弱点工程技术第三节

第三节防盗报警与出入口控制系统

许多建筑物都安装了保安系统，它主要由防盗报警和出人口控制系统组成,保安系统示意 图，如图10-26所示。保安系统图形符号，如图10-27所示。

一、防盗探测系统

1. 玻璃破碎探测器

玻璃破碎探测器黏贴在玻璃内侧,有导电簧片式、压电检测式多种，不同产品的探测范围 不同，安装方式也有所不同。在老式防盗器中还有使用导电簧片式玻璃破碎探测器，结构与安 装方式，如图10-28所示。

2. 红外线探测器

红外线探测器分为主动式和被动式两种。主动式红外线探测器由收、发两部分装置组成, 发射装置向儿米甚至几百米远的接收装置辐射一束红外线，当有目标遮挡时，接收装置接收不 到特定的红外线信号，这样就发出报警信号。在建筑物内可以用多台主动式红外线探测器组 成一个探测网，主动式红外线探测器，如图10 - 29所示。

被动式红外线探测器是依靠接收物体发出的红外线来进行报警的，其由红外线探头和报 警器组成。被动式红外线探测器有一定的探测角度，探测角度可以进行自动调整。被动式红 外线探测器安装示惫图，如图10 -30所示。

3. 超声波探测器

超声波探测器发出25kHz - 40kHz的超声波被超声波接收机接收，并与发射波相比较，当室内没有物体移动时，发射波与反射波的频率相同，室内有物体移动时，反射波会产生± 100Hz的多普勒频移，接收机检测后会发出报警信号，如图10-31所示。

4. 周界报警器

利用物体对空间电磁场的影响,探测是否有物体进入被探测区域。常见的有泄漏电缆式 报警器，如图10-32所示;平

行电线式报替器，如图10-33所示。

二、用户端报警系统

单体住宅的用户安装了各种报警探测器后，需要和公（保）安值班系统连接才能起到真正 报警作用。用户端报瞥系统框图，如图10-34所示;安装示意图，如图10-35所示。

三、出入口控制系统

出入口控制系统适用于一般住宅办公楼、车场等需要有出人口控制的场所。出人口控制 系统由身份识别系统和门禁操作机构组成。出入口控制系统是保安系统的一个组成部分。

 1.身份识别系统

身份识别可能使用各种方法，常用识别方法见表10 -2。

 表10 -2中的识别方法适用于出人口自动控制系统，对于楼区和公寓有保安值守的地方, 常使用访客对讲系统，访客对讲系统分为普通对讲系统和加摄像设备的可视对讲系统，如图 10-36所示。

2.门禁操作机构

(1) 普通房门一般使用电磁门锁，自动出人口控制系统的电磁门锁安全自动控制，通过识别 后，门自动打开，人口可以出人。住宅使用的电磁门锁，主人在门外可以用钥匙打开，门内可以用 手打开，与普通门锁相同，有人来访时，通过对讲系统识别后，由室内人员按操作按钮打开门锁, 门锁延时一定时间后会自动关闭。其结构是在门锁上加了一套电磁线圈,靠电磁力打开门锁。

(2) 特殊出人口如车库、卷帘门、停车场出人口，需要专门的启闭机构执行人口的控制，如 图10-37为一停车库自动管理系统示意图。

四、停车场自动控制系统 

1.系统概述

停车场人口处有一个门，在车辆进人和离开时能自动打开，一个显示部件显示当前停车场 内车辆的数目及状态。当进人停车场内的车辆数目达到最大值时，门会自动关闭，并让寻找进 人停车场人口的车辆了解泊位状态。有一个逻辑电路用来区分汽车与人和自行车，使人和自 行车的数量不计人车辆数目内。

图10-38为汽车自动停泊系统框图。整个系统由红外线发射器、接收器、多路转换器、加 法计数器、减法计数器和显示部件组成。

发射器部分包括两个红外线发射器(IR,、TX,和IR2、TX2)，如图10-39所示。它们发射 的红外光线照射到人口对面的红外线接收器(IR3、RX,和IR4、RX4)±，如图10-40所示。在 光线未被遮挡时，接收器产生0V的输出，如果光线被遮挡住，则产生+5V输出。

