原创《基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统》
本文是光电传感器有关本科论文范文和自行车和光电传感器和防盗报警系统类在职毕业论文范文。
摘 要：基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统,基于光电传感器,辅助以太阳能聚合物大容量移动电源、手机APP控制GPRS网络连接模块、时间继电器以及报警发声器,组成基本框架,灵敏度高,结构简洁,使用便利,易于后期维护,市场前景广阔.
关键词：光电传感器；时间继电器；自行车防盗报警
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.29.092
现今市面上的报警装置,具有价位高、体积大、难安装、使用不便以及灵敏度低等种种弊端.我们急需一款物美价廉的报警系统以减少经济损失,优化使用效果.我们分析研讨,设计出了基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统.本报警系统主要基于光电传感器,辅助以太阳能聚合物大容量移动电源、手机APP控制GPRS网络连接模块、时间继电器以及报警发声器,组成基本框架.
1自行车防盗报警系统的硬件组成
1.1对射式光电传感器
光电传感器按照按检测方式可分为漫射式、对射式、镜面反射式、槽式光电开关和光纤式光电传感器.基于自行车防盗报警系统的操作要求,我们选择了包括发射器和接收器,且结构上两者相互分离的对射式光电传感器.对射式光电传感器的工作原理是当物体经过发射器与接收器之间,光束被遮挡从而中断的情况下会产生一个信号变化,从而起到控制电路通断的作用.其特点与优势在于对射式光电传感器能够辨别不透明的反光物体,且有效距离较大.由于所发射的光束跨越感应距离的时间较短且仅一次,所以不易受到干扰.对射式光电传感器对使用环境的要求很低,外界环境几乎不影响其使用精度,可以使用在条件恶劣的野外或布满灰尘的环境下,符合自行车防盗报警系统的使用环境.其弊端在于耗电量相对较高,发射器和接收器两个单元均需要分别安装敷设电缆.
1.2手机APP控制GPRS网络连接模块
手机APP控制GPRS网络连接模块能够通过GPRS网络实现手机APP的双向反馈控制.该设备支持定时、延时、多人控制等功能,实现了手机APP远程控制.
1.2.1定时设置
该GPRS网络连接模块可通过手机APP设置时间,使设备按照设置好的时间开始或结束工作.最多可设置8组定时时间,可帮助用户合理安排时间,人性化程度高.
1.2.2延时设置
延时设置功能可控制设备在当前时间点按照设定的延时时间段推迟开启或关闭设备,便于整体把控系统的运行.
1.2.3点动模式
点动模式为继电器设置1S延时,适用于改装后的点动式开关,能够控制信号线输出,符合防盗报警系统开关形式.
1.2.4设备权限分享
该功能可实现多人控制系统,设定第一个连接GPRS的账号为主账号,主账号可分享多个用户控制设备.
1.3太阳能聚合物可充电式移动电源
聚合物电源是一种新型的高密度锂电池,该电池以胶质聚合物为电解质,相比于采用液体电解质的普通锂电池,不会出现任何漏液渗液情况,安全性高.聚合物电池密度高,可塑性强,使用铝膜包装,可根据移动电源的需求做成任何形状,与等容量的其他种类移动电源相比更为轻薄,最小厚度可达到0.5mm.且容量更大,充电速度更快,放电电流相对平稳.搭配太阳能电池板,可保证在电量不足的特殊情况下也可进行太阳能充电,保证了系统的持续使用.
1.4时间继电器
时间继电器以STC11f02e芯片为结构核心,STCI1F02E是宏晶科技设计生产的STCl1／10xx系列单片机之一,其特点为：高速,1个时钟／机器周期,增强型8051内核,速度比普通8051快8～12倍；宽电压5.5-4.1V／3.7V；低功耗设计；工作频率,0-35MHz,具有2kB的片内Flash程序存储器、2kB的EEPROM存储器和256103的片内SRAM数据存储器,体积小低廉.
同时应用新型数字LED倒计时显示模块,加入一左一右两个时间调整按钮以便于调整设置延时时间间隔.该时间继电器具体操作过程及优势介绍如下：
(1)可自行设定延时时间,通过按键调整延时时间间隔,设置完毕后,该模块自动于下一次系统启动后按照设置值进行倒计时,该功能也称为掉电记忆功能.
(2)延时精确,每秒误差在0.01%以下,延时时间间隔范围广,0-999秒均可实现,LED显示屏每秒钟更新一次实时数值,便于实时监测.
(3)LED数字显示,常开触发延时,继电器模块电压为5V,可由外部信号触发,上电瞬间,电源LED灯亮,继电器不工作,当有外部触发（高电或者高电平触发）时,继电器开始工作,倒计时延时,延时时间间隔到后,继电器断开.
(4)低功耗,整机功耗大致在50mA左右,输入电压在3.6V-5V之间工作.
