能防止误报的高可靠性报警系统

民间经常采用的廉价报警设备，功能单一，可靠性较差。为此笔者设计出0一款硬件极其简单的智能报警器，配套以优化的判断程序，去伪存真，使报警可靠性大大提高。

中小型报警系统的盗警采集传感器常采用微波感应、人体红外线探测和振动移动三种。振动移动传感器可采用水银开关和专用集成加速度传感器。前者灵敏度低，方向适应性极差，不可靠。后者价格高，且电路复杂，尚未获得广泛应用。实际上，最廉价的振动移动传感器当属压电陶瓷片，批发价每片不足2角。

普通的压电陶瓷片，能较灵敏地感应振动信号和声波信号，而对振动、移动信号的感应，灵敏度很低。我们将普通的压电陶片在结构上加以改造，使之能灵敏地感应振动和移动信号，从而使之感应声波的灵敏相对降低。这样，再利用程序进行细节识别，就能使报警系统有效地剔除声波干扰，灵敏而准确地对振动、移动警情做出正确的判断。

新型振动移动传感器的结构示意图见图1。C是直径为1.5cm的小压电陶瓷片。选择最小的压电陶瓷片，主要是为了降低其感应声波的灵敏度；A是与C粘在一起的一个球形腔体，B是一个能在A中自由滚动的滚珠。这样，当传感器受到振动或移动的扰动时，B就在A中振动或滚动，使传感器感应振动、移动的灵敏度大大提高，且能适应任一方向。经实测，此传感器感应90dB声波输出的电信号的幅度在10mV以下，而感应振动移动触发输出的电信号幅度在200mV以上。因此，在使用中通过对幅度的判断，很容易区别这两种信号，从而提高可靠性。

警情判断与信息发送电原理如图2所示。

IC1、C9、R3和TX等组成了单片最小系统。系统上电完成初始化后，P3．l（TXD）呈低电位，使VT2截止，发射电路不工作。由图2可知，经R4、R5分压后，P1.0得到一个大约200mV的电位，此电位作为振动信号幅度的参考基准。当无振动或移动的扰动时，传感器中压电陶瓷片B2无电信号输出，P1．l的电位为零；当有声波信号激发传感器，除能量极强的，如5m以内的鞭炮声，B2输出的电信号幅度在于10mV以下，所以，无振动移动和超强声波作用于传感器，P1.0的电位会高于P1．l的电位，致使AT89C205lP片内比较器输出端P3.6呈高电位；当传感器感应到振动或移动时，压电陶瓷片输出的电信号的幅度将超过200mV，此时，P1．l的电位高于P1.0的电位，使P3.6的电位发生跳变，由原来的高电位跳变为低电位。这样，就有效地检测到了振动移动信号，剔除了中强度声波信号的干扰。

由上述可知，靠电路硬件的输入基准就能可靠限制较强的声波干扰，但遇到极强的声波信号（如5m以内的鞭炮声），压电陶瓷片B2输出电信号的高频分量的幅度也会超过200mV，使P3.6电位发生跳变而形成干扰，这时，可利用程序进行判断来加以区分。传感器感应鞭炮声输出的幅度超过200mV的电信号的持续时间是短促的。经测量，一般在30μs以内，而振动移动使传感器输出的幅度超过200mV的电信号杂波串的持续时间是较长的，一般在100μs以上。因此，利用程序来判断P3.6呈低电位的时间的长短，就能将超强声波干扰和振动移动信号区别开。为提高可靠性，我们把临界时间定为150μs，小于此值的跳变为超强声波干扰，大于此值的跳变确认为振动移动的警情信号。其过程是：当检测到P3.6呈低电位时，系统即装判断时间常数，使CPU在150μs内对P3.6持续检测。如果在此时间内P3.6跳回高电位。则确定此次触发为非法，程序返回初始状态；若在此时间内P3.6一直保持低电位，则判断为有效触发。这样，就将类似鞭炮爆炸的强声波信号与振动移动区分开了。实际上，一旦发现移动振动信号就报警也是不可靠的，因为这很可能是现场人员的无意触动或偶发振动或移动。区别这种情况，我们可以利用检测振动移动的频次来实现。当确认振动移动发生后，即设定一个2s的时间常数，在此时间内触发少于3次为偶发，等于、多于3次即确认为警情发生。警情确认无误后，启动报警子程序，先将警声信号从P1.2输出，推动VT3带动BL发出警声。然后，将系统特征码、本机地址码和警情信息打成数据包送至TXD位，通过P3．l输出，调制发射电路将信息发送出去。 此系统的功能是可以扩展的。如果将人体红外线探测、微波探测、红外线或激光栅切割等信号通过P1的其它口线输入，通过软件控制，对各信号的存在时间、先后顺序以及逻辑关系进行分析后再确定报警与否，功能就更强，可靠度就更高。(滕世进)