1、實踐教學環節課程名稱機電產品設計課程編碼佳木斯大學機械設計制造及其自動化專業（卓越工程師）設計說明書（機電產品設計）題 目： 多功能防盜報警器 學 院： 機械工程學院專 業：機械設計制造及其自動化姓 名：郭帥亮指導教師：陳光軍完成日期： 2013年6月27日佳木斯大學機械工程學院2013年6月摘要本文主要介紹了zx2093型多功能防盜報警器的制作過程，以及所使用的傳感器原理和測試電路的設計1。隨著時代的不斷進步, 越來越多的科技成果被廣泛的運用到人們的日常生活當中，人們對自己所處環境的安全性提出了更高的要求,尤其是在企業、小區、家居安全方面,不得不時刻留意那些不速之客。現在很多地方都安裝了智能

2、報警系統,因而大大提高了安全程度,有效保證了居民的人身財產安全，給我們的生活帶來了諸多方便。多功能防盜報警器逐漸走入了千家萬戶，適用于家庭、別墅、商店、倉庫等地方。在需要防范的區域（如家里的客廳、臥室、廚房、走廊，倉庫，商店等）安裝好探測器之后，如果有盜賊進入，探測器立即發出刺耳的警報聲，主人可根據主機面板上的報警提示，明確報警地點，嚇跑盜賊或前往抓拿盜賊。關鍵詞：傳感器，報警器，zx2093abstractin this paper, zx2093 type multi-functional anti-theft alarm system is mainly introduced in th

3、is paper, the production process, and the use principle and the design of test circuit of sensors.along with the advance of age, a growing number of scientific and technological achievements has been widely applied to peoples daily life, the security of the people to their environment put forward hi

4、gher requirements, especially in the enterprise, village, home security, have to always keep intruders. now many places are installed intelligent alarm system, thus greatly improve the safety degree, effective guarantee the resident personal property safety, brings many convenient to our life. the m

5、ulti-functional anti-theft alarm gradually into the homes, suitable for family, villas, shops, warehouses, etc. in the region of the need to guard against (e.g., home of the sitting room, bedroom, kitchen, corridors, warehouses, shops, etc.) is installed after the detector, if there is a thief enter

6、, probe a shrill alarm immediately, the owner can according to the alarm prompt on the host panel, clear alarm location, scare thieves or to catch a thief.key words: sensors, alarm, zx2093目 錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 多功能能防盜報警器研究背景11.2 多功能能防盜報警器研究意義11.3 防盜報警器的國內外現狀簡介1第2章 傳感器工作原理32.1 zx2039型多功能防盜報警器工作原理

7、32.2 主要元器件3第3章 測試系統電路設計6由ad軟件繪制多功能防盜報警器電路工作原理圖6第4章 多功能防盜報警器的制作74.1 元件清單74.2多功能防盜報警器制作的裝配說明74.3 實際制作過程8第5章 結論10致謝11參考文獻12第1章 緒論 1.1 多功能能防盜報警器研究背景隨著國家智能化小區建設的推廣，防盜系統已成為智能小區的必需設備，特別是近幾年，安全防范的迫切需要給家庭防盜報警系統提供了越來越廣泛的市場。本文開發一種多功能防盜系統，并利用相關的傳感器。作為新一代的家居多功能防盜報警器，并日益受到廣泛的重視和運用2。本文主要敘述了多功能防盜報警器的工作原理與制作過程。1.2 多

8、功能能防盜報警器研究意義多功能防盜報警器，對于保障居民的生命財產安全，提高公安、消防、醫療、保安等部門的快速反應能力，有著十分重要的意義。為此，設計這個多功能防盜報警裝置，它可以監測火災、盜賊入室行竊和老年人發出的報警信號。整個系統以ic1(ne555)和ic2(gl9561)為核心，結合輔助裝置配合使用。防盜報警器應用于各個領域，只要涉及到私人、群眾以及國家利益的時候，防盜裝置就必不可少。1.3 防盜報警器的國內外現狀簡介一般防盜報警系統是用物理方法或電子技術，自動探測發生在布防監測區域內的侵入行為，產生報警信號，并提示值班人員發生報警的區域部位，顯示可能采取對策的系統。防盜報警系統是預防搶

9、劫、盜竊等意外事件的重要設施。一旦發生突發事件，就能通過聲光報警信號在安保控制中心準確顯示出事地點，便于迅速采取應急措施。為了研究和利用報警器，人們已經設計和制成了許多種類的報警器。總體上說，按傳感器的種類分：磁控開關報警器、震動報警器、聲報警器、超聲波報警器、電場報警器、微波報警器、紅外報警器、激光報警器和視頻運動報警器。其中，紅外報警器居多，報警器，分為機械式報警器和電子報警器，經常應用于系統故障、安全防范、交通運輸、醫療救護、應急救災、感應檢測等領域。為防止或預防某事件發生所造成的后果，以聲音、光、氣壓等形式來提醒或警示我們應當采取某種行動的電子產品3。隨著科技的進步，機械式報警器越來越

