考场无线作弊信号检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种信号检测装置，特别是涉及一种考场无线作弊信号检测装置，属于信号检测和处理技术领域。

背景技术：

当今社会，随着科学技术的不断发展，人类社会已经开始迈入信息化的时代，各种通信设备更是扮演着不可或缺的角色。我们在享受信息科技变迁所带来的巨大便捷的同时，同样也面临着各种电磁污染以及严重的信号干扰等各种问题。甚至有不法分子利用学生想考高分心理，通过无线信号进行作弊以谋取高收益。为保证一个考试的公平公正性，就必须要从根本上杜绝这样的情况发生。这就需要设计一个能够实现对近距离的信号进行采集和处理，并能够在密集人群中进行精准定位的监测设备。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种考场无线作弊信号检测装置，不仅结构简单、性能稳定、无辐射，而且能有效检测考场的作弊信号频段、进行精准的信号测向及定位并发出警报，测量准确度较高，适合实际应用。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种考场无线作弊信号检测装置，包括依次相连的信号检波器、运算放大器、A/D模数转换器和单片机主控电路，分别与单片机主控电路相连的显示器、报警电路、监测电路和稳压电源电路；

所述信号检波器用于检测1MHz~8GHz范围内的无线信号，无线信号的大小用输出的电压表示来输入运算放大器；

所述运算放大器用于将信号检波器输出的电压从运算放大器的反相输入端进入，与基准电压对比后进行信号放大，并将放大后信号输出给A/D模数转换器；

所述A/D模数转换器用于将放大后信号转换为数字检测信号发送给单片机主控电路；

所述单片机主控电路用于接收数字检测信号、将数字检测信号显示于显示器、启动报警电路发出警报，并在未接收到数字检测信号时自动调整灵敏度，以及由稳压电源电路供电和控制监测电路屏蔽作弊信号。

本实用新型进一步设置为：所述信号检波器为AD8318检波器。

本实用新型进一步设置为：所述运算放大器为LM324运放电路，包括依次相连的第一LM324放大器、第二LM324放大器和第三LM324放大器；

所述第一LM324放大器的正相输入端通过电阻R8与稳压电源电路相连、并通过电阻R9接地，AD8318检波器输出的电压信号经过电阻R10与第一LM324放大器的反相输入端相连，第一LM324放大器的输出端通过电阻R11与第一LM324放大器的反相输入端相连；

所述第二LM324放大器的反相输入端通过电阻R12接地、并通过电阻R13与第二LM324放大器的输出端相连，第二LM324放大器的正相输入端通过电阻R14与第一LM324放大器的输出端相连；

所述第三LM324放大器的正相输入端通过电阻R15与第二LM324放大器的输出端相连，第三LM324放大器的反相输入端通过电阻R16与第三LM324放大器的输出端相连、并通过电阻R17接地，第三LM324放大器的输出端通过电容C13接地。

本实用新型进一步设置为：所述单片机主控电路包括依次相连的单片机主控芯片和继电器，所述监测电路通过继电器与单片机主控芯片相连，监测电路包括扫频模块、接收模块和发射模块；

所述扫频模块用于在频率范围内进行扫描，寻找无线信号，并将监测到的无线信号发送给接收模块；

所述接收模块用于根据选定的接受频率进行接收，并将接收到的无线信号发送给单片机主控芯片；

所述单片机主控芯片用于对接收到的无线信号进行频段选择，判断是否为作弊信号，并驱动发射模块；

所述发射模块用于受单片机主控芯片驱动发出作弊信号的阻断信号。

本实用新型进一步设置为：所述单片机主控芯片为STC89S52单片机。

本实用新型进一步设置为：所述STC89S52单片机通过MAX232芯片与PC机进行串口通信。

本实用新型进一步设置为：所述显示器为LCD1602显示器。

本实用新型进一步设置为：所述稳压电源电路采用LM1117集成芯片，所述LM1117集成芯片的输入端通过外接滤波电容C21接地、LM1117集成芯片的输出端通过外接滤波电容C22接地。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

通过依次相连的信号检波器、运算放大器、A/D模数转换器和单片机主控电路的设置，以及显示器、报警电路、监测电路和稳压电源电路的设置，提供了一种结构简单、性能稳定、无辐射的考场无线作弊信号检测装置，其能有效检测考场的作弊信号频段，进行精准的信号测向及定位并发出警报，而且测量准确度较高，适合实际应用。

上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

附图说明

图1为本实用新型考场无线作弊信号检测装置的结构框图；

图2为本实用新型考场无线作弊信号检测装置中LM324运放电路的电路图；

图3为本实用新型考场无线作弊信号检测装置中监测电路的电路连接图；

图4为本实用新型考场无线作弊信号检测装置中PC与单片机串口通信电路的电路图；

图5为本实用新型考场无线作弊信号检测装置中电源电路的电路图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型提供的考场无线作弊信号检测装置，在结构上包括信号检测、信号处理和报警及显示三大部分；如图1所示，包括依次相连的信号检波器、运算放大器、A/D模数转换器和单片机主控电路，分别与单片机主控电路相连的显示器、报警电路、监测电路和稳压电源电路。

