的D端如果经过一个外接电阻接至电源, 可组成一个反相器。当时, T导通, D端输出为低电平0, 当时, T截止, D端输出为高电平1, 即D端的逻辑状态与555定时器输出端OUT的状态一样。

输出缓冲器就是反相器G3, 其作用是提高定时器的带负载能力并隔离负载对定时器的影响。

2、多谐振荡器

多谐振荡器有两个暂稳态, 一旦电路起振, 两个暂稳态就交替变化, 输出矩形脉冲信号。

2.1 电路构成及工作原理

由555定时器组成的多谐振荡器如图3所示, 其中电阻R1、R2及电容C为外接元件, 其输出波形如图4所示。

设电容的初始电压UC为0, 刚接通电源, 由于电容两端的电压不能突变, 所以阈值输入TH端的电压小于, 触发输入端电压小于, 输出端输出为高电平1, 放电三极管T截止, 电源UCC经过R1、R2对电容C进行充电, 电容电压UC逐渐上升, 电路处在第一个暂稳态。当电容两端的电压UC逐渐上升到时, 由于阈值输入TH端和触发输入端的电压为, 使输出端状态变为低电平0, 放电三极管T导通, 电容C经过R2和T放电, UC逐渐下降, 电路处于第二个暂稳态。当电容C两端的电压UC下降至时, 其输出又从低电平0变为高电平1, 放电三极管T截止, 电源UCC再次经过R1、R2向电容C充电, 电路返回第一个暂稳态。如此周而复始在两个暂稳态之间交替变换, 便产生了矩形脉冲信号输出。

2.2 振荡周期

由图4可知, 振荡周期T=T1+T2, 其中T1为电容充电时间, T2为电容放电时间T1= (R1+R2) Cln2≈0.7 (R1+R2) C。电容充电时间T2=R2Cln2≈0.7R2C, 电容放电时间, 则矩形波的振荡周期T=T1+T2=ln2 (R1+2R2) C≈0.7 (R1+2R2) C, 所以改变电阻R1、R2和电容C的值, 即可改变矩形波的周期和频率。

3、双音报警电路实现

双音报警电路如图5所示, 它是由两块555定时器和外接元件R、C构成的两个不同频率的多谐振荡电路。由元件参数可知, 两级多谐振荡电路电阻参数接近, 而C1=1000C3, 则IC1产生的多谐振荡频率较低, IC2产生的多谐振荡频率较高。

555定时器IC1的5脚为控制端, 芯片内接比较器的同相输入端, 电位为。而若工作中不用控制端5脚, 将5脚通过一个0.01μF的小电容接地, 以防止旁路高频干扰;当需要把它变成可控多谐振荡器时, 可以在定时器的控制端5脚上加一个控制电压, 这个电压可改变芯片内的比较电平, 从而改变振荡频率, 当控制电压升高 (降低) 时, 振荡频率降低 (升高) , 这就是控制电压对振荡信号频率的调制。如图5, IC1输出的方波信号, 通过R5控制IC2的5脚电平。当IC1输出高电平时, IC2的振荡频率低, 当IC1输出低电平时, IC2的振荡频率高, 输出波形如图6所示。第二块555定时器IC2的振荡频率被第一块555定时器IC1的输出电压调制为两种音频频率, 使扬声器发出双音声响。

4、结语

555定时器的芯片价格很便宜, 引脚很少, 内部结构也很简单。但可以实现的功能很多, 是一般是电子爱好者的首选。从一种由555定时器实现的双音报警电路可以看出, 只要在555定时器芯片搭接外围电路, 便可得到许多实用电路。

参考文献

[1]欧阳星明.数字逻辑[M].武汉:华中科技大学出版社, 2000.

