紅外報(bào)警器的畢業(yè)論文.

黑體，加粗，3號(hào)字體，右對(duì)齊鄭重申明本人呈交的畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（設(shè)計(jì)），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)習(xí)和研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（設(shè)計(jì)）的成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（設(shè)計(jì)）所涉及的實(shí)習(xí)和研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（設(shè)計(jì)）的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于作者與培養(yǎng)單位。學(xué)生簽名簽字蓋章日期0000.00摘要本輪文主要介紹了熱釋紅外傳感器及單片機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)介紹熱釋紅外傳感器的工作原理，給出了一種被動(dòng)型熱釋電紅外報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理及其應(yīng)用電路。這種電路把紅外線的隱蔽性很好地應(yīng)用于報(bào)警系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)了防盜報(bào)警功能，達(dá)到了安全防護(hù)之目的。該報(bào)警器能探測(cè)人體發(fā)出的紅外線，由紅外線傳感器、信號(hào)放大電路、電壓比較器、延時(shí)電路和報(bào)警指示電路等組成。當(dāng)人進(jìn)入報(bào)警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報(bào)警信號(hào)，適用于家庭、辦公室、倉(cāng)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場(chǎng)合防盜報(bào)警。概述了紅外輻射的知識(shí)、熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。利用熱釋電紅外傳感器設(shè)計(jì)了一種被動(dòng)式紅外報(bào)警電路,分析了該電路的功能和工作原理。熱釋電紅外傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn),在防盜、警戒等裝置中應(yīng)用較廣。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的紅外線防盜報(bào)警器是基于電源電路給整個(gè)電路提供+5V電壓，通過(guò)紅外線發(fā)射和接受系統(tǒng)來(lái)感應(yīng)是否有人闖入，并通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)向聲光報(bào)警電路發(fā)出信號(hào)，達(dá)到聲光報(bào)警的目的。論文首先簡(jiǎn)單介紹了紅外線防盜報(bào)警器的發(fā)展背景、基本電路結(jié)構(gòu)和工作原理，以及國(guó)內(nèi)紅外線防盜報(bào)警器的發(fā)展?fàn)顩r，然后結(jié)合應(yīng)用電路具體介紹了該應(yīng)用電路的工作原理。通過(guò)介紹單片機(jī)系統(tǒng)，使我們了解了單片機(jī)系統(tǒng)的組成及51單片機(jī)的各個(gè)元件的運(yùn)用及其主要的功能。增加人們對(duì)紅外報(bào)警器的認(rèn)知。關(guān)鍵詞：紅外報(bào)警器組成；單片機(jī)系統(tǒng)；熱釋紅外報(bào)警器；51單片機(jī)；元件介紹黑體，加粗，小2號(hào)字體，右對(duì)齊目錄1 概述1.1紅外報(bào)警器的使用場(chǎng)合41.2紅外報(bào)警器的發(fā)展?fàn)顩r51.3紅外報(bào)警器的發(fā)展前景62 紅外報(bào)警器的基本組成2.1紅外報(bào)警器的介紹72.2紅外報(bào)警器的主機(jī)73 熱釋紅外報(bào)警器的原理3.1熱釋紅外傳感器的介紹093.2熱釋紅外報(bào)警器電路工作原理104 單片機(jī)系統(tǒng)介紹4.1最小單片機(jī)系統(tǒng)124.2 5 1單片機(jī)145 紅外報(bào)警器的功能介紹及安裝方法5.1產(chǎn)品功能165.2安裝方法17附錄18結(jié)論 19致謝20參考文獻(xiàn)21第一章概述 1.1紅外報(bào)警器的使用場(chǎng)合1.什么是家居安防家居安防系統(tǒng)主要由主機(jī)和各類(lèi)探測(cè)器組成，主機(jī)具有警情處理及轉(zhuǎn)發(fā)功能，用遙控器可對(duì)其進(jìn)行解除警戒、進(jìn)入警戒等操作。2.什么是周界防范周界防范系統(tǒng)在防護(hù)區(qū)域的四周?chē)鷫ι弦?guī)劃設(shè)計(jì)室外紅外線對(duì)射報(bào)警器，在周邊形成一道看不見(jiàn)的紅外墻，與報(bào)警控制器連接。