1.绪论

1.1 设计的主要内容和意义

1.1.1 设计无线防盗报警器的内容

首先是为系统总体设计方案划分功能模块.第一部分是红外探测发射器(可以是多个探测发射器分别安装在需要防护的地方)；第二部分是主机(含接收器,处理器,报警器等)；第三部分是遥控手柄(对防盗器实行布防和撤防)。其次是确定硬件电路的设计，包含芯片的选择，具体电路的设计如探测电路、编码与发射电路、接收与解码电路、遥控器电路等等。最后就是软件的设计，软件的设计主要是以熟悉硬件电路的工作原理为前提来设计的。

1.1.2 设计无线防盗报警器的意义

如今市场上成熟的无线防盗报警产品有被动式的、主动式的和多技术复合式的。但前两者都有致命的缺点就是误报率很高，而多技术复合式的防盗报警器误报率很低，也是未来发展的主要方向。即使如此，我依旧设计的是被动式防盗报警器，因为我以目前的水准很难对已成熟的产品有所突破而设计出一流的产品。个人认为设计无线防盗报警器的意义在于设计的过程，在设计的过程中我们才会把这几年在学校里学到的融合，同时也让自己明白我们的学习道路还很遥远。

1.2 无线防盗报警器的分类及其介绍

1.2.1 车用防盗报警器

在现在的社会中，机动车的数量越来越多，而为了机动车的安全，机动车用报警器就应运而生了。例如可以对汽车油压、气压、温度及速度进行检测的汽车多功能报警器，它可以在汽车油压偏低、气压偏低或发动机温度过高、车速过快时而发出警报，提醒驾驶员排出故障、以便行车安全。而事实上，现在的机车中多已安装了油量监测报警器了，它会对机车油量进行监控，当油量低于某值时会提示驾驶员加油，而如合肥等城市的公交车上已经安装了机车超速报警装置，当公交车车速大于某值时，会发出警报提示驾驶员已超速等。

另外，还有一种常见的机动车报警装置，即当机动车在倒车时，会发出“倒车，请注意！”的语音警示语，以提示车后的人进行回避。以及汽车防盗报警器，它具有断线和声控触发报警功能，当车门、车窗被打开，电源锁被开启，车体被移动时，报警器会被触发而发出响亮的警报声。而现在很多的摩托车、电瓶车等大多都安装了防盗报警系统。

1.2.2工农业报警器

在工业应用方面，最常见的应该是有毒物质超限报警器了。如矿井中的瓦斯气体超限报警器等。它能时时地去测量矿井中瓦斯气体的浓度，并可以在含量即将超标，可能会发生危险时便发出警报，以提醒工人们可以迅速的离开。相似的还有可燃气体报警器等。

在农业方面，有温度、湿度超限报警器等。例如在大棚生产中，必须要保持一个适宜的温度和湿度，此类报警器则是时时地测量大棚中的空气湿度和温度，并在过低或者过高时发出警报，提示人们做出相应得对策。

另外一方面，由于现在自然灾害比较严重，而且发生的很突然，所以一些报警器也被制

造出来，例如火山口温度超限报警器、地震报警器等等。它们可以检测火山口的温度或者地壳中的变化，并采集数据，通过对数据的处理、比较和推测，来预测当地是否会发生自然灾害，以提前发出警报，减少伤亡。

1.2.3 生活用报警器

报警器的应用已经深入到了我们的日常生活中，除了有水开报警器、禁止吸烟报警器等等，比较常见的有视力保护报警器。此报警器已经普遍嵌入在台灯中，它通过感应一定范围内是否有物体进入来判断人们是否离书本距离太近了。当感应到时，则会发出警报，提示人们注意视力。

而另外一个常见的应用之处事在医院中，为病人呼叫报警器。有的时候，医生和护士是无法时刻呆在病人的身边的，这样的话，病人若想有什么要求，需要医生或者护士的时候，便可以按下报警器启动按钮，总控制室会显示“报警”的病房号、病床号等并提供给医生和护士，这样，他们就可以迅速的赶往病人处了。