防盗报警电路 篇7

在医院、血站和疾控系统中, 各类菌株、试剂及疫苗等都需要用冰箱或冷库来贮存, 因而医用冰箱及冷库的监控十分重要[1]。市场上现有的各类温度监控系统多数只能够监测温度, 在温度高于设定值时报警, 而对引起温度异常的各种故障如冰箱门未关紧、冰箱断电等却不能做到及时监测和报警, 且结构往往较复杂, 价格较高[2]。笔者设计了一种简易高效的医用冰箱及冷库无线报警系统, 本文主要阐述其电路设计。

1 系统设计原理

冰箱及冷库无线报警系统分为分机和主机两部分, 分机装置在各台制冷设备中, 用于监测温度和各种故障, 并将自身的地址和故障代码发射给主机;主机对各分机进行监控, 对各分机的址址和故障代码进行分析。当冰箱及冷库出现以下故障: (1) 温度高于设定值; (2) 开门时间>5 min; (3) 供电中断; (4) 分机电池能源过低时, 分机和主机均会发出声光报警。工作人员可根据指示灯和显示的分机号判断分机的位置和故障类别, 及时处理相关故障。

2 分机的电路设计

分机电路主要包括编码电路、发射电路、冰箱开门检测电路、超温检测电路、市电断电检测电路、电池低电量检测电路、声光报警电路。分机循环对磁控、断电、电池低电量的开关信号进行判别, 对温度信号进行A/D转换, 如有故障则发送地址和数据编号。分机整体电路图, 见图1。

(1) 编码电路由电阻R16、R17、R18、R19, 拔码开关SW3, 编码芯片U7构成。U7编码芯片PT2262是一种基于CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编码器, 常用于无线遥控发射电路[3]。拔码开关SW3与编码芯片U7后3位地址线相连, 高3位地址则接低电平, 通过拔码开关设置“0”或“1”来设置分机地址, 主机通过地址来识别分机。分机电路中ATmega48单片机是Atmel公司基于自动电压调整器 (Automatic Voltage Regulator, AVR) 增强型精简指令集计算机 (RISC) 结构生产的低功耗8位CMOS微控制器, ATmega48单片机中PD0~PD3分别为超温、开门、断电、低电量警报信号输出脚, 与编码芯片的数据端相连。当单片机检测到有警报事件时, 相应PD0~PD3输出高电平, 同时PD4变为低电平, 触发编码芯片U7发送编码[4]。

(2) 发射电路由U6发射模块组成, U6发射模块采用TC315M芯片, 将编码数据调制为315 MHz的无线电波[5]。

(3) 冰箱开门检测电路由电阻R20和磁控开关SW4组成。冰箱门装有磁控开关, 正常情况下断开, PB7脚处于高电平。当冰箱门打开时, 磁控开关闭合, PB7脚处于低电平, 此时单片机开始计时, >5 min则发出报警指令。

(4) 超温检测电路由电阻R11、热敏电阻R14和电容C8组成。PC4脚端口设置成A/D功能, 基准电压为5 V, 通过A/D转换测量冰箱温度。当温度变化时, 热敏电阻的阻值发生变化, PC4脚的电平随之改变, 当温度超过设置值, 则触发警报。SW5、SW6、SW7为报警温度设置键, 两位数码管显示报警温度。

(5) 电池低电量检测电路由电阻R13、电容C11、整流二极管D6组成。分机中的电池主要用于市电断电时给分机供电。当市电断开时, 5 V电源端电压下降, 当<3.9 V时电池通过D6向系统供电, 维持分机的正常运行并发出报警, 电池电压为4.5 V。PC5脚端口设置成A/D功能, 基准电压为5 V, 电池与PC5通过R13限流转接, 单片机通过A/D转换直接测量电池电压, 当低于规定值时发出低电量报警。

(6) 市电断电检测电路由整流二极管D5, 电阻R12、R15, 电容C9、C10组成。正常情况下整个分机的电源由市电供电, 由于电池电压为4.5 V, 所以不能通过D6。当市电断开时, PC3脚电压由高电平转为低电平, 单片机检测到低电平信号时发出警报。

