玻璃破碎报警器方案设计比较探究

张玥雯 姜珊 鄢佳玲 程元元

摘要：本文阐述了压电式的玻璃破碎报警系统的设计方案，详细给出了系统的方案框圖、传感器选型、调理电路的设计以及报警系统的设计以及电源选择。目的是为了能够及时的报警，并不受切断电源的影响，在通用电源不能正常工作提供工作电压时及时转换备用电源。 此方案设计出的玻璃破碎报警器主要有五个部分：电源供电，压电陶瓷片将碎片发出的振动信号转换成电信号，直耦式放大器，倍压整流，单向可控硅导通并锁存，最后经过扬声器发出清晰响亮的报警声。并持续一段时间，只有当人为的按下开关后，报警才会停止。

关键词：玻璃破碎;传感器;报警系统

一、前言

很多贵重物品柜台如珠宝店、橱窗、博物馆等场合为防盗和防抢劫，希望安装一种玻璃破碎能自动报警的装置。这种报警装置需要能够最大限度的防止误报警，并且准确的将报警信号传达到中央控制室甚至警方，以保证贵重物品的安全。我们提供的玻璃破碎报警系统的方案，可以高效的收集危机信号，并且以最快速度报告给中央控制中心，并且考虑到了断电这一不确定因素对报警的影响，为贵重物品安全提供了一个非常强力的保障。

（一）设计背景

在很多安全场合，比如文物防盗、博物馆防盗和重要机密或重要文件保存，都需要设置玻璃破碎报警器来保证其安全，当然，现在很多家庭也装玻璃破碎报警器来防盗。目前采用最多的就是压电式玻璃破碎报警器， 它具有使用频带宽、灵敏度高、 结构简单、工作可靠、质量轻、测量范围广等许多优点;考虑到现代犯罪通常会切断通用电源，报警系统和传感器系统需要能够在通用电源不能正常提供工作电压（电压过低或断电）时及时切换备用电源;对于一些比较敏感的场合（重要展览馆或展厅）需要将报警信号与警方联动，达到真正意义上保护贵重物品的要求。

（二）设计目标

为了能够及时的报警，并不受切断电源的影响，在通用电源不能正常工作提供工作电压时及时转换备用电源，并且将报警信号与警方联动，达到真正意义上保护贵重物品的要求。

二、总体方案设计

通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。

（一）方案比较

查阅资料后，设计出以下两种方案。

1、方案一

如图1方案一的原理框图

此方案设计出的玻璃破碎报警器主要有五个部分：电源给除了信号以外的各部分供电，先通过信号进行触发，压电陶瓷片将碎片发出的振动信号转换成电信号，再经过由两个三极管构成的直耦式放大器放大信号，通过电解电容从集电极取出信号后经过二极管倍压整流使第三个三极管导通。在电阻两端产生的压降使单向可控硅导通并锁存，最后经过扬声器发出清晰响亮的报警声。并持续一段时间，只有当人为的按下开关后，报警才会停止。

2、方案二

用51单片机或者STM32来做控制系统。直接通过软件的形式发送信号。当有人触动报警装置时，产生一个高电平信号，使得装在蜂鸣器旁的Led灯亮起，此时蜂鸣器也开始工作，发出报警声。

（二）方案论证

方案一：目前采用最多的就是压电式玻璃破碎报警器，它具有使用频带宽、 灵敏度高、 结构简单、工作可靠、质量轻、测量范围广等许多优点。在目前只学习了数字电子技术以及模拟电子技术的基础上，方案一无疑是可操作性和逻辑性最强的。

方案二：因为单片机的存在功能会更强大，很多功能可以直接通过软件实现而不需要用到复杂的逻辑。在实践中运行会更加方便快捷，并且运用范围会更加广泛。

（三）方案选择

第一是由于我们现阶段的数电和模电知识面还不够宽泛，我们只能掌握一些较为简单的逻辑电路，第二是我们还没有接触过单片机，单片机成本较高。从认识学习的基础和制造成本考虑，选择方案二是最具有合理性和价值性的。

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