室內安全報警器的製作方法
2023-05-18 20:05:21 2
專利名稱：室內安全報警器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種報警器，特別是具有多功能探測信號和多種傳播報警方式的裝置。
現有家用報警器種類繁多，但一般家庭卻使用得不多，其原因是多方面的，其一是由於探測功能單一，如防盜報警器只是防止盜賊撬門進屋，如遇破窗而入，就不起作用。其次是報警方式單一，如最多的採用聲光報警，它只局限於家裡有人或夜間報警，若家裡無人，則聲光報警作用達不到應有效果。近年來提出無線尋呼報警，如CN1083240A提出的無線尋呼報警系統，它強調通過傳呼機通知當事人的單一化功能，卻忽視了家庭安全要求的多樣性，如夜間防盜報警，破窗而入的警情，火災或煤氣洩漏等等，僅靠單的探測方法，單一的報警方式都是達不到用戶的使用要求，再是當前的報警器可靠性差，誤動作誤報警頻繁也是用戶望而生畏的原因之一，還有是供電電源也影響了報警器普遍推廣的原因之一。
本實用新型的目的是針對上述種種報警器存在功能單一的缺陷，設計一種能探測多種信號源，用多種傳播方式報警，可靠性好，能為普通家庭所接受的室內安全報警器。
本實用新型以下述設計方案實現上述目標。
室內安全報警器，它包括電話線路，實時報警電路和備用電源，其特徵在於安全報警器由單片機，並接於單片機輸入端的多路探測器輸入處理電路和按鍵及狀態指示電路，並接於單片機輸出端的DTMF碼收發電路和電話線接口電路所組成。
上述方案的顯著優點是採用先進的單片機控制技術，從而能夠實現多探頭，多防區巡迴取樣獲取信號源，通過輸入處理電路對信號源作處理後變成單片機能接收的TTL信號，使輸入信號穩定可靠，減少幹擾信號和誤報警。CPU收到報警信號後，通過編程軟體控制室內現場報警，同時通過DTMF收發碼電路和電話線接口將信號傳播至當事人電話機或手機，或由傳呼臺轉發至尋呼機。也就是說在單片機控制下實現了多探頭多防區的設防探測警情信息，在單片機控制下進行近程實時報警，也可進行遠程電話及尋呼機報警。本機的備用電源也是保證報警器正常工作的根本條件，因此本實用新型與其他報警器相比有顯著的進步性和完整性特點。
圖1為本實用新型電原理方框圖圖2為實施例電路圖圖3為實時現場報警電路圖圖4為單片機程序控制方框圖上述圖中U1為PIC16C57,U2為8880CE,U3為LM339,U4為LM358,U5為7805,U6為7812,VecT=12V
以下結合附圖描述實施例的結構和功能。
探測器輸入處理電路(1)本實施例設三路探測器，它可分別接三個防區或三種探頭，如門窗磁開關，紅外線探測器和煤氣傳感器等等。當信號分別從F1,F2,F3輸入時，輸入處理電路(1)將三種類型的探測器信號轉換成單片機CPU可接收的標準TTL信號。該電路由電壓比較器U3及其外圍元件組成，三路相同的獨立電路並聯輸入單片機CPU的輸入端RC0,RC1和RC2。
現以U3∶C輸入端為例說明探測處理電路(1)的功能，該電路輸入端無論是斷開或短路，比較器U3∶C輸出端，即14腳輸出TTL電平為高電平，若在F2端對地間串接一個10K電阻，則14腳輸出為TTL低電平；U3∶C第14腳後的R10,C3和R29起到轉換成TTL電平的作用，R29作用是對單片機U1的I/O起限流作用，由14腳送給單片機CPU的信號，若為低電平表示該輸入端為正常狀態，若為高電平表示該路輸入端異常。探測器的類型決定輸入端F對地有不同的接法。
DTMF碼收發電路(3)，它由發送DTMF碼的集成電路U2和放大及高低頻調整的電壓比較器U4及其外圍元件組成，U2的輸入端OSC1與單片機U1的輸出端OC1,OC2相接，U2的輸出端TONE與U4的輸入端2相接，U2是可編程控制的，它收發碼狀態是由CPU即U1根據需要來設置的。U4將U2發送的DTMF碼放大及高低頻調整發出，並經過音頻變壓器T2耦合到電話線接口電路。
電話線接口電路(5)由單片機CPU的控制腳CRL1與轉換開關電路和單片機CPU的控制腳CRL2與摘機報警電路相連所組成。
摘機報警電路包括耦合變壓器T2三極體N2,N6,N9，二極體D7,D9,D17,D18和外圍電阻、電容，該電路由CPU的CRL2的輸出信號控制，當CRL2為高電平時N2導通，給N9提供偏置電壓，整個電路進入工作狀態，即為摘機狀態；當CRL2為低電平時，N2截止，N9無偏壓電路不工作，整個電路等效於掛機狀態。穩壓管Z3起到保護CPU的I/O接口不受高壓的衝擊作用，DTMF信號由D7,D9,D17,D18組成的橋路輸出至轉換開關電路。