當(dāng)有人通過(guò)這道無(wú)形的圍墻時(shí)，相應(yīng)的報(bào)警探測(cè)器能將報(bào)警信號(hào)送到警衛(wèi)值班室或控制中心的主機(jī)，發(fā)出聲光報(bào)警、顯示報(bào)警位置。利用光電對(duì)射式紅外線感應(yīng)器形成的紅外墻體，構(gòu)成安全系統(tǒng)的第一道防線，使用戶的安全得到高度保證。光電對(duì)射式紅外線感應(yīng)器，廣泛應(yīng)用于軍機(jī)場(chǎng)、博物館、監(jiān)獄、工廠、住宅小區(qū)、高級(jí)別墅區(qū)等場(chǎng)所。3.什么是視頻監(jiān)控視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端攝像部分、傳輸部分、控制部分、顯示與記錄四大部分所組成。系統(tǒng)使管理人員在控制室中能觀察到前端防范區(qū)域內(nèi)所有人員活動(dòng)情況并記錄，為保安系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)圖像信息。控小區(qū)內(nèi)各位置的人員活動(dòng)情況，并將其錄制保存下來(lái)。為事件發(fā)生后的調(diào)查提供第一手資料。4.什么是電子巡查由于保安巡邏工作比較枯燥，再加上長(zhǎng)期沒(méi)有有效的監(jiān)督手段，巡邏人員容易產(chǎn)生麻痹思想，造成巡邏不到位。往往直到釀成嚴(yán)重后果，大家才體會(huì)到保安巡邏的重要，給單位的人財(cái)物造成一定損失，也影響單位的形象。采用電子巡查系統(tǒng)，在單位要巡邏的重要部位上布上巡查點(diǎn)，巡邏人員隨身攜帶巡更機(jī)進(jìn)行巡邏。由于巡更機(jī)中的巡查數(shù)據(jù)是無(wú)法偽造的，巡邏人員是否巡邏、是否按照規(guī)定的時(shí)間、次數(shù)、路線進(jìn)行巡邏，管理人員一目了然。既達(dá)到了對(duì)巡邏進(jìn)行有效監(jiān)督的效果，又降低了管理人員的工作難度。應(yīng)用領(lǐng)域：鐵道、石油管線、郵政、通訊線路、物資庫(kù)房等場(chǎng)合巡查。5什么是門(mén)禁系統(tǒng)門(mén)禁系統(tǒng)可用于智能建筑的安全防范，酒店、工廠、工作重地、會(huì)所通道出入管制等場(chǎng)合。系統(tǒng)還可用于各企事業(yè)單位的考勤管理。相關(guān)人員用接觸式卡或非接觸式卡表明身份后方可進(jìn)入特定場(chǎng)所，其他人員將被拒絕進(jìn)入。用作考勤時(shí)，管理者可隨時(shí)從計(jì)算機(jī)上查閱內(nèi)部工作人員人員出勤狀況（每個(gè)工作人員是否按時(shí)到達(dá)），使考勤過(guò)程公正、嚴(yán)格、真實(shí)。同時(shí)，通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)與安防、消防系統(tǒng)的智能聯(lián)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)安防體系一體化，及時(shí)反應(yīng)，快速報(bào)警，最大程度保障企業(yè)員工及財(cái)物的安全。 6.什么是停車(chē)場(chǎng)管理 對(duì)于現(xiàn)代化的停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，需要保證車(chē)輛停泊安全，又能方便用戶停車(chē)、取車(chē)。停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理為鈕帶，以車(chē)輛控制器、讀卡器為核心，以非接觸式HID感應(yīng)卡為信息單元，對(duì)進(jìn)、出小區(qū)停車(chē)場(chǎng)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)控制和管理，維持小區(qū)車(chē)輛秩序、保持小區(qū)正常安定的工作生活環(huán)境。本系統(tǒng)對(duì)進(jìn)出小區(qū)的車(chē)輛可分為二類(lèi)，一類(lèi)為小區(qū)常住戶車(chē)輛，使用固定的車(chē)位；另一類(lèi)為臨時(shí)進(jìn)出車(chē)輛。1.2紅外報(bào)警器的發(fā)展?fàn)顩r人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步，社會(huì)財(cái)富的增長(zhǎng)和科技水平的提高，改善了我們的生活和質(zhì)量。然而，社會(huì)不安定因素和犯罪也在同時(shí)增加，并且隨著高新技術(shù)的發(fā)展，犯罪手段日漸現(xiàn)代化、智能化。無(wú)論是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，還是發(fā)展中國(guó)家或欠發(fā)達(dá)國(guó)家，都不同程度地發(fā)生著相應(yīng)社會(huì)條件下的犯罪現(xiàn)象，有些甚至是跨國(guó)犯罪。