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摘要:利用人体感应红外线、碰锁和反锁挤压受压开关原理，设计出一个语音提示关门装置。用来提示人们关门等功能，减少忘记锁门的可能性。该装置有能感知人体的红外线探测功能，有能检测门是否反锁和能检测门是否打开的功能。本模型能检测出门是否已反锁的功能。当门被反锁后，喇叭能发出“反锁成功”的提示音。语音模块具有可重复擦写功能，因此用户还能根据自己的需求，自主设置想要的提示音。该装置原理简单，安装方便，有一定的市场前景。
关键词：语音模块；红外线；受压开关；提示音
中图分类号：TU603 文献标识码：A 文章编号：
引言
语音提示装置已经广泛应用于各种场所中[1]。比如，货车倒车时，发出“启动已倒车”的提示音。当车子超速时，发出超速的相关提示音。当小轿车未关门时，发出“请关门”的声音。当公交车到站时，发出到站的相关信息······等等许多提示音的应用方面。然而，提示语音还可以应用于公共场所[2]（如寝室、会议室、办公室等），或居民自家楼房。这能给人们一个好的工作生活环境，而且能增强人们的安全意识，帮助人们做好防盗工作。目前，存在著较多因忘记锁门甚至未关门而导致的财产丢失事件。随着生活压力的加重，许多市民因担心未锁门而反复多次去查看门是否已反锁的情况。而关门提示装置能够提示人们及时的关门，这能有效地提醒人们关门，减少因没有锁门而丢失财产的机率，同时，也能有效地缓解人们的压力。当然，市场上关于关门方面的语音提示也有，但那些关门提示装置都比较简单，功能比较薄弱。仅仅是通过磁铁开关来提示关门的，对于门是否反锁却不能检测出来。同时，那些语音都需要定制，语音更改不方便，不能根据用户自己的需求，自己自主设计出提示语音。
我们拟设计出具有普遍功能、也具有检测反锁门功能的关门提示装置。以更好的提醒人们关门，有效地减少财产的丢失。
1 设计构思
目前，市面上的关门提示装置仅有通过磁铁感应的关门提示装置。我们拟通过红外线感应[1]、锁头挤压受压开关来设计出一个多功能的关门提示装置。现表述如下：
（1）当有人外出时，首先，红外线感应，然后向语音模块输出信号，提示“请随手关门”。当把门打开后，碰锁不再挤压一号受压开关，一号受压开关连通电路，发出“请锁门”的声音。当把门关上时，一号受压开关受压，提示音消失。再把门锁上时，反锁锁头挤压二号受压开关，二号受压开关连通电路，装置发出“反锁成功”的语音。
（2）当有人进来，把门打开后，装置发出“请锁门”的声音，关上后，碰锁挤压一号受压开关，提示音消失。再把门锁上后，装置发出“反锁成功”的语音。（当往进来的方向行走，红外线能感应，但不输出信号）
2 出行关门及反锁提示音装置设计
2.1整体结构设计及功能说明
（1）语音模块结构及其功能
可以通过7个按键触发 7 段语音。接口符号说明：SP1为扬声器正极接口，SP2为扬声器负极接口，VCC为电源正极接口，GND为电源负极接口，COM 触发按键公共端接口，KEY1为触发按键一接口，KEY2、KEY3依此类推。按键5设置为脉冲可重复，相应控制语音为“请随手关门”，按键6设置为电平保持可循环，相应控制语音为“请锁门”，按键7设置为电平保持不可循环，相应控制语音为“反锁成功”。语音模块上有USB插口，因此，如需录制其它提示语音时，可以用数据线连接电脑，用相关软件，下载需要的语音。
（2）红外线探测器功能
功能特点：拥有智能方向识别技术、感应方向可选择。接线符号说明：如图1所示，+12V为电源正极，GND为电源负极，ALARM为报警输出端口，TAMPER为防拆输出端口。功能演示：当沿指示方向行走时，红外线感应，指示灯亮，并输出信号。沿相反方向行走时，红外线指示灯不亮，不输出信号。红外线感应范围图：如图2、3所示，感应范围恰似斧头形状，如安装在门框上，恰好能检测出人们的出行，能够不受室内外活动的干扰。
图1 接线示意图 图2 侧视图
图3 俯视图图4 受压开关
（3）受压开关的功能
受压开关的有关尺寸如图4所示，受压开关的长为2.00厘米，宽为0.65厘米，高为1.20厘米。1、2、3为线路连接端口。一号受压开关连接1和2（为常开），当其不受压时，1与2连通，向语音模块输出信号，提示“请锁门”。二号受压开关连接1和3（为常闭）.当其受压时，1与3连通，向语音模块输出提示“反锁成功”。