10、多地被先進的電子報警器代替，經常應用于系統故障、安全防范、交通運輸、醫療救護、應急救災、感應檢測等領域，與社會生產密不可分。隨著國內外安防市場的發展，目前報警器市場也日漸完善成熟起來，更加智能。譬如有：氣壓式免安裝；通過先進的空氣壓力檢測技術，真正實現免安裝。從而保證原裝電路不被破壞。雙鑒傳感技術；內置空氣壓差和振動傳感器，通過短信或遙控器設置雙鑒報警。也就是要在一定時間內觸發振動和壓力才通過短信和電話報警4。智能報警；如蝙蝠常出現的地方選用超聲波探測器就容易引起誤報，在受環境的影響下如空氣流動、寵物行動等，還有人為的因素主要有用戶操作不當、不小心觸發報警器、誤闖、誤入已經設防的訪區等都會產生

11、誤報。圖1是兩幅具有代表性的報警器： 圖1-1 紅外線報警器 智能報警器第2章 傳感器工作原理2.1 zx2039型多功能防盜報警器工作原理zx2093型多功能防盜報警器的核心元件是ic1(ne555)和ic2(gl9561) 5，當按下電源開關s1時整個電路的電源接通，假設這時水銀開關s2處于斷開狀態，ig1的2腳處于高電平，3腳處于低電平無電壓供給ic2使得執行機構揚聲器不能發出聲音；當振動或使水銀開關s2接通時(然后斷開)，ic1的2腳接地處于低電平，這時ic1的3腳處于高電平，也就是直接將電源電壓提供給ic2工作，通過ic2內部集成電路的處理后發出報警信號，這個報警信號很微弱，不足以推

12、動揚聲器發出聲音，這個微弱的信號送給三極管vt進行功率放大才能使揚聲器發出響亮的報警聲，通過調節r3的阻值使得聲音的音調有所變化，直到達到滿意的效果。經過實驗該電阻r3取在100 290比較好，這里電阻r2和c1起到延時斷開ic1第3腳的電壓的作用，使得報警聲響一段時間后自動停止報警，這里水銀開關的安裝角度決定報警器的靈敏度，當未振動時s2是開路的，當振動時s2觸發接通使報警器發出聲音，然后馬上斷開，這樣報警一段時間(由c1和r2決定)后便自動停止報警，這里c3是報警器的電源濾波電容，c2是ic1的旁路電容，r1提供ic1的信號工作點，ic1的4、8腳為電源電壓輸入端，1腳接地。圖2-1為多功

13、能報警器工作的原理圖。音樂報警片芯片水銀開關s2接通外界振動電源開關s1開不工作關揚聲器報警三極管信號放大圖2-1多功能報警器工作原理圖2.2 主要元器件ne555ne555的8腳是集成電路工作電壓輸入端，電壓為518v，以ucc表示；從分壓器上看出，上比較器6腳a1的腳接在r1和r2之間，所以5腳的電壓固定在2ucc/3上；下比較器a2接在r2與r3之間，a2的同相輸入端電位被固定在ucc/3上。ne555管腳功能介紹：1腳為地。2腳為觸發輸入端；3腳為輸出端，輸出的電平狀態受觸發器控制，而觸發器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。當觸發器接受上比較器a1從r腳輸入的高電平時，觸發器被置于復

14、位狀態，3腳輸出低電平；2腳和6腳是互補的，2腳只對低電平起作用，高電平對它不起作用，即電壓小于1ucc/3，此時3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對高電平起作用，低電平對它不起作用，即輸入 電壓大于2 ucc/3，稱高觸發端，3腳輸出低電平，但有一個先決條件，即2腳電位必須大于1ucc/3時才有效。3腳在高電位接近電源電壓ucc，輸出電流最大可打200ma。4腳是復位端，當4腳電位小于0.4v時，不管2、6腳狀態如何，輸出端3腳都輸出低電平。5腳是控制端。7腳稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱為實高（或低）、7腳稱為虛高。圖2-2 ne555引腳圖ne555

15、集成電路開始是作定時器應用的，所以叫做ne555定時器或ne555時基電路。但后來經過開發，它除了作定時延時控制外，還可用于調光、調溫、調壓、調速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩、雙穩和脈沖調制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調制等。由于它工作可靠、使用方便、價格低廉，目前被廣泛用于各種電子產品中，555集成電路內部有幾十個元器件，有分壓器、比較器、基本r-s觸發器、放電管以及緩沖器等，電路比較復雜，是模擬電路和數字電路的混合體。ne555集成電路內部結構圖，如圖2-3所示。圖2-3 ne555集成電路內部結構圖ne555的作用范圍很廣，但一般多應用于單穩態多

16、諧振蕩器及無穩態多諧振蕩器。利用ne555可以組成相當多的應用電路，甚至多達數百種應用電路，在各類書刊中均有介紹，例如家用電器控制裝置、門鈴、報警器、信號發生器、電路檢測儀器、元器件測量儀、定時器、壓頻轉換電路、電源應用電路、自動控制裝置及其它應用電路都有著廣泛的應用，這是因為ne555巧妙地將模擬電路和數字電路結合在一起的緣故。音樂報警片報警音樂芯片gl9561為報警芯片，用于產生報警音樂的音頻信號。觸發電路由水銀開關導通，即直接將電源電壓提供給ne555工作，通過ne555內部集成電路的處理后發出警報信號，這個信號很微弱，不足以推動揚聲器發出聲音，因此將微弱信號送到三極管進功率放大可發出響