安全問(wèn)題已成為整個(gè)國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。防盜報(bào)警器安防行業(yè)是隨著現(xiàn)代社會(huì)安全需求應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)業(yè)?？梢哉f(shuō)，社會(huì)只要還有犯罪和不安定因素存在，安防行業(yè)就會(huì)存在并發(fā)展。事實(shí)證明，社會(huì)犯罪率往往并不因社會(huì)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的繁榮而減少。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，如果沒(méi)有建立在高科技技防基礎(chǔ)之上的安全防范系統(tǒng)，其社會(huì)犯罪率可能會(huì)比現(xiàn)在要高出幾倍乃至幾十倍。那種“夜不閉戶”、“路不拾遺”的“民風(fēng)”，其實(shí)只是一種美好的愿望，這個(gè)行業(yè)既然誕生了，就不會(huì)消亡。因此，我們完全沒(méi)有必要?jiǎng)偝粤藥最D飽飯，就產(chǎn)生如何減肥的憂慮?，F(xiàn)代社會(huì)對(duì)安全防范的要求越來(lái)越高，防盜報(bào)警器安防市場(chǎng)的發(fā)展就是一種觀念和產(chǎn)品同時(shí)“進(jìn)化”的過(guò)程。門(mén)和鎖具我們用了幾千年，直到20世紀(jì)八、九十年代，城市家庭才興起防盜門(mén)和防盜鎖，隨著社會(huì)的進(jìn)步和需要，人們的生活水平和安防意識(shí)的提高，更先進(jìn)的家用防盜產(chǎn)品必將成為安防消費(fèi)的主流并最終取代舊的安防產(chǎn)品，這是社會(huì)進(jìn)步的必然。有人說(shuō)，安防產(chǎn)品是“后消費(fèi)時(shí)代”的寵兒。現(xiàn)今，中國(guó)老百姓有房有車(chē)的“后消費(fèi)時(shí)代”已經(jīng)來(lái)臨，那么，智能防盜報(bào)警器安防消費(fèi)的春天還會(huì)遠(yuǎn)嗎？1.3 紅外報(bào)警器的發(fā)展前景隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，生活標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，安全防范意識(shí)逐步增強(qiáng)，防盜報(bào)警產(chǎn)品越來(lái)越受到人們的高度關(guān)注和重視。紅外線防盜報(bào)警器的技術(shù)追求和發(fā)展趨勢(shì)可以概括為以下幾個(gè)方面：（1）隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，百姓的收入水平不斷提高，私有財(cái)產(chǎn)的迅速積聚，從而使得安全與健康成為富裕起來(lái)的人們最為關(guān)注的兩大熱點(diǎn)，家庭安全保障首當(dāng)其沖,此為防盜產(chǎn)品風(fēng)火而起的第一機(jī)會(huì)點(diǎn)；（2）全國(guó)城市房地產(chǎn)業(yè)的持續(xù)火爆，20%以上的增長(zhǎng)速度，每年800億的開(kāi)發(fā)總量，為智能安防產(chǎn)品進(jìn)入普通百姓的新居提供了巨大空間,此為準(zhǔn)確的市場(chǎng)評(píng)估量所帶來(lái)的最大商機(jī)點(diǎn)；（3）各地政府對(duì)安全問(wèn)題（盜搶、火災(zāi)、突發(fā)事件等）的高度重視，以及為創(chuàng)建文明城市、花園城市、改善城市形象吸引投資等政府行為需要，出臺(tái)拆除金屬防盜網(wǎng)的政策，為智能隱形防盜網(wǎng)打入市場(chǎng)提供了千載難逢的契機(jī),此為時(shí)下政策附與的商機(jī);（4）對(duì)美的追求，對(duì)高品位、舒適、爽目居住環(huán)境的向往，科技安防成為時(shí)尚和潮流；（5）智能安防市場(chǎng)目前還停留在行業(yè)用戶，個(gè)人及家庭的消費(fèi)尚未全面啟動(dòng)，基本是一片空白市場(chǎng)，潛力不可估量； 第二章 紅外報(bào)警器的基本組成紅外線報(bào)警器是由報(bào)警主機(jī)和紅外探測(cè)器組成的報(bào)警系統(tǒng)2.1紅外探測(cè)器的介紹探測(cè)器分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，主動(dòng)式就是紅外報(bào)警器本身主動(dòng)發(fā)出紅外線，紅外線碰到障礙物，就會(huì)反彈回來(lái)，被報(bào)警器的探頭接收。如果探頭監(jiān)測(cè)到，紅外線是靜止不動(dòng)的，也就是不斷發(fā)出紅線線又不斷反彈的，那么報(bào)警器就不會(huì)報(bào)警。當(dāng)有會(huì)動(dòng)的物體觸犯了這根看不見(jiàn)的紅線的時(shí)候，探頭就會(huì)檢測(cè)到有異常，就會(huì)報(bào)警。被動(dòng)式報(bào)警器少了一項(xiàng)功能，就是發(fā)射紅外線。