3 装置连线示意图及工作流图
3.1装置连线示意图
如图5所示，该装置的核心是语音模块，其上标有“+”、“-”的是电源和喇叭接线端口的正负极，COM是按键公共端口，与5、6、7连通时，提示的语音分别是“请随手关门”、“请锁门”和“反锁成功”。其上有一个USB插口，可以看出，它是用来擦写语音时连接USB数据线用的。红外线探测器的信号输出线连接语音模块的COM和5号接线端口，当感应出有人按指示方向通过时，指示灯亮，红外线输出信号，语音模块上5号开关连通，并由喇叭发出提示音“请随手关门”。门框里面的1是一号受压开关，与语音模块的COM和6号接线端口连接，由门的碰锁控制，当门打开后，一号受压开关不再受压，向语音模块输出信号，电路连通，语言提示“请锁门”。当门没关上时，由于按键6设置为电平保持可循环，因此，提示音“请锁门”不停地发出。当门关上后，一号受压开关受压，电路断开，提示音消失。门框里面的2是二号受压开关，与语音模块的COM和7号接线端口连接，当关上门后，二号受压开关受压，向语音模块输出信号，电路连通，语音提示“反锁成功”。由于按键7设置为电平保持不可循环，因此，“反锁成功”不会一直叫个不停。其中语音模块的输入电源电压是9伏或12伏，红外线探测器输入的电源电压是12伏。
图5 装置连线示意图 图6 安全出行程序控制图
3.2 工作流图
图6描述了出行关门及反锁提示音装置的整个工作流程。
4 小结
根据上述设计构思，出行关门及反锁提示音装置，工作情况总的来说较顺利。但对不同型号的门来说，受压的开关安装有所不同。对于同一型号的门每个人首次安装需要花一定的时间，这是由于受压开关插入门框的位置不同，从而锁头没有压到受压开关的原因所致。因此，还可以对其进行改进。对同一型号的门，测试成功后，应该记录受压开关的位置，并且设计一个装置能使受压开关装在在门框里后，限制它的的移动位置。这样，才能在多次关门后，受压开关不再偏离其位置。并且制造出统一的固定装置后，能使受压开关准确无误的插入适当的位置，大大节省安装时间。
参考文献
[1] 邱勇进，王奎修，孔杰. 电子制作技巧与实例精选[M]. 北京：化学工业出版社，2012.10.
[2] 傅劲松. 电子制作实例集锦[M]. 福州：福建科学技术出版社，2006.1.
[3] 付少波、付兰芳. 传感器及其应用电路[M]. 北京：化学工业出版社，2011.7.
关键词：语音模块；红外线；受压开关；提示音
中图分类号：TU603 文献标识码：A 文章编号：
引言
语音提示装置已经广泛应用于各种场所中[1]。比如，货车倒车时，发出“启动已倒车”的提示音。当车子超速时，发出超速的相关提示音。当小轿车未关门时，发出“请关门”的声音。当公交车到站时，发出到站的相关信息······等等许多提示音的应用方面。然而，提示语音还可以应用于公共场所[2]（如寝室、会议室、办公室等），或居民自家楼房。这能给人们一个好的工作生活环境，而且能增强人们的安全意识，帮助人们做好防盗工作。目前，存在著较多因忘记锁门甚至未关门而导致的财产丢失事件。随着生活压力的加重，许多市民因担心未锁门而反复多次去查看门是否已反锁的情况。而关门提示装置能够提示人们及时的关门，这能有效地提醒人们关门，减少因没有锁门而丢失财产的机率，同时，也能有效地缓解人们的压力。当然，市场上关于关门方面的语音提示也有，但那些关门提示装置都比较简单，功能比较薄弱。仅仅是通过磁铁开关来提示关门的，对于门是否反锁却不能检测出来。同时，那些语音都需要定制，语音更改不方便，不能根据用户自己的需求，自己自主设计出提示语音。
我们拟设计出具有普遍功能、也具有检测反锁门功能的关门提示装置。以更好的提醒人们关门，有效地减少财产的丢失。
1 设计构思
目前，市面上的关门提示装置仅有通过磁铁感应的关门提示装置。我们拟通过红外线感应[1]、锁头挤压受压开关来设计出一个多功能的关门提示装置。现表述如下：
（1）当有人外出时，首先，红外线感应，然后向语音模块输出信号，提示“请随手关门”。当把门打开后，碰锁不再挤压一号受压开关，一号受压开关连通电路，发出“请锁门”的声音。当把门关上时，一号受压开关受压，提示音消失。再把门锁上时，反锁锁头挤压二号受压开关，二号受压开关连通电路，装置发出“反锁成功”的语音。