(7) 声光报警电路。电阻R29、R30、R31、R32, 发光二极管LED5、LED6、LED7、LED8组成声光报警电路, 当出现报警时相应LED会点亮。电阻R23、三极管Q2及蜂鸣器LS2构成声响报警[6]。

3 主机的电路设计

主机由接收电路、解码电路、声光报警电路组成。主机以扫描方式对分机进行监控, 判断是否有输入信号, 如果有则记录数据;如果没有则设置下一个分机地址编号进行扫描, 直至所有分机扫描完为止, 然后显示扫描结果。主机整体电路图, 见图2。

(1) 接收电路由频率为315 MHz的无线接收模块RC315M组成, 解调还原编码数据[7]。

(2) 解码电路由解码芯片U4、电阻R2组成, 解码芯片U4为PT2272解码器, 其地址码经过3次比较核对后, VT脚才输出高电平。如果PT2262连续发送编码信号, PT2272第17脚和相应的数据脚便连续输出高电平, 通过解码处理还原警报数据。

解码芯片U4低3位地址与单片机U3 PC3~5相连, 解码芯片U4高3位接地。单片机U3按顺序从0~8每隔1 s改变端口进行扫描, 当VT脚变成高电平时, 确认有报警事件发生, 此时读取D3~D0数据, 并记录地址码。单片机将相应的报警通过LED指示灯显示, 同时LED显示屏显示分机号码。

(3) 声光报警电路。电阻R5、R6、R7、R8, 发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4组成光报警电路, 当出现报警时相应LED会点亮。电阻R4、三极管Q1及蜂鸣器LS1构成声响报警。

4 测试验证

为了测试系统报警效果, 选取10台冰箱模拟各种故障类型, 考虑到距离对信号传输效果的影响, 分别在主机距离冰箱200、500、1000、1500 m情况下进行测试。测试结果, 见表1。

注:报警温度设定为8℃。

结果表明, 分机对各种故障类型响应率为100%。主机在直线距离500 m之内对各类故障响应率为100%, 非常稳定, 报警效果很好;在直线距离1000 m时有漏报现象, 不稳定;在直线距离1500 m时存在大面积漏报现象, 非常不稳定。

5 讨论

本系统跟其他系统相比有如下优点: (1) 报警高效。该系统不只监测冰箱及冷库温度, 还能监测故障的发生源头, 使工作人员能高效及时地处理问题; (2) 报警直观。该系统分机及主机都采用声光报警, 通过指示灯及LED显示屏可知故障类别及分机号码, 工作人员可得到直观的报警信息; (3) 结构简单, 制作方便。该系统以射频方式传输信号, 会受到建筑结构或现场环境中其他电磁等因素的干扰, 在一栋楼内 (500 m内) 报警效果良好, 超过此距离冰箱温度的监控效果就会受到影响, 所以要进一步提升该系统通过的信号强度和抗干扰能力[8]。

该系统可用于医院、血站及疾控系统等医疗机构中冰箱及冷库的监测, 使工作人员能及时准确地了解冰箱及冷库的故障信息从而解决相关问题, 保障样品安全, 具有一定的实用价值。

参考文献

[1]刘淑芳, 刘丽静.中心血站做好多种冰箱温度监测的体会[J].实用医技杂志, 2004, 11 (15) :1450.

[2]马炎坤, 何源, 林浩.制冷机组远程监控系统的开发[J].制冷, 2007, 26 (4) :48-52.

[3]戴晴, 黄纪军, 莫锦军.现代微波与天线测量技术[M].北京:电子工业出版社, 2008:56-62.

[4]刘海成.AVR单片机原理及测控工程应用:基于ATmega48/ATmega16[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2008.

[5]喻金钱, 喻斌.短距离无线通信详解[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2009:85-89.

[6]刘焕平, 童一帆.一种冷库温度集中监测系统的研制[J].安徽农业科学, 2009, 37 (24) :21-22.

[7]杨鹏云, 佟云峰, 宋学青, 等.基于CC1110的点对多点无线通信系统[J].云南大学学报, 2009, 31 (32) :78-81.