17、亮的報警聲，延時10秒停止后又處于待機狀態。該電路靈敏度高，聲音響亮，能較好的為人們服務。第3章 測試系統電路設計由ad軟件繪制多功能防盜報警器電路工作原理圖本電路的核心元件是ic1（ne555）和ic2（gl9561），當按下電源開關s1時整個電路的電源接通，假設這時水銀開關s2處于斷開狀態，ic1的2腳處于高電平，3腳處于低電平無電壓供給c2使得執行機構揚聲器不能發出聲音；當振動或使水銀開關s2接通時（然后斷開），ic1的2腳接地處于低電平，這時ic1的3腳處于高電平，也就是直接將電源電壓提供給ic2工作，通過ic2內部集成電路的處理后發出報警信號，這個報警信號很微弱，不足以推動揚聲器發出

18、聲音，這個微弱的信號送給三極管vt進行功率放大才能使揚聲器發出響亮的報警聲，通過調節r3的阻值使得聲音的音調有所變化，直到達較滿意的效果。經過實驗該電阻r3取在比較好，這里電阻r2和c1起到延時斷開ic1第3腳的電壓的作用，使得報警聲響一段時間后自動停止報警，這里水銀開關的安裝角度決定報警器的靈敏度，當本振動時s2是開路的，當振動時s2觸發接通使報警器發出聲音，然后馬上斷開，這樣報警一段時間（由c1和r2決定）后便自動停止報警，這里c3是報警器的電源濾波電容，c2是ic1的旁路電容，r1提供ic1的信號工作點，ic1的4、8腳為電源電壓輸入端，1腳接地。ad繪制工作電路工作原理如圖3-1所示。

19、圖3-1 ad繪制電路工作原理第4章 多功能防盜報警器的制作4.1 元件清單為方便后邊的焊接，列出各元件清單如表4-1所示。表4-1 元器件清單序號名稱型號規格位號數量1集成電路ne555ic11塊2音樂報警器gl9561ic21片3三極管9013vt1支4揚聲器58bl1個5電阻150kr21只6電阻200kr31只7電阻270kr11只8瓷電電容103c21只9電解電容47c11只10電解電容10c31只11電路板1塊12電源開關s11只13水銀開關s21只14集成電路插座8腳ic11只15導線4根16正負極簧片各1片17左右連體片各1片18前、后蓋各1片19電池蓋1個20塑料按鈕1個21

20、自攻螺絲3*81粒22自攻螺絲3*101粒23自攻螺絲3*62粒24喇叭壓板2個25圖紙1份4.2多功能防盜報警器制作的裝配說明檢查完圖紙和電路原理圖，若一切正常開始進行元件安裝，r1、r2、r3均為臥式安裝，特別注意兩支電容c1和c3以及水銀開關s2焊接時腳稍微留長一點以便彎曲，采用臥式安裝，如是立式安裝，電路板安裝在機殼上將受到影響，ic1用集成電路插座安裝，ic2應對準電路板字符的各個孔位并緊貼電路板，將三極管vt相對應的腳位和電阻r3穿過報警片插在電路板上焊接好，r3只焊報警片這面，三極管vt則應雙面（報警片面和銅箔面）腳焊接6，另外，點也應雙面焊接，它是報警片的電源，電源開關s1的安

21、裝也要小心，當開關按捏按下時開關接通，當松開按鈕式開關斷開，不要裝反了。s2的安裝應將引腳稍留長一些，使開關即可以任意調轉角度（即調靈敏度），又不影響后蓋的安裝。s2角度調整的最佳狀態是把整個報警器接正方向豎直放好振動一下使水銀開關接通，然后馬上又還原使水銀開關斷開。安裝時焊接速度應盡量快一些，特別是ic2是怕熱的報警芯片，當一次焊接不成功時，要稍微冷卻一下在進行下次焊接，當全部焊接完畢后再檢查一下有沒有元件焊錯了，有沒有虛焊、錯焊、短路、斷路等，確實沒有錯誤是再通電，將水銀開關s2接通即可報警。4.3 實際制作過程第一步：分清各元件，對三個電阻分別測量，如圖4-1所示。第二步：由防盜報警器工作原理圖將元件插入電路板上，如圖4-2所示。 圖4-1 測量電阻的電阻值 圖4-2 將元件插入電路板上第三步：幾個主要元件的焊接如圖4-3、4-4、4-5、4-6所示 圖4-3音樂報警片和三極管的焊接 圖4-4 集成電路ne555的焊接 圖4-5 開關s1的焊接圖 4-6 水銀開關s2的焊接第四步：其它元件與電路板焊接，如圖4-7所示。 圖4-7 其它元件焊接第五步：將電路板固定好，裝入電池，測試報警器是否工作正常，如圖4-8、4-9所示。 圖4-8固定安裝 圖4-9報警