（2）当有人进来，把门打开后，装置发出“请锁门”的声音，关上后，碰锁挤压一号受压开关，提示音消失。再把门锁上后，装置发出“反锁成功”的语音。（当往进来的方向行走，红外线能感应，但不输出信号）
2 出行关门及反锁提示音装置设计
2.1整体结构设计及功能说明
（1）语音模块结构及其功能
可以通过7个按键触发 7 段语音。接口符号说明：SP1为扬声器正极接口，SP2为扬声器负极接口，VCC为电源正极接口，GND为电源负极接口，COM 触发按键公共端接口，KEY1为触发按键一接口，KEY2、KEY3依此类推。按键5设置为脉冲可重复，相应控制语音为“请随手关门”，按键6设置为电平保持可循环，相应控制语音为“请锁门”，按键7设置为电平保持不可循环，相应控制语音为“反锁成功”。语音模块上有USB插口，因此，如需录制其它提示语音时，可以用数据线连接电脑，用相关软件，下载需要的语音。
（2）红外线探测器功能
功能特点：拥有智能方向识别技术、感应方向可选择。接线符号说明：如图1所示，+12V为电源正极，GND为电源负极，ALARM为报警输出端口，TAMPER为防拆输出端口。功能演示：当沿指示方向行走时，红外线感应，指示灯亮，并输出信号。沿相反方向行走时，红外线指示灯不亮，不输出信号。红外线感应范围图：如图2、3所示，感应范围恰似斧头形状，如安装在门框上，恰好能检测出人们的出行，能够不受室内外活动的干扰。
图1 接线示意图 图2 侧视图
图3 俯视图图4 受压开关
（3）受压开关的功能
受压开关的有关尺寸如图4所示，受压开关的长为2.00厘米，宽为0.65厘米，高为1.20厘米。1、2、3为线路连接端口。一号受压开关连接1和2（为常开），当其不受压时，1与2连通，向语音模块输出信号，提示“请锁门”。二号受压开关连接1和3（为常闭）.当其受压时，1与3连通，向语音模块输出提示“反锁成功”。
3 装置连线示意图及工作流图
3.1装置连线示意图
如图5所示，该装置的核心是语音模块，其上标有“+”、“-”的是电源和喇叭接线端口的正负极，COM是按键公共端口，与5、6、7连通时，提示的语音分别是“请随手关门”、“请锁门”和“反锁成功”。其上有一个USB插口，可以看出，它是用来擦写语音时连接USB数据线用的。红外线探测器的信号输出线连接语音模块的COM和5号接线端口，当感应出有人按指示方向通过时，指示灯亮，红外线输出信号，语音模块上5号开关连通，并由喇叭发出提示音“请随手关门”。门框里面的1是一号受压开关，与语音模块的COM和6号接线端口连接，由门的碰锁控制，当门打开后，一号受压开关不再受压，向语音模块输出信号，电路连通，语言提示“请锁门”。当门没关上时，由于按键6设置为电平保持可循环，因此，提示音“请锁门”不停地发出。当门关上后，一号受压开关受压，电路断开，提示音消失。门框里面的2是二号受压开关，与语音模块的COM和7号接线端口连接，当关上门后，二号受压开关受压，向语音模块输出信号，电路连通，语音提示“反锁成功”。由于按键7设置为电平保持不可循环，因此，“反锁成功”不会一直叫个不停。其中语音模块的输入电源电压是9伏或12伏，红外线探测器输入的电源电压是12伏。
图5 装置连线示意图 图6 安全出行程序控制图
3.2 工作流图
图6描述了出行关门及反锁提示音装置的整个工作流程。
4 小结
根据上述设计构思，出行关门及反锁提示音装置，工作情况总的来说较顺利。但对不同型号的门来说，受压的开关安装有所不同。对于同一型号的门每个人首次安装需要花一定的时间，这是由于受压开关插入门框的位置不同，从而锁头没有压到受压开关的原因所致。因此，还可以对其进行改进。对同一型号的门，测试成功后，应该记录受压开关的位置，并且设计一个装置能使受压开关装在在门框里后，限制它的的移动位置。这样，才能在多次关门后，受压开关不再偏离其位置。并且制造出统一的固定装置后，能使受压开关准确无误的插入适当的位置，大大节省安装时间。
参考文献
[1] 邱勇进，王奎修，孔杰. 电子制作技巧与实例精选[M]. 北京：化学工业出版社，2012.10.
[2] 傅劲松. 电子制作实例集锦[M]. 福州：福建科学技术出版社，2006.1.
[3] 付少波、付兰芳. 传感器及其应用电路[M]. 北京：化学工业出版社，2011.7.