光電防盜報警系統(tǒng)概要

畢業(yè)設(shè)計（論文）目：光電防盜報警系統(tǒng)院部：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)電一體化學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：職稱：二OO年月日摘要學(xué)院學(xué)院安全防范技術(shù)涉及到社會的方方面面，是保護(hù)國家和人民利益與安全的重要手段。本文設(shè)計了一種基于熱釋電紅外一微波雙探測技術(shù)的新型光電防盜報警系統(tǒng)，雙探測技術(shù)是將兩種探測技術(shù)結(jié)合在一起，以“相與”的關(guān)系來觸發(fā)報警。熱釋電紅外傳感器感應(yīng),入侵者的身體阻擋紅外熱輻射，將其轉(zhuǎn)換成超低頻信號，經(jīng)電路放大，輸出。同時由于微波探測器接收到的回波信號的頻率（或相位）發(fā)生變化，經(jīng)過電路處理后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺敵?。兩組信號同時到達(dá)與門，經(jīng)判斷，電路再將報警信號通過天線發(fā)射出，可以用接收電路或收音機(jī)接收報警信號。本文設(shè)計的光電防盜報警系統(tǒng)，經(jīng)實驗測出其技術(shù)指標(biāo)為:探測距本文設(shè)計的光電防盜報警系統(tǒng)，經(jīng)實驗測出其技術(shù)指標(biāo)為:探測距離不大于50m，微波中心頻率fo=2000MHz,能經(jīng)受25-1000MHz范圍內(nèi)的頻率干擾，相距3m處可經(jīng)受住1OOW干擾信號。該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于社會上的重要單位和要害部門，如軍事設(shè)施、國家的動力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、倉庫、各類銀行等等。關(guān)健詞:紅外探測器微控制器防報警系統(tǒng)微波ABSTRACTThesafety-defendingtechniquesareinvolvedinmostaspectsofthesocietyandtheyareveryimportantinprotectingthebenefitandsecurityofthepeopleandthecountry.Basedonthepyroelectricinfrared-microwavedoubledetectingtechnique,thispaperdesignedanewphotoelectricsecurityalarmingsystem.Doubledetectingtechnologyintegratesthetwodetectingtechnology,withtherelationof"together"totriggerthealarmingsystem.Theinfraredradiation(humanbodytemperature)ofintruderswassensedbythePyroelectricinfraredsensorandthenwaschangedintoultralowfrequencysignals.Thesignalswereamplifiedbythecircuitandthenbeenoutput.Atthesametime,thefrequency(orphase)ofechosignalswhichthemicrowavedetectorreceivedwaschanged.Thechangestransformedintoelectricsignalsandthenoutputafterthecircuitprocessing.Afterjudgingthetwogroupsofsignalswhichreachedthelogicproductgateatthesametime,thecircuitlaunchedalarmsignalthroughtheantenna.Thealarmsignalscanbereceivedbytheacceptingcircuitortheradio.Theresultsofthephotoelectricsecurityalarmingsystemweremeasuredbyexperiments,theyare:probingrangeisnotsmallerthan10m,themicrowavecentrefrequencyisfo=2000MHz,thissystemcanstandintherangeof25人-1000MHzfrequencydisturbance,andcanwithstand100Winterferingsignalsinthedistanceof3m.Thesystemcanbewidelyusedintheimportantdepartmentsofsocietysuchasmilitaryinstallation,nationalpowersystem,communicationsystem,warehouses,andinallkindsofbanks,etc.Keywords：InfrareddetectorMicrowaveMicrochipCuardagainsttheftandalarmsystem目錄第一章緒論1TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"引言1\o"CurrentDocument"光電防盜報警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀1\o"CurrentDocument"本設(shè)計研究的目的及意義1\o"CurrentDocument"本設(shè)計的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)1\o"CurrentDocument"第二章光電防盜報警器的基本原理2系統(tǒng)硬件的基本原理2\o"CurrentDocument"軟件設(shè)計5\o"CurrentDocument"系統(tǒng)測試6\o"CurrentDocument"報警系統(tǒng)的安裝7\o"CurrentDocument"第三章結(jié)論7致謝7參考文獻(xiàn)8第一章緒論引言隨著信息技術(shù)的普及和發(fā)展，尤其是跨入新千年以后，紅外技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，紅外技術(shù)已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)和人們生活的方方面面，紅外探測技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，它在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。由于它是不可見光，因此用它作防盜監(jiān)控報警器，具有良好的隱蔽性，白天和黑夜均能使用，而且抗干擾能力強(qiáng)，這種監(jiān)控報警裝置廣泛應(yīng)用于博物館、單位保密部門和家庭的防護(hù)。紅外傳感技術(shù)是利用紅外光敏器件將紅外光線轉(zhuǎn)換為熱訊號，然后轉(zhuǎn)換為電信號，并進(jìn)行放大，處理，將發(fā)射和接收裝置做一定處理后，可以將運(yùn)動生物體（人）、人和飄落的物體加以區(qū)別。同時它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)和誤報率低的特點(diǎn)。紅外傳感報警系統(tǒng)，又稱為熱電防盜報警系統(tǒng)，由光學(xué)系統(tǒng)、傳感電路、中央處理器和報警裝置三部分組成。目前與紅外傳感器配套的光學(xué)系統(tǒng)有三種，即反射式、透射式和折射式。本設(shè)計未采用這三種形式，本設(shè)計利用紅外光線沿直線傳播，和紅外光線具有傳播熱能的特性，目前市面上的光電防盜報警器多采用透射式，本設(shè)計屬于被動入侵報警系統(tǒng)是利用熱能傳播的特性，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉不易受環(huán)境溫度，震動、光強(qiáng)變化、電磁干擾，和小動物活動的影響。紅外探測防盜報警系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀近些年來，歐美發(fā)達(dá)國家恐怖襲擊事件接連不斷，日益擴(kuò)大的貧富差距使得發(fā)展中國家的犯罪率不斷上升，人們對于安全問題變得日益關(guān)注，這些都促使了全球安防設(shè)備市場的不斷增長。中國正處于社會急劇轉(zhuǎn)型期，治安狀況令人擔(dān)憂，對安防設(shè)備的需求也因此日益高漲，另外中國持續(xù)不斷的建設(shè)高潮也為安防市場的穩(wěn)定發(fā)展提供了最堅實的基礎(chǔ)。安防設(shè)備主要可以分為三部分：視頻監(jiān)控、門禁和防盜報警設(shè)備。防盜報警設(shè)備主要由探測器和報警器組成。目前市場上主要的探測器是被動紅外探測器，在一些專業(yè)領(lǐng)域會采用主動式紅外探測器。由于紅外線是不可見光，有很強(qiáng)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。此外，在電子防盜、人體探測等領(lǐng)域中，被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。目前國內(nèi)使用的各類防盜、保安報警器基本都是以超聲波、主動式紅外發(fā)射/接收以及微波等技術(shù)為基礎(chǔ)。本設(shè)計的研究目的及意義系統(tǒng)的集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢，而且無線系統(tǒng)的方便易用同樣是報警系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。