汽车进人停车场时会按照正确的顺序遮挡两条红外光线。遮挡顺序由一个顺序检测器检 出。如果顺序正确，检测器输出高电平，使加法计数器加1。同样，当有汽车离开时，会形成相 反的顺序，并激活一个控制减法计数器的顺序检测电路，使计数器减1。加、减计数器的输出 都送到显示部分。显示部分包括计数器和一个7段码显示器及其驱动芯片，可以显示停车场 内汽车数目，并根据顺序检测器的输出产生加、减触发信号。显示部分还有几个状态显示信 号。包括：

(1) 黄色信号灯:表示正有车辆进人或离开停车场。

(2) 绿色信号灯：表示停车场内车辆还未达到最大容量，还有泊位。

(3) 红色信号灯:表示停车场已满，此信号灯亮时,绿色信号灯同时熄灭，而且停车场入口的门关闭。

2.控制电路分析

自动汽车停泊控制电路如图10-39和图10 -40所示使用了 NE555定时器IC.74LS74D 触发器,74155 2/4译码器，二进制加/减计数器74193，7段码显示驱动器CD4511，小型电机驱 动电路1293D,与非门集成电路7400和非门7404。此外电路还使用了两个NSOP1738红外接 收模块,2个红外线发射用LED管,7段码显示器,以及红、绿、黄色的发光二极管各1个和3 个微动开关。 -

为便于了解电路功能，将电路分为如下4个部分。

1)传感器部分

'这部分的功能是感受物体的运动，并且传送信号到主电路上。传感器部分可以进一步划 分为发射器和接收器两部分。在接收器设计中使用的主要部件是TSOP1736红外线接收模 块。这是一种高分辨力的红外接收器，在一个单独包装的外壳内包括有光电接收器和带有红 外线滤波器的预放大电路，可以将信号解调后输出。它对于用1kHz信号调制的38kHz脉冲 有效。

为产生被1 kHz方波调制的频率接近于38kHz的载波信号,我们在发射器中使用了两个 非稳态方式的NE555定时器1C。其中一个(IC₁₂)用于产生占空比为50%的lkH_z方波，而另 一个NE555(IC„)用于产生占空比为50%的38kHz方波。为调制38kHz的波,第一个NE555的输出脚3接到第二个NE555的复位脚4上。这一级连结构的最后输出通过限流电阻R₅接 到一对红外发光二极管上。限流电阻是为防止发光二极管过热。

接收部件如图10-40所示，由两个相同的接收电路组成，每个使用一个TSOP1738红外 接收器，这种接收器的输出为集电极开路型，因此需要外接阻值大于lOkfl的上拉电阻。在电 源与地线之间必须接上一个4. 7^F的电解电容，以便减少接收到的杂散信号的干扰。

信号正常接收时，接收器的输出端会产生1kHz的方波，当没有信号时，输出为+5V直流 电平。由于后面连接的集成电路是1TL型的，所以接收器的输出应是TTL兼容的。由于接收器精度极高，所以在接收信号强度比较低时，+5V电平偶尔也会下降到0V。这可能导致误触 发,因此必须加以限制。为此，在接收器输出端和地之间接一个22^F的电解电容。此电容作 用是旁路方波信号，并且保持信号的直流电平在正常状态下为^0V，当信号中断时为+5V。也 可以用其他近似容量的电容代替此电容。传感器部分的输出送到顺序检测部分。

2） 顺序检测部分 *

这一部分是整个系统的核心，由用于顺序检测的2/4译码器和几个触发器组成。74155 双2/4译码器用（作为译码器的）信号选择端的管脚13 （A）和3 （B）分别从RX,和RX₂接收输 入信号，被选择端选中的输出端有效。此芯片中的另一个译码器未使用。一般情况下,人口前 面的那一个接收器的输出接13脚。无车辆入、出时，两个接收器均激活，输出0到译码器，使 译码器输出为低电平。当第一个传感器的光线被车辆遮断时，Y,线变低电平，接着Y₂线变低 电平，表示只有第一个传感器被遮住；而Y₃线变为低电平则表示两个传感器的信号都被切 断了。 .