综上所述，无线防盗报警系统得应用是很广泛的。现在除了保安等一些以人力为中心的安防部门之外，还有一种比较流行的智能报警系统。在此处，将会设计一款智能振动报警器。振动报警器可以用于家庭门窗防盗，汽车防盗，仓库防盗等多个领域。

2.硬件电路的设计

2.1 多路无线防盗报警器的硬件组成

多路无线防盗报警器主要是由无线震动探测器(震动发射电路)、无线接收电路、数据解码电路、中央控制单元、数字显示单元、遥控电路、报警电路和电源电路等部分组成。其框图如图1所示。

无线探头2 无线接收 电源电路 数字显示单元 无线探头1 遥控手柄

无线探头4 数据解码 中央处理单元 报警电路 无线探头3 图1 多路无线防盗报警器的组成框图

2.1.1 系统硬件结构图

系统硬件主要分为三部分，图2遥控器硬件结构图；图3震动探测信号发射电路硬件结构图；图4主机电路硬件结构图。具体的电路如附录一所示。

图2 遥控器硬件结构图

编码芯片 发射电路

震动传感器 传感信号处理芯片 编码芯片 发射电路 图3 震动探测信号发射电路硬件结构图

接收芯片 解码电路 中央处理芯片 STC 89C51 图4 主机电路硬件结构图

数码管显示电路 报警电路 2.1.2 各结构图的工作方式：

遥控器的基本组成就是编码模块与要把编码发射出去的发射模块。它的功能就是对报警器进行布防或撤防，此功能的实现实际上就是发射两组编码，一组是布防的编码，另一组是撤防的编码。

震动探测信号发射电路的基本组成是震动探测器、电压比较器、编码模块、发射模块。工作方式是通过震动传感器器把电压信号传给LM393电压比较芯片，判断震动强度，如果达到强度就通过发射电路把代表有异常的编码发送出去。震动的灵敏度可以通过电位器调节。

主机电路是由接收模块、解码模块、处理模块、显示模块、报警模块组成。工作方式是通过接收模块接收到信号，再由解码电路解码并把已解码信号通过处理器处理，处理器再判断接收的是否为遥控器的信号还是探测器的异常信号，再分别处理，若是异常信号则开启报警电路与显示电路，若是遥控器的信号就是实现撤防或布防的功能。

2.2 多路无线防盗报警器的硬件设计

2.2.1 电源设计

考虑采用典型的变压器降压，全波整流，电容滤波及集成电路稳压的思路进行设计。由于单片机及后续的无线接收电路等都用5 V作为工作电源，所以在经整流和滤波电路后再用三端集成稳压电路进行稳压，为后续电路提供稳定可靠的5 V直流电源，三端稳压集成电路采用LM7805。具体电路图如图5。

78051VCCOUT3220V1IN42+C123~+C31000UFC2104470UFC4104

图5 电源电路图

2.2.2 震动发射电路设计

震动传感器采用MEC原装震动开关SW-18015P灵敏度高，对环境震动敏感，一般用来检测周围环境的震动强度，由于没有响应的元件资料，通过本人对他的测试发现，当无震动的时候电阻可以达到3M以上，属于高阻态，当有震动的时候可以达到几欧姆的电阻，对震动的灵敏度高，电阻变化范围大是此传感器的优点。可以利用他的阻性得出电压信号，就可以利用电压比较器来输出数字信号驱动发射电路发射信号。

+5R182M10kGNDR1910kR1LM39312342.2k87659012ZD震动传感器C10104OUTVCCINACGNDGND 图6 震动模块电路图

LM393主要特点如下： （1）工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2～36V，双电源:±1～±18V； （2）消耗电流小，Icc=0.8mA； （3）输入失调电压小，VIO=±2mV；

（4）共模输入电压范围宽，Vic=0～Vcc-1.5V； （5）输出与TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容； （6）输出可以用开路集电极连接“或”门；

采用双列直插8 脚塑料封装（DIP8）和微形的双列8 脚塑料封装（SOP8）。LM393引脚图及内部框图如下图所示：

图7 LM393芯片图

LM393是高增益,宽频带器件,象大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而