人体感应式防盗报警装置设计解读

评分：电工课程设计设计课题：人体感应式防盗报警装置姓名：学：设计日期：年月日目录（1）人体感应式防盗报警装置设计的目的（2）人体感应式防盗报警装置（3）各部分电路的设计、元件选择、元件计算、电路说明（4）人体感应式防盗报警装置设计的总体思路（5）人体感应式防盗报警装置工作原理（6）人体感应式防盗报警装置制作与使用（7）设计中存在的问题（8）人体感应式防盗报警装置各个元件的介绍（9）各种感应器的比较（10）具体分析人体感应式防盗报警装置的优缺点分析（11）人体感应式防盗报警装置仿真平面图（12）课程设计心得体会（13）参考文献人体感应式防盗报警装置人体感应式防盗报警装置设计的目的人体感应式防盗报警装置是用来防止入侵者的入侵行为。

需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的点、线、面，甚至是整个空间。

人体感应式防盗报警装置由传感器和信号处理器组成。

在人体感应式防盗报警装置中传感器是探测器的核心，是一种物理量的转化装置，通常把压力、震动、声响、光强等物理量转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻等）。

信号处理器的作用是把传感器转化的电量进行放大、滤波、整形处理，使它能成为一种能够在系统传输信道中顺利转送的信号。

随着科技的发展，人们生后水平的提高，越来越多的贵重东西需要得到安全的防护，从而各种各样的防盗装置就应运而生了。

纵观各式各样的防盗装置中人体感应式防盗报警装置是比较优秀的，它让人们有一个更加安全的生活环境，同时达到不让人犯罪的效果,它就像是核武器,不一定要用,但是一定要有。

这种防盗器比那种“触动即响”的防盗器性能更好、用途更广泛。

只要作案者一接近受保护物的金属部分，警铃就会长鸣，同时，电灯同步点亮，可使黑暗的小偷原形毕露。

同时设计这个人体感应式防盗报警装置让我更加了解电工这一门课程，而且懂得了运用EWB元件，进一步提高了自己的知识。

VD均用715W40W15W40W人体感应式防盗报警装置设计的总体思路人体感应式防盗报警装置主要是通过感应来工作的，当有人接近感应板时，人体和感应板间就会形成一个空间耦合电容，从而改变了感应器周围的环境，就是当你靠近感应器的感应范围，感应器马上产生感应信号，从而传到电灯和电铃，就会发出警报，从而达到防盗的作用。

同时设计这个人体感应式防盗报警装置还要防止盗贼先破坏装置在进行盗窃，所以一切都要先做好防护工作。

在装设装置的时候，将防盗器电路盒放置在隐蔽处，一定不能让盗贼发现，最好安装在墙壁内。

电铃就用双股电线引至能良好传播声音的高处固定，这样就会使警报声传播得更广，以致更快地捉到盗贼。

电灯也用双股电线引至放到现场，如果盗贼是晚上作案的话，电灯就可以马上照亮现场，让盗贼无所遁形。

另一方面也可根据情况将电路盒连同电灯和电铃一起安装在值班室内，以便于值班人员及时地发现情况，从而制服盗贼。

另外，安装这个人体感应式防盗报警装置时也要考虑到安全问题，特别是屏蔽线一定要用包有塑料外皮的那种，并且接感应板的一头金属网丝不得外漏（可用绝缘胶布包严），以免人体碰到后触电！人体感应式防盗报警装置工作原理人体感应式防盗报警装置其原理是感应人体或热源发出的热量（红外线）进行工作，一旦被感测体温度高于环境温度3度以上就会发出报警信号，从而达到防盗的作用。

它是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。

它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。

人体感应式防盗报警装置的防盗电路如上图所示，它由声光报警电路和人体感应开关电路两大部分组成。

220V 交流经晶体二极管VD VD ４７桥式整流、电阻器3R 限流、稳压二极管2VD 稳压和电容器3C 滤波后，输入约6.8V 直流电压，供人体感应开关控制回路工作。

人体感应电路组要利用了结型场效应晶体管VT 的高输入阻抗及电压放大特性。

平时，感应板无接收信号，VT 处于零偏状态，其漏极与极源之间电流较大，漏极输出低电平（<1.4V ），单向晶闸管VS 无适合触发电流而截止，电铃HA 、电灯HL 均无正常工作电流而不工作。

此时整个电路耗电甚微，实测静态总电流仅为1.8mA 。

一旦有人接近感应板，人体和感应板间就会形成一个空间耦合电容，人体从周围空间感应到各种杂波（组要是50Hz 交流）信号，经感应板和电阻器1R 加至VT 的栅极，使VT 漏、源极之间电流减少，漏极点位上升，晶体二极管1VD 导通，电容器2C 两端获得>0.7V 的直流电压。

VS 一旦导通，其控制极便会产生一个幅值约0.75V 的直流脉冲电压，此电压经2C 滤波，使得VS 的控制极电压始终“自保”在触发阀值以上，实现了VS 导通状态“锁定”。

