基于单片机的红外防盗报警专业系统设计.doc
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1、XXXX大学毕业设计(论文)红外防盗报警系统系 别 :专业(班级):作者(学号):指导老师:完成日期: 5月10日XXXX教务处制目 录汉字摘要1英文摘要.21 引 言32 设计任务和要求43 硬件基础设计53.1 系统方案设计53.2 硬件设计53.3 单 片 机103.3.1 STC89C52单片机介绍103.3.2 单片机最小系统113.3.3 按键电路123.3.4 指示灯和报警电路123.3.5 总体原理设计图134 软件总体设计154.1 主程序工作步骤图154.1.1 编译预处理154.1.2 独立按键处理函数164.1.3 定时器0初始化程序174.1.4 红外报警程序184.
2、1.5 对应不一样按键处理184.1.6 主程序194.1.7 定时器0中止服务程序194.2 Proteus软件仿真204.2.1 Proteus软件介绍204.2.2 Protues软件仿真图21谢辞23参考文件24附录:程序源代码25红外防盗报警系统摘 要:科技发明着大家生活,科技引领着大家生活,科技丰富着大家生活。自改革开放以来,我们身边科技发展速度能够说是突飞猛进,让人眼花缭乱应接不暇。伴伴随科技发展自然而然就有了经济长足发展。私人财产增加就进而带来了财产安全问题。财富不停增加也使得大家越来越重视私人财产保护方法。防盗窗防盗门这种早期防盗方法防盗能力已经越来越力不从心。家庭防盗报警系
3、统也是因为这市场需求而逐步诞生并越发成熟。我们将在这篇论文中将设计一个很适合家庭用防盗报警系统,我们设计经过研究确定了使用热释电红外探测器,因为它相对来说性价比很不错,防盗报警效果显著,能够说是物美价廉。 既然本设计是用于防盗系统,那么就必需要求它安装时位置隐蔽,不轻易被窃贼行窃之前看到,而且该系统最好在平时维护起来也要简单方便,不然对于用户来说这个系统将没有太大实用价值,也不利于产品市场竞争。考虑到使用了红外探测器元件,我们需要用到单片机处理我们探测器所接收到电信号。选择单片机中功效强大51系列STC89C52单片机作为本设计电路关键元器件,程序烧录则使用keil C51烧录。软件关键针对本
4、论文选择单片机运行时候所需。关键字:热释电红外传感器,菲涅耳透镜,Protues仿真软件,BISS0001芯片,STC89C52单片机PyroelectricInfraredAlarm SystemAbstract:science create peoples life, science leading peoples lives, science enrich peoples lives.The increasing of wealth make people pay more attention to the protection of private property. And the
5、capability of security windows or security doors has been getting worse. At the same time, more and more far-sighted people start to install home security alarm system. In this article, we develop a design of system using using pyroelectric infrared sensor with a real-time monitoring, to realize fas
6、t alarm and prompt. The anti-theft system this paper use, its installation location is hidden, it is difficult for robbers to find and users management or maintenance is convenient. There are two parts in this design including hardware and software . Hard ware part of this design includes infrared d
7、etector module, MCU module, driver warning module, LED module, etc. It also choose 51 series STC89C52 single-chip microcomputer as the processor of the circuit design and using C language to write programs. Key words:PIR; Fresnel lens;Protues; BISS0001 chip;SCM (STC89C52)红外防盗报警系统1 引 言伴随中国电子工业飞速发展,高新