物理學(xué)上告訴我們，當(dāng)物體的溫度高于0K的時(shí)候，就會(huì)發(fā)出紅外線，換句話說(shuō)任何物體都能發(fā)出紅外線。而其后的原理，被動(dòng)式報(bào)警器和主動(dòng)式是一樣的。1.1主動(dòng)紅外探測(cè)器主動(dòng)紅外探測(cè)器工作時(shí)發(fā)射器向接收器發(fā)出一束或多束經(jīng)過(guò)調(diào)制后的紅外光束，在發(fā)射器和接收器之間形成一道紅外光束組成的警戒線。當(dāng)被探測(cè)目標(biāo)侵入該警戒線時(shí)，紅外光束被部分或全部遮擋，此時(shí)接收器接收的信號(hào)就會(huì)發(fā)生變化，它經(jīng)放大與信號(hào)處理后，即控制發(fā)出報(bào)警信號(hào)1.2被動(dòng)紅外探測(cè)器被動(dòng)紅外探頭是靠探測(cè)人體發(fā)射的紅外線而進(jìn)行工作的。探頭收集外界的紅外輻射通過(guò)聚集到紅外感應(yīng)源上面。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)向外釋放電荷，檢測(cè)處理后產(chǎn)生報(bào)警2.2 紅外報(bào)警器主機(jī)紅外報(bào)警主機(jī)由紅外報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成，紅外報(bào)警系統(tǒng)又由四部分組成：電源電路、紅外線發(fā)射、單片機(jī)系統(tǒng)、聲光報(bào)警器。（）電源電路該電路包括：保險(xiǎn)管、變壓器、橋式整流器、電解電容、三端穩(wěn)壓器他們的功能是：保險(xiǎn)管：當(dāng)電源短路等意外情況發(fā)生時(shí)電源可自動(dòng)熔斷保險(xiǎn)管;具備過(guò)流,過(guò)壓保護(hù)。防止整個(gè)電路或某些芯片被燒毀。變壓器：本設(shè)計(jì)采用的是12V/5W變壓器，以便將220V交流市電降壓到12V。橋式整流器：利用二極管的單向?qū)щ娦?，將交流轉(zhuǎn)換為直流。電解電容：濾除電源電流中的雜波。三端穩(wěn)壓器：將變壓器提供的12V電壓變?yōu)?V電壓，并穩(wěn)定輸出。（）紅外線發(fā)射紅外發(fā)射二級(jí)管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長(zhǎng)830950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以完全無(wú)紅暴，（采用940950nm波長(zhǎng)紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見(jiàn)紅光）和壽命長(zhǎng)。紅外線接收二極管工作原理同發(fā)射管相似，但也有不同點(diǎn)。紅外接收管當(dāng)接收到紅外光時(shí)導(dǎo)通，+5V電源通過(guò)紅外接收管加到反相器CC4069的輸入端，經(jīng)反相為低電平。發(fā)射管和接收管分別安裝在門(mén)和窗的適當(dāng)位置，當(dāng)有人闖入時(shí)遮擋了紅外線，接收管截止，反相器輸入端為低電平，經(jīng)反相器CC4069的驅(qū)動(dòng)作用，P3.0-P3.3位高電平。（）單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)最下系統(tǒng)組要有振蕩器和復(fù)位端組成。（）聲光報(bào)警器聲光報(bào)警器的主要元器件是由感應(yīng)器、二極管、蜂鳴器及電源等構(gòu)成整個(gè)報(bào)警器。而整個(gè)聲光報(bào)警器中二極管起著尤為重要的作用。發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)ED，由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。第三?熱釋紅外報(bào)警器的原理3.1熱釋紅外傳感器的介紹熱釋紅外報(bào)警器是一種采用美國(guó)傳感元件制造的被動(dòng)式紅外報(bào)警器。熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)，它還能鑒別出運(yùn)動(dòng)的生物與其它非生物。熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可以用于自動(dòng)控制、接近開(kāi)關(guān)、遙測(cè)等領(lǐng)域1用它制作的防盜報(bào)警器與目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的許多防盜報(bào)警器材相比，具有如下特點(diǎn)：不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源。靈敏度高、控制范圍大。隱蔽性好，可流動(dòng)安裝。 