白 净

（大连职业技术学院 电气电子工程学院，辽宁 大连 116000）

0 引言

防盗报警系统是采用物理方法或电子技术，通过各类传感器对监测区域进行监测，并在有侵入行为时产生报警信号的装置，可广泛用于家庭住宅、工厂、商场及金融系统等［1－2］。目前的防盗报警装置主要有红外线报警装置、电子开关式报警器和视频监控系统等。

红外线报警装置隐蔽性较好，价格较低廉，但是存在着故障率高、误报率高、成本高、易破解的缺陷［3］。电子开关报警器存在有效范围小、质量差等缺点。视频监控系统［4］的品种复杂，功能也从单一到复杂不等，简单装置利用一个摄像头通过视频监控就可完成，不能达到报警及报警处理的目的；复杂的系统可通过传感器监测事故、报警、拍照或者录像，但是使用时受网络限制，且如果用作家用，存在网络架设和维护成本高、视频信息易泄露的问题。目前还有一种不易被察觉的压力式触发报警系统［5］，可放置在垫子或者地板上，但是当主机停止工作时，存在误报的缺陷。鉴于上述现有技术中所存在的问题，设计一种低成本、不易破解的防盗装置是非常必要的。

1 压力传感器报警装置的研究

本文旨在开发一种压力传感器智能延时报警系统，其中将压力传感器置于盗贼易入侵处，当探测到压力信号后，如果是主人可以通过控制开关在计时内预先解除报警，防止误报；如果是窃贼则启动延时报警装置，在计时时间到时便发出刺耳的声觉报警，以便有效地保护家宅安全。

本装置的研究思路如下：首先，根据压力传感器报警装置的原理，确定优化出本报警装置的基本工作流程；其次，根据本装置的实际工作流程设计电路原理图；最后，完成电路中各个模块的电压、电流参数计算及可行性分析。

本装置由独立电源模块、压力传感器模块、计时开关、计时模块、电阻、扬声器、报警开关及晶闸管构成。压力传感器模块可完成压力信号的探测，并向计时模块发出控制信号。计时开关与计时模块相连，可解除计时模块的计时功能。计时模块与晶闸管的触发端相连，当计时功能完成后，可向晶闸管的控制端发出控制信号。晶闸管与扬声器相连，当晶闸管受到触发后，可完成声觉报警功能。报警开关与扬声器相连，可解除扬声器的报警功能。本装置的工作流程如下：压力传感器隐形放置于盗贼易入侵的位置，比如门口、窗户、阳台等处，当有盗贼入侵时，会触发压力传感器，压力传感器触动计时模块开始计时；计时时间结束，触发报警；如果是误报警，可以在计时时间内解除警报；在计时时间结束触发报警后，也可人为解除报警装置。

根据上述装置的工作流程设计本装置的电路图，如图1所示。本装置是基于压力探测下的防盗报警系统，各装置通过整体配合实现盗贼入侵时的及时报警的目的。本装置的优点主要表现在：①该装置便于操作及使用；②报警装置完善，所述的压力传感器不易被盗贼识别，且可将压力传感器摆放于盗贼常易入侵的位置；③为防止他人解除报警，房屋主人可将计时开关及报警解除开关摆放于私密处，防止盗贼解除警报；④本装置还具有电路简单、操作方便的特点。

图1 压力传感器报警装置电路图

独立电源3为压力传感器报警保护系统供电，各组成部分的特征及相互关系如下：压力传感器模块1与计时模块4相串联，当压力传感器模块1感应到压力信号时向计时模块4发出控制信号；计时开关2与计时模块4相串联，实现计时模块计时功能的解除；计时模块4与晶闸管7的控制端相串联，当计时功能完成后，向晶闸管7的控制端发出控制信号；晶闸管7与扬声器8相串联，能实现晶闸管触发后的报警功能；扬声器8与扬声器开关6相串联，能实现扬声器报警后的解除功能；电阻5与晶闸管7的控制端及阴极相并联，防止晶闸管的控制端及阴极之间被短路。

2 参数与元器件选择

根据图1所示的电路图，将压力传感器报警装置分成独立电源模块、压力传感器模块、计时模块和扬声器模块，具体的元器件参数如表1所示。

表1 压力传感器报警装置元器件参数选择

各模块的功能如下：

（1）独立电源模块可完成整个装置的供电，其电压要求为直流4.5V～5.5V，可通过变压器外通直流电加以整流滤波装置完成，也可从USB接口完成电压的转换。

（2）压力传感器模块可完成压力信号的探测，并将探测信号作为整个装置的触发报警信号。压力探测器模块的核心是压力传感器，可根据具体场合选择表压传感器、差压传感器和绝压传感器。此外，该模块还需要电压转换模块，能按照一定的规律将探测到的压力信号转换成合适的输出电压条件与计时模块连接。

（3）计时模块。计时模块的主要功能是当探测到压力信号后开始计时，计时时间到触发晶闸管的触发端，实现报警；在计时时间内可解除预报警。该功能的实现主要依靠单片机最小系统，系统的硬件部分需焊接晶振电路和复位电路；软件部分需完成计时、复位、压力信号探测以及报警信号的编译。用C语言、汇编语言将固定的程序写入单片机内部，由单片机内部的计时器完成计时功能。当计时功能完成后，向晶闸管的控制端发出控制信号，单片机也可通过复位键在计时时间内解除报警信号。

（4）扬声器模块。该模块中扬声器与晶闸管串联，晶闸管在接收到单片机发送的触发信号后，即可触发扬声器报警。扬声器模块的功能即报警功能，但扬声器的工作电流较大，需要三极管将晶闸管的触发信号放大。

3 结语

本装置具有一定的实用价值，且具有低成本、不易破解的优点，由于采用压力传感器作为监测装置，可将压力传感器隐形放置于地板、地毯下面，不易察觉。此外，本装置可作为课堂的辅助教学素材，其构成的电路可用于《传感器技术》、《工业机器人技术》课程中I／O接口的设置模块的教学案例，提升课堂教学质量。