8、科技不停点缀着大家出色生活。伴伴随科技发展自然而然就有了经济长足发展。私人财产增加就进而带来了财产安全问题,大家对家庭防盗安全疏忽大意也让心怀叵测窃贼们而越发猖狂。大部分居民财产安全防盗意识不够强给不法分子发明了很多机会,居民家中被盗也变越来越频繁,这也造成了大家对财产安全问题极大担忧。在这么大环境下,大家对一般家庭安装物美价廉防盗报警器呼声也是越来越高。然而我们走访市场后却发觉现在防盗系统基础全部因为价格昂贵只适适用于部分需要保密部门或机构,一般家庭实在难以承受。若要在家庭财产防盗领域起到作用,那么这种防盗报警系统必需要有造价低廉,性能可靠而且含有一定智能化特点。众所周知红外线是一个肉眼无法
9、观察到,任何物体全部在时刻发射着不一样红外线,大家充足利用这一点将红外线应用在博物馆,金店,甚至在军队中利用红外线来搜索战场中敌人。本设计关键包含红外探测和单片机控制。电源和单片机和红外探测器组成了基础系统运行电路。而单片机部分我们需要用单片机最小系统来控制即可,当然也需要声光报警电路组合。系统大致工作步骤:充当耳目作用红外报警器负责信号探测,而充当大脑作用单片机负责判定信号,并控制声光报警电路。经过单片机功效设定和处理抵达报警模块功效。就该设计关键而言,单片机为本设计中心模块,其作用关键性不言而喻。作为大脑单片机自然也是由软件和硬件共同组成,软件相当于它思想,硬件就是单片机本身。2 设计任务
10、和要求本防盗报警系统设计包含了软、硬件。由数据采集模块完成信号采集和数据转换功效,按键设定模块完成系统基础操作步骤,报警模块实施防盗声光报警任务。本防盗系统基础组成比较简单,囊括了了单片机(信号处理和模块控制),热释电红外探测器(人体信号采集),蜂鸣器(鸣笛报警),LED报警电路(二极管闪烁报警)和Proteus仿真软件和烧写软件。 要求本设计功效以下:倘若有些人需要外出,便可将本红外报警系统打开,此时报警器进入了布防程序;假如在布防以后,有些人闯进了住宅之内就会立即被探测器感应到,人体辐射出红外光谱将会被安装在监测点上热释电红外探测器转变成了电信号并输出。STC89C52单片机将会立即检测到
11、探测器发送来电平信号,以后单片机就控制报警LED发光,同时蜂鸣器也会响起。3 硬件基础设计3.1 系统方案设计我们综合考虑了各方面可能出现性能影响原因,人体红外探测元件最终定为性价比很高热释电红外探测器,最关键原因还是考虑到该探测器对人体辐射红外线含有愈加好探测效果。而且该传感器防盗保护性能相对一般压力报警器(通常经过可触发压力开关来报警防盗系统)来说愈加稳定,抗干扰能力很高,探测灵敏度和安全性更是无可挑剔。正如上面所说,本探测器安装相当隐蔽,几乎极难发觉该装置位置,极大方便了用户管理和操作。考虑到正常情况下检测是处于移动中人体,所以红外探测器我们选择双元件型。因为这个传感器内部两个灵敏元件是
12、反相接,假如闯进人员一直停止不动(当然这是不可能)或无人闯进,则这两个灵敏元件极化程度完全相同,两元件极化相互之间就抵消了,这时候探测器输出电压为0,报警器不工作;可一旦闯进者移动起来,则两个元件极化程度立马就不一样了,输出电压也随之改变不在是0,报警器工作,进而实现探测移动中人体为目标功效。本红外防盗报警系统设计包含硬件组成和软件组成两部分。假如以模块功效来区分话关键有系统按键模块(按键控制)、信号处理模块(红外探测器)、报警模块(声光报警部)。假如根据电路结构来区分话关键有单片机电路部分、红外传感器部分、蜂鸣器部分、LED报警指示电路部分。3.2 硬件基础设计根据我们所设计设计要求本设计最
13、少应该包含以下三个基础结构:STC89C52单片机部分、红外感应部分、报警指示电路。电路总原理图图3-1。图3-1 总体原理设计框图(1)热释电红外传感器上个世纪八十年代研发制造出来热释电红外传感器堪称传感器领域经典之作,该传感器因其灵敏度高,简单实用又廉价而著名遐迩。图3-2所表示就是常见热释电红外传感器。这种被动式传感器接收到人体辐射出红外线后立即转成电压信号输出至其本身自带放大器开始放大处理,以此实现了运行和驱动本设计几大电路控制部分功效。所以该探测器被大家广泛大量应用在防盗和报警这类用途。Pyroelectricinfraredsensorhavepolarizationinsidet
14、hepyroelectriccrystalswithtemperaturechanges,Whentheconstantinfraredradiationonthedetector,pyroelectriccrystaltemperatureconstant,externalcrystaliselectricallyneutral,noelectricaloutputfromdetector,soconstantthatcannotbedetectedbytheinfraredradiation.正常人体发出红外线波长范围通常在910m之间,而本设计红外探测元件能感应到波长灵敏度在0.220m