顺序检测电路由3个触发器组成，判断车辆是进人还是离开停车场。译码器的Y。线接到 各触发器的淸除脚,使个触发器的输出全为0。当车辆进人停车场时,首先会遮住第一个传感 器（人口前的），然后遮住两个传感器，最后仅遮住第二个传感器（人口后的），这样就必然顺序 产生状态:10、11、01。这一顺序很重要。

为了识别这些状态的出现及其顺序，我们将W'线求反后分别接到3个顺序连接 的触发器的时钟端上;VCD作为第一个触发器的输人，其余的触发器的输人依次是前一个触 发器的输出。3个译码器输出信号求反是因为它们是低电平有效的，而74LS74D.触发器则要 在时钟信号的上升沿触发。

只有正常顺序的逻辑状态才会引起第3个触发器的输出变为逻辑U任何其他顺序都不 会允许高电平信号经过3个串联的触发器。第3个触发器的输出接到计数器和显示部分以增 加计数值，这样，当有车辆进人停车厂时,信号先清除全部触发器,然后又立刻使计数器 加1。

一个同样的电路用于检测车辆离开停车场，但这时车辆产生的状态顺序为01、11、10,顺 序十分重要。因此，这时3个顺序连接的触发器的时钟信号分别是由Y,、Y3*Y2驱动的。这 一电路的工作过程与检测车辆进人停车场的电路相同。但最后的D触发器的输出要接到一 个减计数器和显示部件，以减少计数值。同样，计数值减少在触发器的输出被Y0信号清除后 立即发生（参见计数和显示部分）。

3） 计数和显示部分

这一部件包括加/减计数器集成电路74193, BCD码到7段码的译码和显示驱动集成电路 4511（用于共阴极7段码显示器）及3个发光二极管（红、黄、绿〉。

在配置不变的情况下，集成电路74193既可以控制进行加法计数，也可以进行减法计数。 当一个脉冲的上跳沿加在加法控制脚（第5脚）时，计数器加1。而当一个脉冲的上跳沿加在 减法控制脚（第4脚）时，计数器减1。在本电路中，前者出现在车辆进人停车场时,Y_e线清除 最后的D触发器的输出，引起由高到低的逻辑状态变化。在经过一个反门，提供一个脉冲上 升沿，计数器加1。而当车辆离开停车场时，这些触发器间样会使计数器减1。计数器芯片的 数据预置脚接VCD,而数据装人控制脚接到一个开关上，而其他的管脚全部接地，这种装置能 够顺序地将计数器和电路中所有的驱动器、显示器复位。加、减计数器（74193）的4个BCD码 输出端接在译码/驱动器4511的相应管脚上。译码器的高电平有效的输出端接在共阴极7段 码显示器的对应管脚上。译码器的髙电平有效的输出端接在共阴极7段码显示器的对应管脚 上。计数器(IC1d)输出的最高有效位MSB和最低位LSB通过门N7和N,相“与”。N,门的输 出送到红色LED的阳极，使之点亮，表示停车场已有9辆车(无泊位)。同一信号求反后送到 绿色LED的阳极，使之点亮,表示此时停车场内至少还有1个泊位。黄色LED表示有一辆车 正在进人或离开停车场，在至少有一个传感器被遮住时，黄灯必须是亮的。译码器的Y_e线接 在黄色LED的阳极，当没有光线被遮住时,此线为低电平，保持黄灯关闭。一旦任一条光线被 遮蔽,Y。电平变高，接通黄色LED。

4) 门控部分

门控部分由IC5、IC4和组成，用来提供控制门挡板动作的逻辑信号。假定门挡板较低 时为初始位置，一旦向电机驱动电路ICn输入10,就会引起电动机转动，进而使挡板移动，打开 入口。同样，当向电动机驱动电路输人01时，使电动机反向转动，降低挡板，关闭人口。当向 电动机驱动电路输人“00” 时,电动机不会转动。

当汽车已经完全进人停车场时，L293D(IC„)的输人变为“01”，会引起电动机转动，使门 开始关闭，当门碰到位于较低位置上的开关(S2)时，停止运动。这样门的运动由汽车的到达 和离开自动控制。为了在停车场内汽车数量达到9辆时，禁止打开门使新的车辆进人,我们使 用了一个由与非门和或门组成的简单的组合逻辑电路，其输出加在电动机驱动集成电路 (IC„)的使能端的第1脚上。正常状态下，逻辑电路的输出为高电平,IC„有效。当计数器达 到最大值9时,此逻辑电路的输出变为低，使IC„无效,阻止电动机转动,使停车场的门对于所 有寻找人口的车辆保持关闭。而当有车辆希望离开停车场时,1C,,应该变为有效，电动机得以 启动，从而打开此门。

此电路适用于地下停车场、公司内部停车场等场合，改进后也可以用于收费停车场。停车 数也可以稍加修改以适应不同的停车空间。

5) 注意事项

(1) 要有备用电池，以便了解准确的车辆停放数B。

(2) 接收器和发射器正确地安装定位十分重要。

(3) 发射器的两条光线之间的距离要小于可停放的最长车辆的长度。