玻璃破碎報警器方案設計比較探究

張玥雯 姜珊 鄢佳玲 程元元

摘要：本文闡述了壓電式的玻璃破碎報警系統的設計方案，詳細給出了系統的方案框圖、傳感器選型、調理電路的設計以及報警系統的設計以及電源選擇。目的是為了能夠及時的報警，并不受切斷電源的影響，在通用電源不能正常工作提供工作電壓時及時轉換備用電源。 此方案設計出的玻璃破碎報警器主要有五個部分：電源供電，壓電陶瓷片將碎片發出的振動信號轉換成電信號，直耦式放大器，倍壓整流，單向可控硅導通并鎖存，最后經過揚聲器發出清晰響亮的報警聲。并持續一段時間，只有當人為的按下開關后，報警才會停止。

關鍵詞：玻璃破碎;傳感器;報警系統

一、前言

很多貴重物品柜臺如珠寶店、櫥窗、博物館等場合為防盜和防搶劫，希望安裝一種玻璃破碎能自動報警的裝置。這種報警裝置需要能夠最大限度的防止誤報警，并且準確的將報警信號傳達到中央控制室甚至警方，以保證貴重物品的安全。我們提供的玻璃破碎報警系統的方案，可以高效的收集危機信號，并且以最快速度報告給中央控制中心，并且考慮到了斷電這一不確定因素對報警的影響，為貴重物品安全提供了一個非常強力的保障。

（一）設計背景

在很多安全場合，比如文物防盜、博物館防盜和重要機密或重要文件保存，都需要設置玻璃破碎報警器來保證其安全，當然，現在很多家庭也裝玻璃破碎報警器來防盜。目前采用最多的就是壓電式玻璃破碎報警器， 它具有使用頻帶寬、靈敏度高、 結構簡單、工作可靠、質量輕、測量范圍廣等許多優點;考慮到現代犯罪通常會切斷通用電源，報警系統和傳感器系統需要能夠在通用電源不能正常提供工作電壓（電壓過低或斷電）時及時切換備用電源;對于一些比較敏感的場合（重要展覽館或展廳）需要將報警信號與警方聯動，達到真正意義上保護貴重物品的要求。

（二）設計目標

為了能夠及時的報警，并不受切斷電源的影響，在通用電源不能正常工作提供工作電壓時及時轉換備用電源，并且將報警信號與警方聯動，達到真正意義上保護貴重物品的要求。

二、總體方案設計

通過查閱大量相關技術資料，并結合自己的實際知識，我主要提出了兩種技術方案來實現系統功能。下面我將首先對這兩種方案的組成框圖和實現原理分別進行說明，并分析比較它們的特點，然后闡述我最終選擇方案的原因。

（一）方案比較

查閱資料后，設計出以下兩種方案。

1、方案一

如圖1方案一的原理框圖

此方案設計出的玻璃破碎報警器主要有五個部分：電源給除了信號以外的各部分供電，先通過信號進行觸發，壓電陶瓷片將碎片發出的振動信號轉換成電信號，再經過由兩個三極管構成的直耦式放大器放大信號，通過電解電容從集電極取出信號后經過二極管倍壓整流使第三個三極管導通。在電阻兩端產生的壓降使單向可控硅導通并鎖存，最后經過揚聲器發出清晰響亮的報警聲。并持續一段時間，只有當人為的按下開關后，報警才會停止。

2、方案二

用51單片機或者STM32來做控制系統。直接通過軟件的形式發送信號。當有人觸動報警裝置時，產生一個高電平信號，使得裝在蜂鳴器旁的Led燈亮起，此時蜂鳴器也開始工作，發出報警聲。

（二）方案論證

方案一：目前采用最多的就是壓電式玻璃破碎報警器，它具有使用頻帶寬、 靈敏度高、 結構簡單、工作可靠、質量輕、測量范圍廣等許多優點。在目前只學習了數字電子技術以及模擬電子技術的基礎上，方案一無疑是可操作性和邏輯性最強的。

方案二：因為單片機的存在功能會更強大，很多功能可以直接通過軟件實現而不需要用到復雜的邏輯。在實踐中運行會更加方便快捷，并且運用范圍會更加廣泛。

（三）方案選擇

第一是由于我們現階段的數電和模電知識面還不夠寬泛，我們只能掌握一些較為簡單的邏輯電路，第二是我們還沒有接觸過單片機，單片機成本較高。從認識學習的基礎和制造成本考慮，選擇方案二是最具有合理性和價值性的。

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