熱釋電紅外傳感器的原理特性 熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶，其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾 該傳感器在工藝上將兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測(cè)出物體放出的紅外線能量變化 并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場(chǎng)效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號(hào)，并不能直接使用 因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式 該電阻阻抗高達(dá)，故引入的溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式 即源極跟隨器 來(lái)完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對(duì)其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。 雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)。使用時(shí)端接電源正極，端接電源負(fù)極，端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。制造熱釋電紅外探測(cè)元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長(zhǎng)范圍為。為了對(duì)某一波長(zhǎng)范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射通過(guò)外，還能將燈光、陽(yáng)光和其它紅外輻射拒之門(mén)外。 被動(dòng)式紅外報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理 被動(dòng)式紅外報(bào)警器主要由光學(xué)系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號(hào)濾波和放大、信號(hào)處理和報(bào)警電路等幾部分組成。菲涅爾透鏡可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外探測(cè)元上，同時(shí)也產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電探測(cè)元要求信號(hào)不斷變化的特性；熱釋電紅外傳感器是報(bào)警器設(shè)計(jì)中的核心器件，它可以把人體的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以供信號(hào)處理部分使用；信號(hào)處理主要是把傳感器輸出的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、延遲、比較，為報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。3.2熱釋紅外報(bào)警器的工作原理熱釋電紅外傳感器的主要材料，是鉭酸鋰(LiTao3)、硫酸三甘酞(LATGS)和鈦鋯酸鉛(PZT)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外型，如圖1-1所示。它是在鈦酸鋇一類(lèi)壓電晶體上，上下表面設(shè)有電極，并在表面加有黑色膜。當(dāng)有紅外線間歇地照射時(shí)，其表面溫度上升，使晶體內(nèi)部的原子排列產(chǎn)生變化，即引起自發(fā)極化電荷。稱(chēng)此現(xiàn)象為熱釋電效應(yīng)，為熱電效應(yīng)之一種。熱釋電效應(yīng)產(chǎn)生的表面電荷是暫時(shí)的，只要它出現(xiàn)，便很快被空氣中的各離子所中和。為此，用熱釋電效應(yīng)制作紅外傳感器時(shí)，多是在它的元件前面加有機(jī)械式的周期遮光裝置，以便使自發(fā)極化電荷周期性地出現(xiàn)，只有檢測(cè)移動(dòng)物體時(shí)不用。在該探測(cè)技術(shù)中，所謂“被動(dòng)”是指探測(cè)器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來(lái)完成探測(cè)目的。被動(dòng)紅外報(bào)警器的特點(diǎn)是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，從而完成報(bào)警功能。當(dāng)傳感器探測(cè)到人體輻射的紅外線信號(hào)并經(jīng)放大后送給窗口比較器時(shí)，若信號(hào)幅度超過(guò)窗口比較器的上下限，系統(tǒng)將輸出高電平信號(hào)；無(wú)異常情況時(shí)則輸出低電平信號(hào)。在該比較器中，、用做參考電壓，兩個(gè)運(yùn)算放大器用做比較，兩個(gè)二極管的主要作用是使輸出更穩(wěn)定。窗口比較器的上下限電壓 即參考電壓 分別為和。將這個(gè)高低電平變化的信號(hào) 上升沿信號(hào) 作為單穩(wěn)電路的觸發(fā)信號(hào)，并讓其輸出一個(gè)脈寬大約為的高電平信號(hào)。