这是，惟有按动一下解警按钮开关SB 或切断电源（拔掉电源插头XP ），才会终止警报。

电路中1R 人体安保电阻器，它能确保人体接触到感应板时不触电。

RP 为报警灵敏度调节器，改变其阻值可以改变VT 静态时漏极输出电压，从而是人体感应报警灵敏度（作用距离）在一定范围内连续可调。

发光二极管3VD 感应开关低压供电回路，主要起报警器通电指示灯作用。

人体感应式防盗报警装置制作与使用按照电路图焊好电路板，大约尺寸为50mm x 30mm 。

把焊好的电路板装入一个体积合适的绝缘密闭小盒内，电源插头XP 、电铃HA 和电灯VD和解警按钮开关SB则HL分别用双股软塑电线引出盒外，发光二极管3在盒面板开孔固定。

实际应用时，将防盗器电路盒放置在隐蔽处，电铃HA用双股电线引至能良好传播声音的高处固定，电灯HL用双股电线引至放到现场；也可根据情况将电路盒连同HA和HL一起安装在值班室内。

防盗器电路盒与感应板通过单芯金属屏蔽线接通。

屏蔽线一定要用包有塑料外皮的那种，并且接感应板的一头金属网丝不得外漏（可用绝缘胶布包严），以免人体碰到后触电！感应板实质是被保护物上的金属部分（如弹子门锁、抽屉锁等），也可用一块15cm x 15cm以内的金属板，要求安装时远离各种家用电器和220V交流电网线，并保持大地良好的绝缘。

电路安装后，将电源插头XP接入220V市电插座，在无人接近感应板时，由大往小缓慢调节电位器RP阻值（注意电路板带有220V交流电！）使电灯HL刚好发光（电铃HA易发声）；然后再反方向稍微增大RP阻值，即获最佳人体感应灵敏度。

该防盗器受使用环境、感应板表面大小和RP 阻值等因素影响，人体距感应板最远的报警距离在0.1m-1.5m间不等。

设计中存在的问题设计中问题及解决方案：（1）在元件使用中是否合适？例如：警报器用电灯和电铃。

警报器中用到电灯和电铃是非常保险的，如果单独使用电灯根本没有什么防盗可言，完全达不到防盗的效果；如果单独使用电铃效果就没那么好了，当盗贼在晚上作案的话不能及时更好地发现。

如果电灯和电铃一起安装就可以电铃响的同时电灯马上亮起来，这样就使盗贼无所遁形，达到了和好的防盗作用。

（2）感应器安装的隐蔽性问题：感应器一定要安装在一个比较隐蔽的地方，同时也要达到防盗的功效。

另外导线的安装也要隐蔽，以免先遭到盗贼的破坏，使防盗报警装置失去作用。

（3）控制开关一定要安装在很隐蔽的地方，发出报警信号后一定要按动开关后才能停止，这样才能使整个防盗装置更好地发挥作用，防止了盗贼先破坏发到装置才进行盗窃。

人体感应式防盗报警装置各个元件的介绍一、MCR100-8小型塑封单向晶闸管元件介绍：晶闸管又叫可控硅。

自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。

今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。

从晶闸管的电路符号可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性.可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。

此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。

因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。

此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。

这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。

由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。

由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化。

二、3DJ6或3DJ7型N沟道结型场效应晶体管元件介绍：结型场效应晶体管利用场效应原理工作的晶体管，简称FET。

场效应就是改变外加垂直于半导体表面上电场的方向或大小，以控制半导体导电层（沟道）中的多数载流子的密度或类型。

这种晶体管的工作原理与双极型晶体管不同，它是由电压调制沟道中的电流，其工作电流是由半导体中的多数载流子输运，少数载流子实际上没有作用。

这类只有一种极性载流子参加导电的晶体管又称单极晶体管。

与双极型晶体管相比，FET的特点是输入阻抗高，噪声小，极限频率高，功耗小，温度性能好，抗辐照能力强，多功能，制造工艺简单等。

由于电荷存储效应小、反向恢复时间短，故开关速度快，工作频率高。

器件特性基本呈线性或平方律，故互调和交调乘积远比双极型晶体管为小。

FET已广泛用于各种放大电路、数字电路和微波电路等。

FET是MOS大规模集成电路和MESFET超高速集成电路的基础器件。

N沟道结型场效应管工作时，也需要外加偏置电压，即在栅-源极间加一负电压(vGS＜0)，使栅-源极间的P+N结反偏，栅极电流iG≈0，场效应管呈现很高的输入电阻(高达108左右)。

在漏-源极间加一正电压(vDS＞0)，使N沟道中的多数载流子电子在电场作用下由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电流iD。

iD的大小主要受栅-源电压vGS控制，同时也受漏-源电压vDS的影响。

因此，讨论场效应管的工作原理就是讨论栅-源电压vGS对漏极电流iD（或沟道电阻）的控制作用，以及漏-源电压vDS对漏极电流iD的影响。