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摘要：介紹一種新型防盜報警器，是采用TWH9250雷達探測模塊將監管區域的警情轉換成一個低電平信號輸出，然后通過報警集成電路與集成音頻功率放大電路的共同作用實現防盜報警；同時還設有紅外線攝像控制電路。該防盜報警器簡單實用、工作可靠、安全性能高,且容易實現。特別適合于金庫、倉庫、辦公樓以及實驗室等財產的防盜報警。 隨著物質的不斷豐富和人民生活水平的迅速提高，人們的安全意識也在不斷加強，許多家庭和單位都安裝了防盜門窗，這些防盜門窗在保證人身和財產安全等方面發揮了積極的作用。但是，像金庫、倉庫、重點實驗室之類的重要場所，單靠簡單的防盜門窗是不夠的，還必須安裝防盜報警裝置。常見的防盜報警器有紅外線防盜報警器、觸摸式防盜報警器、感應式防盜報警器和磁控防盜報警器等；這些防盜報警器的共同缺點是監控范圍內存在死角，為犯罪份子作案提供了可乘之機。為了解決死角監控不到的問題，采用TWH9250雷達探測模塊 ，設計了一個新型的全方位無死角微波防盜報警器。 一、防盜報警器組成 考慮該防盜報警器在探測到警情時應具有聲光報警功能，同時還需對現場進行攝像控制，所以，在電路結構的設計上除用于發射微波的環狀天線之外，還應包含雷達探測模塊、報警集成電路、集成音頻功率放大電路、紅外攝像控制電路和直流穩壓電源電路5個部分，其組成框圖如圖1所示。 二、防盜報警電路設計 1、探測模塊TWH9250簡介 TWH9250是一款新穎的雷達探測模塊，該模塊具有以下特點： （1）采用微波管掃描發射，探測距離遠； （2）全方位無死角檢測； （3）功耗小，可采用電池供電； （4）內部電路采用集電極開路輸出，終端配接靈活，可直接驅動小型繼電器動作； （5）具有光控端和靈敏度調節端，滿足各種場合使用要求； （6）外圍電路簡單，只要接上圓環天線和終端執行機構，通電便可工作。 TWH9250 模塊的外形、引腳排列及內部電路功能框圖如圖2所示。 環狀天線發射的微波信號形成一個立體微波警戒網，當有人在網內走動時，就會產生人體移動反射回來的微波信號，這時"微波產生"電路便產生出隨物體移動的微弱低頻信號。該信號經兩級放大至70dB左右，再依次送入窗口電壓比較電路和脈沖寬度比較電路進行雙重鑒別。當確認信號電壓的幅值和寬度均達到設定要求時，鎖存電路觸發，其觸發信號經光控門送至計數控制電路進行輸出延遲處理,延遲時間設定為10s，最后由末級功率管的集電極輸出。為提高微波電路的穩定性能，比較電路的精度，各部分電路由4V和7V穩壓系統單獨供電。該電路在初次通電時，需經40s預穩定時間才能進入探測戒備狀態，以后只要不掉電，電路隨時處于探測狀態。TWH9250模塊正常工作電壓為12 V。各引出腳功能如表1 所示。 2、報警集成電路 為了使防盜報警器發出類似消防車的聲音，A2采用LC246報警集成電路，并將他的第一選聲端即8腳接電源（3V），讀者如果改變其選聲端的電平，則可獲得其他的報警聲響。 該報警集成電路是根據探測模塊提供的輸出信號進行工作的。當有人在報警器有效探測區范圍內活動時，探測模塊控制信號輸出端輸出一個持續時間約10s左右的低電平信號，該信號經R1加到三極管VT1的基極，使VT1處于導通狀態。VT1的集電極電平經R3限流、VZ穩壓后得到3V左右直流電壓,使報警集成電路A2得電工作，從5腳輸出內儲的最令人注意的消防車聲音報警信號。同時，由于VT1導通，致使紅色發光二極管LED1在系統發出聲音報警的同時也發光報警。如果人在探測范圍內活動不止，報警聲將會持續不斷，直到人的活動結束為止。電路如圖3所示。 由于TWH9250在初次通電時大約有40s的預穩定狀態，在此狀態時輸出端也會有低電平信號輸出，為了防止在剛通電時揚聲器有刺耳的報警聲響發出，所以電路設置了預熱開關S，在剛通電時打開開關S，待預穩定時間過后（可通過LED1發光狀態來判斷），再合上開關S，電路即進入警戒狀態。 3、集成音頻功率放大電路 為了使電路輸出功率較大，報警效果更好，該電路選用LM386小功率通用型集成音頻功率放大器。他的2腳為反相輸入端，3腳為同相輸入端，每個輸入端對地的直流電位接近于零，即使與地短接，直流電平也不會產生太大的偏離，使用比較靈活和方便。設計時，該集成功率放大電路采用OTL接法，C2為輸入耦合電容，C4為電源去耦濾波電容，R7，C5為頻率補償電路，以抵消揚聲器音圈電感在高頻下的不良影響，改善功放的高頻特性，同時防止高頻自激。因為電路是接成OTL形式，所以在輸出端與負載之間接了一個470μF的大電解電容器C6。1和8腳之間接RP2和C3，調節RP2可使LM386的電壓增益在20～200之間變化。揚聲器采用8Ω，5W電動揚聲器。 4、紅外攝像控制電路 從前面的設計和分析可知，當監控區域內有警情出現時，TWH9250探測模塊輸出低電平信號，同時使得A2的7腳獲得3V直流電壓；該3V電壓一路作為報警集成電路A2的電源，另一路送至紅外攝像控制電路，并通過R8直接加到VT2的基極，使VT2由原來的截止態轉為導通，繼電器K吸合，使紅外線攝像電路得電工作。 5、直流穩壓電源電路 直流穩壓電源電路由電源變壓器、硅橋、濾波電容、三端集成穩壓器4個部分組成，電路如圖3所示。 電源變壓器可從市場直接購得或自行繞制，其參數可按220V/15V，10VA選取。濾波用大電容器可采用日本ELNA（耐壓不低于25V），以確保其質量。C7用來消除電源網絡的雜波干擾信號，綠色發光二極管LED2為電源指示燈。為防歹徒破壞電網使報警系統失效，可采用12V蓄電池供電。 另外，圖3中RG為光敏電阻，當RG的阻值小于1kΩ時，模塊即被封鎖不工作，所以能實現白天"休息"，夜晚工作。如果要求模塊全天候工作，可以不接RG，直接將模塊的R端懸空。RP1為靈敏度調節電位器，最好采用WSW有機實芯微調電阻器，通過調整其阻值大小，可以調節模塊的探測距離。 探測模塊外接的環狀天線可采用φ2～4mm粗銅絲制作，其內徑為10mm，開口處平行引線不超過10mm，并保證天線安裝穩固，不能有晃動。 電路中除可調電阻器以外，其余電阻均采用RTX21/8W碳膜電阻器。 三、結語 該防盜報警器采用雷達探測模塊TWH9250，具有獨特的設計思想和簡單的控制電路，并且監控范圍較大，探測靈敏度較高，調節靈敏度電位器可使探測距離在1～5m之間變化。 該裝置在實驗室進行試驗，運行良好；具有簡單實用、工作可靠、靈敏度高等優點。是一種應用前景看好、值得推廣的新型防盜報警裝置。 |