再用這一脈寬信號(hào)作為報(bào)警電路的輸入控制信號(hào)，來(lái)使電路產(chǎn)生的報(bào)警信號(hào)，最后用三極管和再一次對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大，以便有足夠大的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)喇叭使其連續(xù)發(fā)出的報(bào)警聲。由于熱釋傳感器的輸出阻抗很大，輸出電壓信號(hào)又極微弱，故在傳感器內(nèi)部附加一只場(chǎng)效應(yīng)管與一個(gè)薄膜電阻Rg，使其阻抗進(jìn)行變換。Rs為負(fù)載電阻，有的熱釋傳感器無(wú)Rs，需外接。為實(shí)現(xiàn)不同的檢測(cè)目的，在進(jìn)入紅外線的窗口上設(shè)有濾光鏡，將不需要的光譜濾掉。總體來(lái)說(shuō)熱釋電紅外傳感器設(shè)計(jì)的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，該系統(tǒng)工作情況穩(wěn)定。且熱釋電紅外報(bào)警器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系。正確的安裝應(yīng)滿足下列條件：（）報(bào)警器應(yīng)離地面.米。（）報(bào)警器應(yīng)遠(yuǎn)離空調(diào)、冰箱、火爐等空氣、溫度變化比較敏感的地方。（）報(bào)警器探測(cè)范圍內(nèi)不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。（）報(bào)警器不要直對(duì)窗口，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)，有條件的話最好把窗簾拉上。另外，報(bào)警器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方第四章 單片機(jī)系統(tǒng)介紹單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫(xiě)MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專(zhuān)用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。用專(zhuān)業(yè)語(yǔ)言講，單片機(jī)就是在一塊硅片上集成了微處理器、存儲(chǔ)器及各種輸入/輸出接口的芯片。4.1 最小單片機(jī)系統(tǒng)介紹單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱(chēng)為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由電源、復(fù)位、振蕩電路以及擴(kuò)展部分等部分組成。對(duì)于一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)來(lái)講，首要問(wèn)題就是為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供電模塊，電源模塊的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。51單片機(jī)雖然使用時(shí)間最早、應(yīng)用范圍最廣，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，一個(gè)和典型的問(wèn)題就是相比其他系列的單片機(jī)，51單片機(jī)更容易受到干擾而出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象，克服這種現(xiàn)象出現(xiàn)的一個(gè)重要手段就是為單片機(jī)系統(tǒng)配置一個(gè)穩(wěn)定可靠的電源供電模塊。此最小系統(tǒng)中的電源供電模塊的電源可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB口供給，也可使用外部穩(wěn)定的5V電源供電模塊供給。電源電路中接入了電源指示LED，圖中R11為L(zhǎng)ED的限流電阻。S1 為電源開(kāi)關(guān)。復(fù)位電路單片機(jī)的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始化到一個(gè)確定的狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)復(fù)位電路作用是把一個(gè)例如狀態(tài)機(jī)初始化到空狀態(tài)，而在單片機(jī)內(nèi)部，復(fù)位的時(shí)候單片機(jī)是把一些寄存器以及存儲(chǔ)設(shè)備裝入廠商預(yù)設(shè)的一個(gè)值。單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)復(fù)位有效。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)器周期。具體數(shù)值可以由RC電路計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成。