所述信号检波器用于检测1MHz~8GHz范围内的无线信号，无线信号的大小用输出的电压表示来输入运算放大器。

所述运算放大器用于将信号检波器输出的电压从运算放大器的反相输入端进入，与基准电压对比后进行信号放大，并将放大后信号输出给A/D模数转换器。

所述A/D模数转换器用于将放大后信号转换为数字检测信号发送给单片机主控电路。

所述单片机主控电路用于接收数字检测信号、将数字检测信号显示于显示器、启动报警电路发出警报，并在未接收到数字检测信号时自动调整灵敏度，以及由稳压电源电路供电和控制监测电路屏蔽作弊信号。

其中，所述信号检波器为AD8318检波器，其作为系统中的信号检测器件，能精确测量1MHz-8GHz带宽范围内RF信号功率，适用于多种无线通信基础设备，进行接收信号强度指示和发射功率水平检测；而且信号通过9个级联的放大单元逐级放大后实现8.7db的电压增益，其后被每一个增益输出端具有平方作用的检波器进行整形，且AD8318检波器内部有一个补偿反馈电路对信号进行补偿，可避免噪声频带的增加和接收器的增益衰减。

所述运算放大器为LM324运放电路，如图2所示，包括依次相连的第一LM324放大器B、第二LM324放大器D和第三LM324放大器C；该LM324运放电路内部包含两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适用于电源电压范围很宽的单电源使用，同样也适用于双电源的工作模式。所以，无线信号经过AD8318检波器输出电压，信号输入经过第一LM324放大器B的反相端进入，进行电压与基准电压信号VS的对比，当输出的电压比基准电压信号VS大，经过第二LM324放大器D和第三LM324放大器C进行信号放大，输出的电压再经过A/D模数转换器进行信号转换。

如图2所示，所述第一LM324放大器的正相输入端通过电阻R8与稳压电源电路相连、并通过电阻R9接地，AD8318检波器输出的电压信号经过电阻R10与第一LM324放大器的反相输入端相连，第一LM324放大器的输出端通过电阻R11与第一LM324放大器的反相输入端相连。

所述第二LM324放大器的反相输入端通过电阻R12接地、并通过电阻R13与第二LM324放大器的输出端相连，第二LM324放大器的正相输入端通过电阻R14与第一LM324放大器的输出端相连。

所述第三LM324放大器的正相输入端通过电阻R15与第二LM324放大器的输出端相连，第三LM324放大器的反相输入端通过电阻R16与第三LM324放大器的输出端相连、并通过电阻R17接地，第三LM324放大器的输出端通过电容C13接地。

经过A/D模数转换器转换过的信号，再经过单片机主控电路的数字信号处理过后，单片机主控电路检测到信号而发出信号警报；若单片机主控电路接收的信号很弱，则可以通过调整灵敏度来获取信号并重复信号检测过程，如图1所示。

所述单片机主控电路包括依次相连的单片机主控芯片和继电器，所述监测电路通过继电器与单片机主控芯片相连，监测电路包括扫频模块、接收模块和发射模块，监测电路通过继电器作为开关控制。

本实用新型考场无线作弊信号检测装置所采用的STC89S52单片机，扫频模块在频率范围内进行扫描，寻找无线信号，并将监测到的无线信号发送给接收模块；接收模块根据选定的接受频率进行接收，将接收到的无线信号发送至单片机主控芯片；单片机主控芯片对接收到的无线信号进行频段选择，判断是否为作弊信号，并驱动发射模块；发射模块受单片机主控芯片驱动发出作弊信号的阻断信号。如图3所示，继电器J有常开、常闭触点各一组。初始化单片机主控芯片端口后，若单片机主控芯片的控制口P1.0为高电平，继电器J则停滞工作，触头状态不变，当单片机主控芯片的控制口P1.0由高电平转化成低电平之后，继电器J的常闭触头断开、常开触头闭合。当检测到有作弊信号时，单片机主控芯片就会驱动发射模块发出该作弊信号的阻断信号，电路中的二极管D4用于吸收在释放继电器J线圈时产生的反向电压。

本实用新型考场无线作弊信号检测装置所采用的单片机STC89S52，在单片机内含有全双工的串口接口，通过串口，将PC机作为可视化的后台控制，通过对单片机进行编程，从而达到屏蔽作弊信号作用。其串口通信使用的是MAX232芯片，与单片机的P3.1口和P3.2口相连，当用单片机和PC机通过串口进行通信时，单片机虽有串行通信的功能，但单片机提供的信号电平和RS232的标准不一样，因此要通过MAX232芯片进行电平转换。能够在高速信号下通信并不会报错误。如图4所示，MAX232芯片周围是4个电解电容（C18、C19、C20、C21），在电路中安装的时候注意位置一定要靠近芯片。

所述显示器为LCD1602显示器，可有效地将单片机和模数转换器处理好的信号强弱程度显示在屏幕上，要求准确和亮度要清晰。

所述电源电路采用LM1117集成芯片，使用简单方便，只需外接两个滤波电容，就能改变瞬态响应。图5所示，LM1117集成芯片的输入端通过外接滤波电容C21接地、LM1117集成芯片的输出端通过外接滤波电容C22接地。将LM1117集成芯片作为电源电路的核心，是基于其具有开关稳压原理的电源转换芯片，能得到比标准稳压器高的多的纹波抑制比，所以具有电流限制并热保护的功能。

本实用新型的创新点在于，结构简单、性能稳定，实用性高，优点突出，弥补了传统的检测仪的单一性、低线性、高误码率等不足之处；能有效检测考场的不同频段的作弊信号，并能够准确的进行信号测向及定位并发出警报，若判断为无效信号则会不断的调整自身设备的灵敏度，测量准确度较高，适合实际应用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。