黃啟杰　王盛超　張亞明

[摘要]詳細(xì)介紹所發(fā)明的一種新型多維防盜報(bào)警裝置，論述該防盜報(bào)警裝置工作原理及創(chuàng)新點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]光纖傳感 紅外技術(shù) 防盜報(bào)警

中圖分類號(hào)：TN97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0510029－01

一、引言

隨著社會(huì)發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，信息化、智能化技術(shù)滲透于人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，安全問(wèn)題也成為工業(yè)生產(chǎn)、人民生活關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。但是目前市場(chǎng)上的防盜報(bào)警裝置，普遍存在誤報(bào)率高、用途及使用的范圍單一等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足實(shí)際生活的需要。特別是機(jī)動(dòng)車類振動(dòng)報(bào)警器，容易受到噪音、地面振動(dòng)等干擾信息產(chǎn)生誤報(bào)，不僅耗電而且擾民。針對(duì)這種缺陷，本文設(shè)計(jì)了一種新型防盜報(bào)警裝置較好的解決了上述問(wèn)題。該裝置是由東北大學(xué)物理系本科生研制成功的新型多維防盜報(bào)警裝置，該裝置基于紅外技術(shù)和光纖傳感技術(shù)設(shè)計(jì)，當(dāng)所保護(hù)物體受到振動(dòng)達(dá)到預(yù)定次數(shù)并且物體周圍存在人體紅外信號(hào)時(shí)，裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警，具有十分高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

二、設(shè)計(jì)原理與工作流程（如圖1）

裝置主要由紅外模塊，振動(dòng)模塊，控制模塊和報(bào)警模塊4個(gè)部分組成。當(dāng)紅外傳感器探測(cè)到人體靠近的微弱信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路的處理，最終產(chǎn)生電平信號(hào)，送入單片機(jī)控制系統(tǒng)。類似的，當(dāng)光纖振動(dòng)傳感器探測(cè)到外界的振動(dòng)時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)相關(guān)電路處理，最終產(chǎn)生電平信號(hào)，送入單片機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)控制系統(tǒng)接收到信號(hào)后，根據(jù)信號(hào)的來(lái)源和事先設(shè)定的程序，輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

三、紅外模塊與振動(dòng)模塊

1．紅外線通過(guò)云霧等充滿懸浮粒子的物體時(shí)不易發(fā)生散射、有較強(qiáng)的穿透能力和抗干擾能力，且紅外線遙控不易引起串干擾，目前已廣泛用于家電及部分工業(yè)控制中。被動(dòng)式人體紅外探測(cè)器，具有監(jiān)測(cè)范圍寬、探測(cè)距離遠(yuǎn)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。圖2是裝置中紅外信號(hào)處理框圖。

2．光纖振動(dòng)傳感器具有抗電磁干擾、耐久性好、尺寸小、靈敏度高、精度高、頻帶寬、信噪比高等優(yōu)點(diǎn)，是振動(dòng)探測(cè)最理想的智能傳感元件之一，廣泛用于土木工程、航空航天工業(yè)、船舶工業(yè)、電力工業(yè)、石油化工、核工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

四、處理與控制系統(tǒng)

處理與控制系統(tǒng)是整個(gè)防護(hù)裝置的核心，采用的C8051F350單片機(jī)，具有速度快，精度高，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。

圖3是單片機(jī)主程序流程圖，單片機(jī)初始化程序?qū)⑼瓿蓪?duì)定時(shí)器T0，外部中斷口IT0，IT1等初始化設(shè)置，然后進(jìn)入對(duì)HW標(biāo)志與ZD標(biāo)志的檢測(cè)，其中HW是紅外接收中斷標(biāo)志，ZD是振動(dòng)接收中斷標(biāo)志。當(dāng)有紅外接收中斷時(shí)，將啟動(dòng)INT0中斷處理程序，INT0中斷處理程序?qū)㈥P(guān)閉定時(shí)器T0同時(shí)修改中斷標(biāo)志HW為1，然后返回主程序。當(dāng)有振動(dòng)接收中斷時(shí)，將啟動(dòng)INT1中斷處理程序，INT1中斷處理程序?qū)?duì)接收到的振動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，將關(guān)閉定時(shí)器T0同時(shí)修改中斷標(biāo)志ZD為1，然后返回主程序。主程序通過(guò)對(duì)HW值與ZD值的檢測(cè)，來(lái)判斷執(zhí)行報(bào)警程序或者延時(shí)刷新。如果HW和ZD值都為1，將執(zhí)行報(bào)警程序，單片機(jī)將驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警，如果HW和ZD的值只有一個(gè)為1，將執(zhí)行延時(shí)刷新程序，啟動(dòng)定時(shí)器T0，到達(dá)預(yù)訂時(shí)間時(shí)將HW和ZD值重置為0，從而防止發(fā)生誤報(bào)。

五、裝置特點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)

該防盜報(bào)警裝置，主要有如下幾項(xiàng)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)：

1．裝置高智能化、綜合性強(qiáng)，可以多方位、多角度地探測(cè)周圍環(huán)境。

2．采用紅外，振動(dòng)雙條件信號(hào)和振動(dòng)計(jì)數(shù)報(bào)警技術(shù)，不易受到外界錯(cuò)誤因素的干擾，能夠準(zhǔn)確地做出警報(bào)及相關(guān)反應(yīng)。

3．采用單片機(jī)進(jìn)行控制和記錄，電路工作穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，便于修改程序和工作參數(shù)。

4．系統(tǒng)適用范圍廣，振動(dòng)模塊和紅外模塊可根據(jù)使用環(huán)境的要求可以選擇不同靈敏度。

六、結(jié)論

經(jīng)長(zhǎng)期研究和大量實(shí)驗(yàn)，成功地研制出新型多維防盜報(bào)警裝置。該裝置在報(bào)警判斷方式和算法上就具有創(chuàng)新性，具有靈敏度可調(diào)，準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)并且性能可靠，裝調(diào)方便，可廣泛使用于銀行、倉(cāng)庫(kù)、文博部門(mén)及住宅小區(qū)。本報(bào)警裝置在具有先進(jìn)科研水平的同時(shí)，也具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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[3]王義玉，紅外探測(cè)器，兵器工業(yè)出版社，2005.

作者簡(jiǎn)介：

黃啟杰，男，漢族，東北大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用物理系，本科在讀。