(1)上電復(fù)位：STC89系列單片及為高電平復(fù)位，通常在復(fù)位引腳RST上連接一個(gè)電容到VCC，再連接一個(gè)電阻到GND，由此形成一個(gè)RC充放電回路保證單片機(jī)在上電時(shí)RST腳上有足夠時(shí)間的高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài)，這個(gè)電阻和電容的典型值為10K和10uF。(2)按鍵復(fù)位：按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。振蕩電路單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱(chēng)為壓控振蕩器(VCO)。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。STC89C51使用11.0592MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量一般在15pF至50pF之間。4.2 5 1單片機(jī)由于科技的進(jìn)步單片機(jī)的總類(lèi)也在增多，我們簡(jiǎn)單說(shuō)一下8xx51單片機(jī)這一系列的。1 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）8位CPU，片內(nèi)振蕩器。（2）4KB/8KB字節(jié)程序存儲(chǔ)器ROM（3）2/3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（4）32個(gè)可編程的I/O線（5）一個(gè)可編程全雙工串行口（6）5/6個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)（7）可尋址64kb外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間及控制電路（8）有位可尋址功能，適于布爾處理機(jī)的位處理機(jī)CPU是單片機(jī)的核心部件。它是由運(yùn)算器和控制器等部件組成。1 運(yùn)算器包含部件：算術(shù)/邏輯運(yùn)算（ALU）、位處理器、累加器A、寄存器B、暫存器以及程序狀態(tài)字寄存器PSW以及BCD碼修正電路。功能：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)、邏輯運(yùn)算、為變量處理和數(shù)據(jù)傳輸。2累加器A：8位的累加器，也是CPU中使用最頻繁的寄存器。它的進(jìn)位標(biāo)志CY是特殊的，因?yàn)樗瑫r(shí)是位處理器的一位累加器。3控制器：控制器是單片機(jī)的神經(jīng)中樞。單片機(jī)執(zhí)行指令是在控制器下進(jìn)行的。一條指令的執(zhí)行過(guò)程包括：取指令-分析指令執(zhí)行指令包括部件：指令部件、時(shí)序部件和微操作控制部件。4存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器有程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間5 特殊功能寄存器:21個(gè)字節(jié)的特殊功能寄存器用英文縮寫(xiě)sfr(1)用途（2）地址空間6時(shí)鐘電路與復(fù)位電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作時(shí)間基準(zhǔn)，8XX51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種電路形式，內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。；復(fù)位電路則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。它的操作通常分為兩種基本形式：1 上電復(fù)位。2 開(kāi)關(guān)復(fù)位。第 五 章產(chǎn)品的功能介紹及安裝方法3.1產(chǎn)品介紹紅外報(bào)警器的功能：主機(jī)由微電腦CPU控制器等組成無(wú)線接收，靈敏度高，抗干擾強(qiáng)數(shù)字編碼不重復(fù)，探測(cè)目標(biāo)靈敏度高自助自錄10秒語(yǔ)音報(bào)警可輪流撥打6組電話報(bào)警，這6組電話可以是固定電話，也可以是手機(jī)。撥打過(guò)程中有人接通則不再撥打其他設(shè)定電話。無(wú)線遙控布防、撤防、緊急報(bào)警報(bào)警自動(dòng)搶線撥號(hào)，循環(huán)拔打接警電話數(shù)字雙編碼，萬(wàn)戶同用互不干擾可與配套接警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用電源交直流兩用，主機(jī)內(nèi)置后備可充鋰電池，與市電自動(dòng)切換有聲或無(wú)聲報(bào)警電話線防剪遠(yuǎn)程監(jiān)聽(tīng)現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程控制內(nèi)置警號(hào)，警號(hào)音量可調(diào)可學(xué)習(xí)5個(gè)遙控，20個(gè)無(wú)線配件紅外報(bào)警器介紹：1、紅外線報(bào)警器具備100個(gè)獨(dú)立的無(wú)線防區(qū)，可以單獨(dú)撒布防區(qū)。