轉換開關電路由三極體N7二極體D10繼電器J1和起過壓保護的壓敏電阻RV1～RVs與繼電器J1相連雙刀雙擲開關組成，雙刀雙擲開關進線與電話機進線相連，雙刀雙擲開關出線一路為用戶電話機進線，另一路為報警器輸入，繼電器J1的工作狀態由CPU輸出腳CRL1輸出電平來控制，一般在無報警信號時進線LN1和LN2接用戶電話機，有報警信號時，CRL1輸出高電平，繼電器J1動作，LN1和LN2轉接至報警電路，使報警器進行工作狀態，亦即說它具有搶先報警功能或簡稱為搶線功能，上述功能由U1輸出腳的CRL1和CRL2電平高低轉換來實現的。
當三路探測器(1)輸入端正常即無報警信號時，CRL1腳為低電平，電話線直接電話機，電話機處於正常工作狀態。
當三路探測器(1)輸入端異常即有報警信號時，CPU按以下方式控制電話線接口電路(5)進行工作CPU首先使CRL2保持高電平，再使CRL1置成高電平，CPU延時1秒後，再將CRL2置低電平約1秒鐘，再使CRL2設置成高電平，以後開始撥號並傳送報警信息，對電話線而言其相應的動作為切換到報警器並摘機→掛機→摘機→開始撥號傳送報警信息。通過上述處理解決了用戶電話機正在通話或撥號(不一定是自己人)或者電話機正在振鈴造成撥不出號時，可以可靠地完成搶線報警功能。
按鍵及狀態指示電路(4)，由按鍵Z9、指示燈Z6、三極體N8、電阻R32、R33,R69與CPU的CRL2和CRL6相連接所組成。它的工作狀態直接受CPU的控制，Z8為指示燈插頭，在CPU程序設置下以閃光的長短和次數分別表示為在警戒、示警、報警或撤防等各種功能，按鍵Z9為簡易編碼器，在CPU控制下可輸入密碼、修改密碼，使CPU控制在不同工作狀態。
報警電路(6)由圖3所示，本實施例採用實時聲音報警，當防區有報警信號時，CPU同時送出一個控制信號CTL，使CTL=″1″,V4導通，提供I1電源電壓，通過V3,L1,B1,R5產生報警信號，當無報警信號時CTL=0,V4截止，無信號輸出。
本電路具有抗破壞功能，即如果電話線被剪斷或被短接也立即會有聲報警，設有由二極體D1～D4，電阻R1，三極體V1,V2,V5和I1組成的抗破壞報警電路。
當電話線正常接口時，通過D1～D4整流，使R1上有電流通過，導致V1導通，使V2,V5基極無偏壓，V2、V5截止，無電源提供給I1(9561)，無報警輸出。當電話線斷開或短路時，V1無偏置電壓，V1截止，此時V2、V5通過R3、R8有偏置電壓，V2,V5導通，提供I1電源電壓，通過V3,L1,B1,R6產生報警信號。
電源電路(7)包括5V和12V的穩壓電路、自動充電、供電電路和過放電保護電路。當電源接入220V交流電時由Z6,R31和N10自動關閉備用電池的供電迴路，同時自動給備用電池充電。由D14,R54,N1,D19,R65,Z1,RV7完成給電瓶充電，並且當電瓶電壓到13.8V時自動停止充電，當電瓶浮充電壓低於13.8V時N1導通繼續給電瓶充電。當220V交流電斷電時，充電迴路截止，由Z2,P1,P2和N3動作而使，備用電池供電迴路立即啟動，保持本機供電正常穩定。過放電保護電路由電阻R6、R20、R34,R35,R36，三極警P1,P2,N3和穩壓管Z2組成。當電池放電至10.7V時自動截止停止放電，因Z2為10V穩壓管加上N3的0.7V壓降共10.7V，若低於10.7V,N3截止，P1、P2也截止，從而自動停止供電，本備用電源電池充足電後可供本報警器工作24小時，以確保本機在斷電時能正常工作。
以下結合圖4描速本實施例的工作過程。
室內安全報警器採用單片機智能控制，單片機的控制程序由設計的軟體控制。三路探測電路輸入埠，可接入多種類型的探測器，如門窗磁控開關，紅外線探測器，煙霧或煤氣探測器等。各種探測信號經過處理電路(1)輸入單片機，CPU實時監測每一路探測器，一旦出現告警信號，CPU的OC1和OC2輸出信號至DTMF碼收發電路(3)即U2和U4，與此同時CPU的CRL1腳輸出控制信號至轉換開關電路的J1和N7，使J1動作將電話進線LN1和LN2線與耦合至接口電路的DTMF碼信號線相接通，此時信號分二路，一路通過電話線進入電話線網絡，進入尋呼臺無線尋呼報警，與此同時的另一路也接入現場實時報警器(6)，如實施側中的聲報警電路的實時報警器。因此不論白天或夜間，主人在家或不在家，本機都能將監測點的異常情況掌握。實際情況要比上述過程複雜得多，如CPU對三個防區進行巡迴檢測，其監測的信號有時並不需要報，有的已報過，不必再報，例如門窗磁控開關，主人在家，開窗子，不必報警，但主人外出，關了門，卻忘記關窗，就需要報警，為應付各種複雜情況，需要編制CPU的控制軟體，圖4為其控制流程圖之一。