在我國，家庭安全防范報警系統(tǒng)已成為智能小區(qū)中實現(xiàn)安全管理的基礎(chǔ)，隨著安防設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的演變，門禁和防盜報警功能將進(jìn)一步的融合，紅外探測防盜報警系統(tǒng)也將朝著集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展，并將在實現(xiàn)家庭及小區(qū)的智能化方面占據(jù)重要的位置。安全意識的提高使得人們對住宅的要求不斷提高，不僅要便利、舒適，而且更安全，所以開發(fā)和研制智能防盜報警系統(tǒng)在當(dāng)前的家庭財產(chǎn)保護(hù)、機(jī)關(guān)等的重要文件安全保護(hù)方面具有十分重要的意義。本設(shè)計的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)紅外技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，它在各領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。由于它不是可見光，因此用來制作防盜報警系統(tǒng)，具有良好的隱蔽性，白天和夜里都能用，而且抗干擾能力強(qiáng)，這種報警裝置可廣泛應(yīng)用于小區(qū)周邊，學(xué)校周邊，單位要害部門和家庭保護(hù)。本設(shè)計目的是通過對現(xiàn)有的光電防盜報警裝置優(yōu)缺點(diǎn)的研究，進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，研制出一種新型的光電防盜報警系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的的誤報率低，抗干擾能力強(qiáng)。本系統(tǒng)采用的熱電紅外傳感器，它的制作簡單成本低，安裝比較方便，而且防盜性比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度度高。(1):在抗干擾方面，紅外發(fā)射器和接收器均采用的單組多紅外探頭，中央處理器對多個探頭輸出信號逐個檢測，以避免不必要的干擾因素(飛鳥，樹葉等)的干擾：利用干擾因素與人體的體積上的差距判斷是否報警，紅外發(fā)射器和接收器都是右四組構(gòu)成，當(dāng)阻擋一組時，中央處理器檢測不報警，當(dāng)阻擋兩組或是兩組以上時，中央處理器檢測發(fā)

出報警指令，輸出設(shè)備蜂鳴報警器和報警指示燈報警。如(圖1)所示：紅外線發(fā)射探頭紅外線發(fā)射探頭（圖1）(2):在中央處理器方面采用的是單片機(jī)(80C51)使本系統(tǒng)具有靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。第二章光電防盜報警器的基本工作原理2.1系統(tǒng)硬件基本原理系統(tǒng)如（圖2）所示TPi5V.o??.1i1AppppBrL02（圖2）系統(tǒng)組成如圖（2）所示，整個系統(tǒng)是在軟件（80c51）控制下工作的。系統(tǒng)的輸入端是天津特新電子廠（）生產(chǎn)的紅外探頭接受器（TX05CR、TX05C——T）是天津新特電子廠生產(chǎn)的。是一組具有發(fā)射接收，而且能輸出信號的裝置，（TX05C——T）的模塊組件正前方有一個小孔，內(nèi)裝有一片光學(xué)玻璃，紅外光束就從此向外發(fā)射。模塊組件后面是電源指示燈和電源引線，當(dāng)模塊接通電源時，該指示燈亮，電源采用屏蔽線連接，芯線為電源正極，屏蔽層皮網(wǎng)為電源負(fù)極。（TX05C——R）的基本原理圖如圖（3a）所示，在模塊組件正前方有一個小孔，內(nèi)裝有一片光學(xué)玻璃，紅外光束就從此接收，在其內(nèi)部兩側(cè)各設(shè)置有狀態(tài)指示燈，當(dāng)模塊未收到有效信號時，紅色指示燈點(diǎn)亮。輸出電纜線為雙芯屏蔽線，其紅色芯線接電源正極，白色芯線為信號輸出端OUT,屏蔽層皮網(wǎng)為電源負(fù)極。信號輸出方式采用集電極開路輸出，輸出三極管在綠燈亮?xí)r截止，紅燈亮?xí)r導(dǎo)通,。輸出驅(qū)動能力大于50mA，并設(shè)有續(xù)流二極管，可以直接將信號傳給中央處理器單片機(jī)。發(fā)射孑L圖（3發(fā)射孑L圖（3）b電源電路由變壓器T,整流二極管等部分構(gòu)成，輸出12V直流電壓供電路的報警系統(tǒng)和模塊組件使用，TX05C——T為紅外發(fā)射模塊，內(nèi)部由電源管理器件、密碼IC、紅外調(diào)制電路和中功率紅外發(fā)射管組成，通電后模塊正前方透鏡小孔就向外發(fā)射經(jīng)密碼調(diào)制的紅外光線。TX05C——R為配套的紅外接收模塊。當(dāng)無人闖入監(jiān)視區(qū)域時，TX05C——R收到TX05C——T發(fā)射的紅外光線，模塊輸入端OUT內(nèi)部的三極管截止，為高電平，此時中央處理器收到傳來得信號，順序檢索，不作出報警處理，為了防止干擾，系統(tǒng)設(shè)定了多輸入端的輸入系統(tǒng)，中央處理器收到輸入系統(tǒng)的四個輸入信號，對四個信號綜合處理后，才作出是否報警的反應(yīng)，當(dāng)中央處理器作出報警反應(yīng)之后，報警系統(tǒng)發(fā)出120s的報警信號，足以引起工作人員的注意，當(dāng)報警延時一段時間后自動解除，也可以值班人員手動解除在接收器和發(fā)射器均采用單組四孔的結(jié)構(gòu)方式，其主要目的是防止小體積干擾物對報警設(shè)施的干擾，空間距離定在15cm—25cm之間相臨角度之間為90度。