紅外家庭防盜報警器設(shè)計

1、長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院傳感器及自動檢測課程設(shè)計報告  題 目： 紅外家庭防盜報警器設(shè)計學(xué)生姓名孫峰杰 班    級140931系    別自動化專    業(yè)軌道交通信號與控制學(xué)    號 18指導(dǎo)老師楊帥設(shè)計時間2016年12月26日12月30日目 錄一、設(shè)計目的1二、設(shè)計要求1三、設(shè)計步驟1四、設(shè)計心得8五、程序編程9六、附錄14七、參考文獻152一、設(shè)計目的紅外線作為一種

2、不可見光，有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。紅外報警器大多數(shù)采用國外的先進技術(shù)，其功能也非常先進。其功能包括被動式熱釋型紅外報警器，也即是本文將研究的產(chǎn)品。還有紅外監(jiān)控無線報警器，超聲波防盜報警器，紅外線防盜報警器，高靈敏紅外報警器，觸摸式延時防盜報警器，觸摸式防盜報警器，紅外報警器，紅外線聲光報警器等。通過設(shè)計進一步掌握傳感器的原理與應(yīng)用，熟悉傳感器的測量電路的設(shè)計方法。達到根據(jù)設(shè)計要求，能借助參考書和網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料，獨立完成設(shè)計任務(wù)。培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力。二、設(shè)計要求1、可實現(xiàn)非法入侵報警，警戒范圍2-10cm，報警反應(yīng)時間小于1s；2

3、、放大電路的設(shè)計；3、采用復(fù)合式防盜傳感器，熱釋紅外傳感器和振動位移傳感器并接使用，增加報警可靠性；4、蜂鳴器報警，并能顯示出出事地點；5、采用雙電源技術(shù)，主電源停電或被切斷，被動電源自動工作。三、設(shè)計步驟 1、設(shè)計模塊 本設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、報警器、單片機控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報警等功能。就此設(shè)計的核心模塊來說，單片機就是設(shè)計的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單

4、片機、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等幾個階段。從設(shè)計的要求來分析該設(shè)計須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報警電路、單片機、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖2-1總體設(shè)計框圖所示：圖2-1 總體設(shè)計框圖處理器采用STC系列單片機STC89S52整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路送出TTL 電平至STC89S52單片機。在單片機內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信

5、號放大并推動聲光報警設(shè)備完成相應(yīng)動作。當報警延遲10s一段時間后自動解除，當警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位。 2、方案設(shè)計 系統(tǒng)組成框圖如圖2-5所示，根據(jù)系統(tǒng)擬達到的總體功能，將其劃分為以下功能模塊：電源電路、熱釋紅外傳感器電路、振動位移傳感器模塊、STC89C51模塊、警鈴電路等。圖2-2 系統(tǒng)組成框圖探測器安裝在用戶家里需要防范的部位，例如門窗、廚房、臥室等，當系統(tǒng)開機時,一旦有人入侵，與之相應(yīng)的報警探測器立即向用戶端自動報警主機發(fā)出報警信號，接到警情事件后，自動報警主機立即進行確認，確認無誤后，進行事件的現(xiàn)場聲（蜂鳴器）報警，同時顯示出出事位置。 3、模塊設(shè)計本系統(tǒng)主要有電源電路、熱釋電

6、紅外傳感器電路、振動位移傳感器模塊、STC89C51控制電路、警鈴電路、數(shù)碼管顯示電路部分組成。下面我們將簡要介紹傳感器技術(shù)和單片機技術(shù)。 （1）、感應(yīng)器技術(shù) 感應(yīng)器技術(shù)是信息采集技術(shù)的第一步，感應(yīng)器是將能夠受到的及按規(guī)定被測量的按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，其中敏感元件是指感應(yīng)器中能直接感受或響應(yīng)被測量（輸入量）的部分，轉(zhuǎn)換元件是感應(yīng)器中能將敏感元件感受的或響應(yīng)的感應(yīng)量轉(zhuǎn)換成始于傳輸和（或）測量的電信號的部分。 （2）、單片機技術(shù)單片機特點：所謂單片機就是一塊芯片上集成了 CPU、ROM、RAM、定時/計數(shù)器和多種I/O接口電路等而具有一定規(guī)模的

7、微型計算機。STC89C51的特點：STC89C51是STCMEL公司采用CMOS工藝生產(chǎn)的低功耗、高性能8位單片機，與MCS-51單片機兼容，其功能特點為：§ 4K字節(jié)閃爍存儲器（FLASH）,可進行1000次寫、擦除操作。§ 靜態(tài)操作，外接OHZ-24MHZ晶振。§ 三層程序存儲器瑣。§ 128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。§ 32跟可編程輸/輸出線。§ 兩個6位定時/計數(shù)器。§ 六個中斷源。§ 一個可編程串口。§ 支持低功耗模式和掉電模式。 （3）電源技術(shù)本系統(tǒng)電源電路采用3節(jié)1.5v電池來供電 4

8、、主電路設(shè)計報警器的主機采用STC89C51單片機是將中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、定時/計數(shù)器及輸入輸出接口電路等計算機主要部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。現(xiàn)在世界上已經(jīng)有很多大公司能夠生產(chǎn)單片機，隨著超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，單片機的功能也日漸強大，運算速度日益提高相繼出現(xiàn)了32位和64位單片機，但根據(jù)實際系統(tǒng)的需要和產(chǎn)品的性價比，本文選用STCMEL公司的8位單片機STC89C51，構(gòu)成系統(tǒng)的主機。主機部分的電路原理圖如圖3-1所示，它由復(fù)位電路、震蕩電路、蜂鳴器、共陰極7段數(shù)碼管組成。引腳P1.0和P1.4分別接到傳感器的輸出端，用以