既方便又實(shí)用；2、紅外線報(bào)警器的探測(cè)器與主機(jī)能夠無(wú)線對(duì)碼。學(xué)習(xí)式的編碼讓系統(tǒng)的擴(kuò)容更加簡(jiǎn)單快捷；3、紅外線報(bào)警器的報(bào)警聲音以及音量可以自由選擇，增強(qiáng)保安系統(tǒng)的警戒性；4、紅外線報(bào)警器的主機(jī)具備可以設(shè)定開(kāi)關(guān)機(jī)的時(shí)間以及開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)的狀態(tài)提示的功能；5、紅外線報(bào)警器可以顯示報(bào)警信息，方便提醒保安人員報(bào)警的具體位置與時(shí)間；6、紅外線報(bào)警器可以查詢(xún)報(bào)警記錄，具備儲(chǔ)存功能；7、紅外線報(bào)警器內(nèi)置備用電源，防止停電后能夠繼續(xù)實(shí)現(xiàn)安防功能；8、紅外線報(bào)警時(shí)可以自動(dòng)撥打電話，實(shí)現(xiàn)緊急報(bào)答報(bào)警電話功能。雙元件：雙元件的特點(diǎn)一是當(dāng)人射的能量順序地射到兩個(gè)元件時(shí)，由于兩只元件為串聯(lián)，其輸出比一只元件高一倍；另是由于兩只元件為逆向相連接，對(duì)于相同且同時(shí)輸入的能量將相互抵消，如太陽(yáng)光中的紅外線干擾和環(huán)境溫度變化所引起的誤差等。防止外人人侵的熱釋電紅外傳感器應(yīng)用電路，如當(dāng)有人進(jìn)入欲保護(hù)的視野范圍內(nèi)時(shí)，傳感器即產(chǎn)生一交流感應(yīng)電壓，其頻率與人體移動(dòng)速度有關(guān)，通常在56Hz左右。它可控制1012m的移動(dòng)人體，其視野約70度。3.2安裝方法在安裝時(shí)由于紅外探測(cè)器是屬于微弱的信號(hào)檢測(cè)設(shè)備，因此在安裝的時(shí)候要注意一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，例如靈敏度以及高度等。那如何安裝被動(dòng)紅外探測(cè)器呢？那就必須按照以下幾步來(lái)做：1、對(duì)紅外探測(cè)器的性能一定要特別的了解，這是對(duì)報(bào)警器的安裝的基本工作；2、確定好安裝紅外探測(cè)器的安裝位置，這是高度的問(wèn)題；3、要對(duì)紅外探測(cè)器的調(diào)試一定要仔細(xì)，對(duì)他的靈敏度調(diào)試好，這是安裝的關(guān)鍵所在。高度調(diào)整：那這個(gè)調(diào)試的靈敏度怎么調(diào)試呢？安裝的高度會(huì)影響探測(cè)器的靈敏度。探測(cè)器的高度的不同，切割區(qū)和暗區(qū)的頻率就會(huì)變得不一樣了。環(huán)境調(diào)整：除了高度影響靈敏度之外，紅外探測(cè)器周邊的環(huán)境也會(huì)影響到它的靈敏度。例如，如果被動(dòng)紅外探測(cè)器是對(duì)著玻璃門(mén)窗的，那就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是門(mén)窗外的環(huán)境干擾，人群以及車(chē)輛的流動(dòng)會(huì)影響到探測(cè)器對(duì)信號(hào)的判斷；另一個(gè)就是白光干擾，紅外探測(cè)器的PIR是對(duì)白光有很強(qiáng)的抑制功能的，不過(guò)這也不是完全抑制，所以避免正對(duì)著白光來(lái)源，可以避免強(qiáng)光的干擾。溫度調(diào)整：紅外線報(bào)警器的被動(dòng)紅外探測(cè)器的感應(yīng)與溫度的變化是息息相關(guān)的，冷熱溫度很有可能引起紅外探測(cè)器的誤報(bào)，如果是低性能的探測(cè)器，門(mén)窗的空氣對(duì)流也會(huì)引起誤報(bào)，因此要根據(jù)環(huán)境的溫度變化選擇不同靈敏度的探測(cè)器，這是紅外線報(bào)警器的安裝要考慮的一點(diǎn)。附錄1元件的介紹A1、A2、A3：可選用相應(yīng)的運(yùn)放集成電路，如LM324等。IC1：三端穩(wěn)壓集成電路，如78L00等。IC2、IC3：為任意555型時(shí)基集成電路。PIR：為雙元件熱釋電紅外感應(yīng)器，波長(zhǎng)在810um，采用焦路1520mm的菲涅耳透鏡，如LS-064或P2288型等。若其內(nèi)無(wú)Ps，應(yīng)外接。K：12V直流繼電器，其觸點(diǎn)可控制報(bào)警燈光閃爍，選JRX-13F。R1、R12：1k；R2：47k；R3、R5、R8、R9：100k；R4、R7、R13：10k；R6：270k；R10：15M；R11：15k；R12：47k；R14：82k；R15：2k；R16：33k；R17：22M；R18、R20：20k；R19：1 M；R21：200k；RP：47k。C1、C6、C13、C14：100uF；C2、C3、C5、C9、C12：10uF；C4、C8：047uF；C7：680p；C10、C1l：01/W。V1、。