這樣做的目的是，防止小動物(如飛鳥)的干擾，其原理是：小動物的體積與入侵者的體積差別很大，當(dāng)小動物穿過防護(hù)區(qū)域時，它的體積不足以同時阻擋兩條紅外線，中央處理器對這樣阻擋一條紅外線的情況不做出報警反應(yīng)，也就是對中央處理器設(shè)置時，當(dāng)有一個低電平時，不做報警設(shè)置，對兩條或是兩條以上做出報警反應(yīng)加以設(shè)置。電源由變壓器，整流器，輸出12V和5V直流電供電路用電，紅外線接收、發(fā)生裝置與報警系統(tǒng)采用12V電壓，而單片機(jī)采用5V電壓。系統(tǒng)才用5V超小繼電器J，當(dāng)中央處理器發(fā)出報警信號經(jīng)過放大電路放大后驅(qū)動開關(guān)K閉合，則蜂鳴報警器發(fā)出報警聲音，報警指示燈發(fā)出報警訊號。2.2軟件設(shè)計：：主程序。主要功能是對系統(tǒng)初始化和對系統(tǒng)監(jiān)視看是否有人闖入程序如下：ORG000HLP：MOVSP，#40HMOVA，#00HMOVC，P1.0ADDCA,#00HMOVC,P1.1ADDCA，#00HMOVC，P1.2ADDCA,#00H

MOVC,P1.3ADDCA,#00HCLRC,CJNEA,#03,LP0LP0:JCLP1LJMPLPLP1CLRP1.5LCALLLP2LJMPLPORG3000HLP2:MOVR0,#78HDL1:MOVR1,#64HDL2MOVR2,#10HDL3:MOVR3#125HDL4:NOPDJNZR3,DL4DJNZR2DL3DJNZR1DL2DJNZR0DL1RET程序運(yùn)行的第一步初始化系統(tǒng)，主要是初始化堆棧指針、中斷控制、定時器、串行口等。在初始化完成后，系統(tǒng)對下屬系統(tǒng)開始首次掃描，程序?qū)λ膫€輸入端逐個掃描，但第一個是高電平時，繼續(xù)對下一個檢測，當(dāng)四組檢測完后，沒有一組是低電平，回到初始化狀態(tài)開始新的一輪的檢測，當(dāng)檢測過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)低電平，繼續(xù)檢測如果后面沒有低電平，則回到初始化狀態(tài)，如果又出現(xiàn)一組低電平，則單片機(jī)輸出信號，經(jīng)放大后驅(qū)動繼電器J使開關(guān)K閉合，進(jìn)而接通報警裝置電路，使蜂鳴報警器和報警指示燈工作,引起工作人員的注意，如果工作人員及時的發(fā)現(xiàn)可以操作“RESET”使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，如果工作人員沒有及時的發(fā)現(xiàn)，則程序會在120s后進(jìn)入程序初始化狀態(tài)開始新

的檢測。（2）：程序流程圖如下2.3系統(tǒng)測試由于整個系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)是基于中央處理器（單片機(jī)）對傳感器的檢測，再通過電路轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)的對于電路部分的性能不做研究，主要對中央處理器（單片機(jī)）的程序部分進(jìn)行檢測和研究，詳細(xì)請見軟件設(shè)計部分。（1）首先要電路工作正常，把接收器與發(fā)射器放在一定的位置，在確定發(fā)生裝置與接收裝置對準(zhǔn)的情況下，逐漸加大兩裝置之間的距離，直至報警裝置報警為止，可以側(cè)出系統(tǒng)的有效距離。（2）試阻擋一條紅外線，看報警裝置是否反應(yīng)，再阻擋兩條看是否反應(yīng)，逐個曾加?？蓽y出裝置的靈敏度。報警系統(tǒng)的安裝紅外受發(fā)器的合理布置和安裝，對于探測和防范性能來說至關(guān)重要。安裝光電紅外報警器需注意以下事項：安裝時紅外發(fā)射器與紅外接收器一定要在同一水平線上，并且紅外發(fā)射器和紅外接收器四孔裝置之間的距離和角度必須保持一致。這樣才能保證紅外接收器接收到更好收到紅外發(fā)射器發(fā)出的信號。光電防盜報警器主要是利用阻擋紅外線傳播發(fā)生報警的，它對橫向切割（垂直方向）探測區(qū)方向阻擋最為敏感，因此安裝光電防盜報警器時，應(yīng)盡量使入侵者的活動有利于橫向穿越其現(xiàn)場，以提高光電防盜報警器的靈敏度。因此內(nèi)在安裝防盜報警器時，應(yīng)在受保護(hù)的邊緣區(qū)域，進(jìn)行組與組排列式的安裝，以免讓入侵者有可以進(jìn)入受保護(hù)區(qū)。第三章結(jié)論本設(shè)計針對市場上出現(xiàn)的單探測器防盜報警系統(tǒng)和少數(shù)雙探測器誤報率高，抗干擾能力小的情況，研制了一種基于熱電紅外——微波雙探測