圖4的控制程序通過輸入密碼方式解決設防、撤防、搶線報警三大功能，即基本上解決錯報和漏報難題並能記錄備查。圖2的按鍵及狀態指示電路(4)與CPU控制流程圖相結合可完成五種功能狀態，即警戒狀態、示警狀態，報警狀態、撤防狀態、修改密碼狀態，各種狀態的轉換可通過按鍵Z9輸入密碼方式進行更換，例如警戒狀態報警器對指定的監測點進行循環監測，能實時地監測現場是否有異常情況，並以指示燈Z8熄滅表示。
示警狀態當監測到有異常信號時，報警器能夠提供約半分鐘示警，提醒進入現場者需要輸入正確的密碼，否則將會報警，以指示燈Z8快速均勻地閃爍表示。
報警狀態在示警狀態下的半分鐘內若無正確的操作，報警器一方面聲音報警，另一方面同時自動搶線摘機撥號，向尋呼臺發送報警信息。
撤防狀態用戶發現指示燈快速均勻地閃爍，表示報警器防區異常，用戶按鍵輸入正確密碼，即進入撤防狀態。單片機在此狀態下，不對防區巡迴檢測，只對按鍵狀態輸入密碼作監測，此時指示燈Z8亮1秒並快速滅1次，如此循環顯示，若密碼輸入不正確，進入報警狀態。
修改密碼狀態在撤防狀態下，一直按住按鍵直指示燈變亮，鬆開按鍵，待指示燈熄滅後，在5秒鐘內鍵入新密碼N次，指示燈會閃爍N次，表示設置好新密碼，以後設防或撤防，均以新密碼為準。
權利要求1．室內安全報警器，它包括電話線路、實時報警電路和備用電源，其特徵在於室內安全報警器由單片機(2)，並接於單片機輸入端的探測器輸入處理電路(1)和按鍵及狀態指示電路(4)，並接於單片機(2)輸出端的DTMF碼收發電路(3)和電話線接口電路(5)所組成。
2．如權利要求1所述的室內安全報警器，其特徵在於探測器輸入處理電路(1)由電壓比較器U3及其外圍元件組成，可將不同探測信號轉換成單片機可接收的標準TTL信號，輸入CPU的輸入端RC0～RC2。
3．如權利要求1所述的室內安全報警器，其特徵在於DTMF碼收發電路(3)由發送DTMF碼的集成電路U2和放大及高低頻調整的電壓比較器U4及其外圍元件組成；U2的輸入端OSC1與單片機U1的輸出端OC1、OC2相接，U2的輸出端TONE與U4的輸入端相接。
4．如權利要求1所述的室內安全報警器，其特徵在於電話線接口電路(5)由單片機CPU的控制腳CRL1與轉換開關電路相接，單片機CPU的控制腳CRL2與摘機報警電路相接所組成。
5．如權利要求1或4所述的室內安全報警器，其特徵在於轉換開關電路由三極體N7二極體D10繼電器J1和壓敏電阻RV1～RV3，以及與繼電器J1相連的雙刀雙擲開關組成。
6．如權利要求1或4所述的室內安全報警器，其特徵在於摘機報警電路由藕合變壓器T2、三極體N2、N6、N9，二極體D7、D9、D17、D18和它們外圍的電阻電容，以及CPU的控制腳CRL2所組成。
7．如權利要求1所述的室內安全報警器，其特徵在於備用電源電路(7)包括由穩壓管Z6三極體N10電阻R31組成的自動關閉供電電路。
8．如權利要求1所述的室內安全報警器，其特徵在於備用電源電路(7)包括由穩壓管Z1，三極體N1，二極體D14、D19，電阻R54、R65、壓敏電阻RV7組成的充電及過充保護電路。
9．如權利要求1所述的室內安全報警器，其特徵在於備用電源電路(7)還包括由電阻R6、R20、R34、R35、R36、三極體P1、P2、N3和穩壓管Z2組成的過放電保護電路。
10．如權利要求1所述的室內安全報警器，其特徵實時報警電路(6)設有由二極體D1～D4電路三極體V1、V5和I1組成的抗破壞報警電路。
專利摘要室內安全報警器,它包括電話線路、實時報警器和備用電源,採用單片機智能控制,多防區巡迴監測,採用DTMF收發碼電路和電話線接口電路,同時實現近程的實時報警和遠程的尋呼報警,使用戶不論白天或夜間,在場與不在場,都能知道監測場所的基本狀況。此外本機還有抗破壞功能,以及帶有自動供電、過充電保護和過放電保護的備用電源,使本機能安全可靠。
文檔編號G08B19/00GK2333043SQ9821789
公開日1999年8月11日 申請日期1998年8月4日 優先權日1998年8月4日
發明者劉方明, 朱森祥, 伍明, 蘭菊斐, 洪照明, 孔敏, 李雲剛 申請人:寧波華能通信發展公司