9、檢測異常情況，以便進行報警處理。下圖中控制單元為STC89C51單片機。圖3-1 主機部分原理圖（1）、內(nèi)部時鐘電路STC89C51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時鐘電路如圖3-4所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.212MHz之間選擇，電容值在530pF之間選擇，電容值得大小可對頻率起微調(diào)的作用【7】。下圖為內(nèi)部方式時鐘電路。圖3-4 內(nèi)部方式時鐘電路（2）、外部

10、時鐘電路外部方式的時鐘電路如圖3-5所示，XTAL接地，XTAL2接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于MHz的方波信號。圖3-5外部時鐘電路（3）、蜂鳴器電路本系統(tǒng)的蜂鳴器報警電路如圖3-7所示，蜂鳴器用一個三極管8550來驅(qū)動。單片機引腳P2.7接8550的基極輸入端。當P2.7輸出低電平1時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器兩端獲得約+5V的電壓而鳴叫；當P2.7輸出高電平0時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。圖3-7 蜂鳴器電路（4）、復(fù)位電路復(fù)位方法一般有上電自動復(fù)位和外部按鍵手動復(fù)位，單片機在時鐘電路工作以后，在RESET端持續(xù)給出2個機器周期的高電平時就可以完

11、成復(fù)位操作【9】。例如使用晶振頻率為12MHz時，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)不小于2us【10】。使用晶振頻率為24MHz時，則復(fù)位信號持續(xù)時間不大于2us。本設(shè)計采用的是外部手動按鍵復(fù)位電路。該復(fù)位電路鏈接單片機的RESET引腳，如圖3-9所示。圖3-9 復(fù)位電路圖4、 設(shè)計心得 課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會，從事工作前的必不可少的一個經(jīng)歷。這次課程設(shè)計鍛煉我的動手能力，增強了思考問題，解決問題的能力，遇到困難時學(xué)會了換個角度來思考問題。  而且這次課程設(shè)計，鞏固與擴充了傳感器應(yīng)用設(shè)計等課程的所學(xué)內(nèi)容，提高了計算能力，熟悉了規(guī)范和標準。最重要的是使我懂得

12、了做一件事情需要如何去把握，怎么樣能做到最好，增強了統(tǒng)籌全局的能力。做事要方方面面都考慮周全， 14   這樣才能不犯錯誤，少犯錯誤。  這次設(shè)計過程中也體現(xiàn)出了自己單獨設(shè)計、綜合運用知識能力的不足，需要多查閱資料和課本。不過總的來說這次課設(shè)還是很開心的，畢竟這是自己親手做出來的東西。而且現(xiàn)在的我已經(jīng)大三了，很快就面臨著畢業(yè)，所以在剩下的時間里我要更加的努力學(xué)習(xí)，鍛煉自己各個方面的能力，讓自己充實的過好每一天，這樣將來到社會上才能更好的生活，更容易融入社會，適應(yīng)社會五、程序編程#/宏定義#define uchar unsigned char #define uin

13、t unsigned int /頭函數(shù)#include <reg52.h>uchar Mode=1,t;sbit s1=P12;sbit s2=P13;sbit s3=P14;bit alarm=1,kai=1;/LEDsbit LR=P00;sbit LY=P01;sbit LG=P02;/蜂鳴器sbit Feng=P27;/人體熱釋電傳感器sbit HR=P24;void delay(uint x) /毫秒級延時函數(shù) uint i,j; for(i=x;i>0;i-) for(j=110;j>0;j-);void di()Feng=0;delay(100);Feng

14、=1;void main() LR=1;LG=1;LY=1;while(1)if(s1=0)/緊急手動報警delay(5);if(s1=0)/緊急手動報警delay(5);while(!s1);di();/開啟指示燈報警紅燈kai=0;LR=0;LY=1;LG=1;alarm=0;delay(200); if(s3=0)/取消報警delay(5);if(s3=0)delay(5);while(!s3);di();/關(guān)閉模式/Mode=1;LR=1;alarm=1;delay(200);if(s2=0)/布防delay(5);if(s2=0)delay(5);while(!s2);di

15、();/延時30秒左右設(shè)防for(t=0;t<100;t+)LY=LY;delay(200);/開啟指示燈 布防黃燈LR=1;LY=0;LG=1;Mode=0;kai=1; if(alarm=0)/報警di();delay(100);di();delay(100);/判斷紅外狀態(tài)if(HR=1&&Mode=0)LR=0; /報警紅燈alarm=0;elseif(kai)alarm=1;LR=1;if(HR=1)LG=0;delay(200);elseLG=1; 6、 附錄       7、 參考文獻  1 何立民，單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M，北京航空航天大學(xué)出版社，1996，112-231.2 吳英才,林華清，熱釋電紅外傳感器在防盜系統(tǒng)中的應(yīng)用J,傳感器技術(shù),20023 余發(fā)山，單片機原理及應(yīng)用技術(shù)M，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003，97-162.4 李朝青，單片機原理及接口技術(shù)M，北京航空航天大學(xué)出版社，1999，22-25.5 童