一种基于红外探测转无线报警监控系统

2006-12-07 14:45:39来源: 现代电子技术

  红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分,他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光,因此用他作防盗监控报警器,具有良好的隐蔽性,白天和黑夜均能使用,而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用于博物馆、单位要害部门和家庭的防护。

1 系统组成及工作原理

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  本系统由红外发射、红外接收、无线接收报警等3个部分组成,其系统方框图如图1所示。


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  通常红外发射电路都是采用脉冲调制方式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时,锁相环输出低电平,报警器处于监控状态;一旦有人闯入便遮挡了红外光,则锁相环失锁,输出为高电平,驱动继电器接通无线发射电路,监控室便可接收到无线报警信号,并可区分报警地点。

2 电路设计及芯片介绍
2.1 红外线发射电路

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  红外线发射电路采用了2只555时基电路及外围元件分别组成频率为1.5 kHz的调制脉冲振荡器和频率为38 kHz的载波脉冲振荡器,由于555时基电路组成的多谐振荡器比较常见,故这里红外发射电路从略。

2.2 红外接收及无线发射电路

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  红外接收电路原理如图2所示。
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  如图2所示。红外接收采用了高灵敏红外接收头HS0038[2]作为红外接收器件。HS0038内部高度集成了红外接收输入电路、传输阻抗放大器、自动增益控制(AGC)电路、带通滤波器、比较器以及施密特触发器等。他将接收到的红外光信号转换为电压信号,经AGC放大、干扰抑制、带通滤波器选频(其中心频率为38 kHz),改善信噪比,在比较器中进一步提高抗干扰性,再经过积分器、施密特触发器,最后输出端C点解调出频率为1.5 kHz的原调制信号波形电路中使用了LM567锁相环音频译码电路进行选频,只有当输入信号的频率和电路内部自身的中心频率(本电路设为750 Hz)一致时,电路输出低电平,否则输出高电平[1]。LM567的基本功能是:当器件第3脚输入的信号幅度>25 mV,并且频率在器件带宽内时,第8脚由高电平变为低电平作为逻辑输出。

??? 因为LM567输入端要求是正弦波或占空比为1/2的方波脉冲,而从HS0038输出的是一占空比为1/4的脉冲,所以必须进行波形变换才能满足要求。本电路在HS0038和LM567锁相环之间增加一级D触发器(CD4013),使得LM567的输入端得到频率为750 Hz、占空比为1/2的方波(D点)。

2.3 无线报警电路

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  无线报警这一部分采用成品发射/接收组件ZSF9909B和ZSF9910B,使整个电路的设计和制作变得更为方便、可靠,达到事半功倍的效果。
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  无线发射电路由PT2262专用编码集成片芯片和ZSF9909B无线发射模块组成,如图3所示。无线接收报警电路由ZSF9910B无线接收模块、PT2272专用译码集成芯片以及驱动报警电路组成,电路如图4所示。

  ZSF9909B和ZSF9910B是微型化高稳定度SMD(贴片工艺生产技术)无线遥控发射/接收组件。发射机采用声表谐振器稳频,频率一致性较好,稳定度极高,使用中无须调整频点,特别适合在“多发一收”无线遥控中使用。
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  PT2262和PT2272是COMS专用编、译码电路,振荡频率通过外接电阻进行调节,PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对与编码地址一致后,VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射。只有PT2262和PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用。

??? 芯片中,A0~A7为地址端(可置为“0”、“1”、“f”(悬空)三种状态,最多可有3.8=6561个地址码);D0~D3为数据端(内部下拉,编码时当有一个为“1”即有编码发出);TE′为编码启动端(用于多数据的编码发射,低电平有效,内部上拉);OS1、OS2接振荡器电阻;DOUT为编、译码输出端。
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  若监控区域1继电器的常开触点J1接到编码器PT2262的D3数据端,监控区域2继电器的常开触点J2接到编码器PT2262的D2数据端(注:监控区域2的电路及地址码应完全一致,仅数据端接法不同,如图4中虚线所示)。则当区域1报警时,解码器的D3 输出为“1”,区域2报警时,解码器的D2 输出为“1”,由此实现“多发一收”,并由解码器不同的数据端区分不同的报警地点。

3 监控过程综述
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  当监控区无人时,高灵敏红外接收电路HS0038能接收到发射机发出的红外信号,在他的输出端C点产生B点的解调信号。再经CD4013输出一个频率为750 Hz、占空比1/2的矩形脉冲信号(D点)。并将其送入锁相环音频译码器LM567,使输出端8脚E点为低电平。这时三极管VT截止,无线报警装置不工作。
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  当有人闯入监控区时,HS0038不能收到发射机发出的红外信号,此时在输出端输出高电平信号,因为这时的信号频率与LM567内部压控振荡器中心频率750 Hz不一致,所以LM567的8脚将输出高电平。这时三极管VT导通,继电器J1常开端闭合,则发射机得电工作。接收机收到信号,PT2272数据端D3输出高电平,使三极管VT导通,继电器J常开端闭合,发出声、光报警。

4 结论
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  本电路红外监控距离为7~8 m,无线报警距离为200 m。通常希望增大红外监控范围和无线报警距离。增大红外监控距离的方法有: ①使用大功率红外发光二极管并增大驱动电流;②加聚光透镜。增大无线报警的距离可采用大功率远距离无线发射/接收模块。另外可加红色有机玻璃或红色胶片,装在接收窗口上,可以滤掉日光灯等可见光的干扰。
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  本电路实用、工作可靠,可进一步开发应用于各种多对一的红外监控场所。

参考文献

[1]苏长赞.红外线与超声波遥控[M].北京:人民邮电出版社,1997
[2]张玉香.新型遥控接收模块HS0038[J].无线电,1998,7
[3]肖景和.实用遥控电路[M].北京:人民邮电出版社,1998
[4]李钟实.实用电子报警器精选百例[M].北京:科学技术文献出版社,1997
[5]高茹云.通讯电子线路[M].西安:西安电子科技大学出版社,1999

关键字:监控  干扰  接收  调制

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/rfandwireless/200612/7368.html
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