1.5ISD1420单片机录放音模块、功放及扬声器
ISDl420是Winbond公司生产ISDl400系列单片语音录放集成电路的一种,是永久记忆型语音录放电路.该芯片采用多电平直接模拟量存储技术,每个采样值可直接存储在片内EE-PROM单元中,不需要经过A／D或D／A转换,因此能够较好地真实再现语音的自然效果,避免了一般固体语音电路因为量化和压缩所造成的量化噪声和失真现象.
1.5.1录放音模块特点
（1）使用方便的10秒语音录放.
（2）高质量、自然的语音还原.
（3）自我独特的语音录制.
（4）带循环播放,电动播放,单遍播放功能.
（5）可用单片机控制.
（6）功耗小,工作电压3-5v.
1.5.2按键控制录放音操作方法
REC键:录音按键,按住就能录音,松开按键停止录音.
RLAYE键:触发模式放音,按一下就播放当前整段语音.
PLAYL键:电动模式放音,按住才放音,松开就停止放音.
RPL跳线:循环播放模式控制,可循环播放.
FT:直通控制,可使咪头语音直通到喇叭放音.
1.5.3功放
以TSD1030单片机为核心的功放模块,能将语音录放模块输出的小信号放大到适合3W/4R的扬声器直接连接,方便可靠,其主要有以下特点:优秀的噪声抑制、双声道立体声、5v供电,能耗小、输出功率大,能量足.
1.5.4扬声器特点
采用环保耐高温材料,功率足3W,质量好,做工细,音量好,操作简单,安装方便.
2自行车防盗报警系统的硬件设计及工作原理
首先该系统通过GPRS网络将手机与系统模块连接在一起,相当于整个自行车防盗报警系统的总开关.手机app通过GPRS网络控制,连通太阳能聚合物移动电源,由此,整个电路处于通路状态,电流流经,光电传感器开始发射红外光线,系统开始正常工作.
在自行车被盗过程中,盗窃者实施盗窃动作时,势必会造成自行车后轮的轻微转动,自行车车轮上的辐条随之转动.辐条通过光电传感器发射孔与接收板之间间隙的瞬间,光束被遮挡,接收器接收不到光束,触发光电传感器做出开关动作,即将光信号转化为电信号,电路通.
由于车辐条间具有一定的间隙,故为保证报警声的持续连贯性,电路中设置时间继电器以延长报警时间.预先将时间继电器延时时间间隔设置为60秒,则从盗窃动作发生,即电流经过时间继电器的那一时刻起,60秒的时间内,光电传感器的作用效果完全消失,而其他电路元件持续正常运行,电流流入报警发声器,指令发声器持续发声60秒,完成一个周期,保证了报警声持续而连贯.
与此同时,手机APP控制GPRS连接模块接收到报警信号,可实时提醒用户,做到报警及时.
光电传感器作用效果继续控制整个电路,重复上述所有步骤,直至下一个盗窃动作的发生.
3自行车防盗报警系统的创新点
3.1结构简单,取材方便
运用常见的物理元件——对射式光电传感器作为项目的核心构件,并辅助以太阳能聚合物移动电源、手机APP控制GPRS网络连接模块、ISD1420单片机录放音模块、功放、扬声器以及时间继电器.其结构简洁,易操作.产品各系统模块独立安装,发生故障发生时易检查故障元件.
3.2操作便捷,易于控制
①将系统的总开关——手机APP控制GPRS网络连接模块与手机连接,随时随地启动关闭.通过手机app可以设置电源开关机时间,方便快捷.
②通过设置时间继电器延时时间间隔,可控制报警发声器使报警声持续而连贯,发声器音效可自主编程设置.
3.3反应灵敏,报警及时
①对射式光电传感器具有精度高、反应快、部件分离等特点,发出光束不受其他可见光影响,瞬间制动,及时传递信号.
②手机APP控制GPRS网络连接模块可在被盗窃动作发生瞬间及时告知用户,做到高效快捷,报警及时.
3.4造价低廉,易于维护
各种元构件平价,原理清晰明了,适于自主维修.
3.5体积小,重量轻
原件均采用单片机技术,最大限度缩小系统体积,减轻重量.
3.6清洁环保
电源采用太阳能聚合物移动电源,清洁环保,绿色低碳.
3.7自主编程,人性化设计
产品中多个单片机原件可实现自主编程,人性化程度高.
4结语
基于光电传感器而设计的自行车防盗报警系统,可实现对自行车的中远距离无线监控.根据实际验证,该防盗装置运行良好,报警准确,无噪声污染,可以方便地移植,以便构成更智能的防盗系统.
参考文献
［1］詹艳艳.基于STC11FO2E的立体旋转LED设计与实现\[J\].电子技术,2012,（4）.
［2］熊建云.基于ISDl420的智能仪器语音系统的设计\[J\].自动化与仪器仪表,2013,（4）.
光电传感器论文参考资料：
总结:该文是一篇关于自行车和光电传感器和防盗报警系统方面的相关大学硕士和光电传感器本科毕业论文以及相关光电传感器论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料。