15、范围内,范围太大不太适合,不过其特征基础稳定不变,为了达成更正确探测效果,我们经过在传感器上面安装了一个限制入射红外光波长范围滤光片来把入射红外光波长约束至710m,这时候改装后探测器对于检测人体红外线来说性能愈加完美,显而易见我们安装滤光片将其它波长红外线吸收了,只有些人体红外线才能进入其内,就这么一个专业探测人体红外线探测器应运而生,以上充足说明了本系统设计关键之一为该传感器,其关键性不言而喻。 图3-2 热释电红外传感器(2)PIR特征原理该热释电红外传感器通常植入一个到两个探测元件,并以反极性串联这两个元件,从而降低本身温度升高而带来干扰和影响。人体发射红外辐射经过该探测器接收处理后转
16、换成较弱电压信号,因为该电压信号不足以让系统正常运行,需要探头里面场效应管放大再向外输出。The detector mainly made of a material of a high pyroelectric coefficient, Ru lead zirconate titanate-based ceramics, lithium tantalate, titanium sulfate, triethylene glycol, or the like of a size of 2 * 1mm detecting element. (3)菲涅耳透镜热释电传感器就如同近视人眼睛一样,需要一
17、个“眼镜”来“矫正”它视力,以清楚分辨事物,“眼镜”选择是否适当和使用功效好坏有着直接关系。配用不妥菲涅耳透镜会产生错误动作,常常性误报警会使用户很快失去对产品信任。报警监视空间内红外线不停被集中到了传感器之上。因为不一样型号菲涅耳透镜拥有着不一样焦距参数(即传感器探测距离),所以我们能够依据所需监控空间大小选择不一样菲涅耳透镜,通常探测距离十米内最为常见;而且依据物体红外线特点能够设计出很多专门探测某个物体红外线红外报警器,比如火灾报警器,该热释电传感器对通常火焰红外辐射最为敏感,类似这么设计使得热释电报警器应用范围被大大扩展和丰富了。菲涅耳透镜不一样会造成传感器感应距离不一样,感应距离不一
18、样会使报警器有不一样视场和范围,对于这么传感器来说视场多且广,监控也就越是密不透风,防盗效果也越是令人满意。下图3-3为菲涅耳透镜实物模型。图3-3 菲涅耳透镜模型(4) BISS0001芯片介绍作为集成芯片中性能优良且价格极为廉价型号,BISS0001优势相当显著。而且该芯片常常和红外探测器等探测器匹配,可组成各类功效不一形形色色热释电探测器,该芯片和传感器高度可匹配性使其受到广大用户一致热捧。BISS0001芯片对电路中来自热释电传感器信号传输到芯片内对信号进行处理,该芯片有着无和伦比小静态电流,3V到5V工作电压使其含有简单可靠驱动电源选择,三个1.5V干电池即可,驱动电流输出值为10m
19、A。红外传感器其实就是由该芯片和最关键热释电传感器和部分基础元器件组合而成,其简单实用性能得到大家广泛认可。该芯片是经典16管脚,使用了CMOS精湛工艺和DIP精密封装。图为BISS0001芯片内部电路框图。图3-4 BISS0001内部电路框图由上图很轻易看出该BISS0001芯片是由Voltage Comparator(电压比较器)和State Controller(状态控制器)、Operational Amplifiers(运算放大器)、Lock Timer(封锁时间定时器)、Delay Timer(延迟时间定时器)及参考电压等组合而成数模混合电路。下图3-5为其管脚功效说明。图3-5
20、管脚功效说明(5) BISS0001信号处理人体红外信号在此电路成功完成了转换,并以电信号输出。热释红外传感器信号来自2引脚,且由OP1放大器实施放大处理,C4耦合后,二级处理(放大运算)便立马在COP2运算放大器之中进行运算。双向鉴幅器由电压比较器(COP1和COP2)组成,放大后信号经过鉴幅器运行处理,开启延时定时器信号输出由上面检测出有效信号而产生,单片机对经过电阻R3输入定时器信号进行运算处理。能够使用R12来设置延时周期值,倘若VS改变发生在延时周期之内,那么从VS上跳变时刻开始Vo就会立即继续延长一单位周期;单片机下一步骤是在Vs一直高电平状态经过P10传送抵达时进行。图3-6 信
21、号采集处理模块因为我们探测器通常需要依据所需保护空间大小来选择,和此同时不一样探测距离R13大小要求也不一样,7米通常就最大可调整距离了。如上图所表示芯片中接高电平经过跳线和1脚连接后,倘若在延时时间段(即防盗报警器工作状态)之中红外传感器探测范围内有些人在活动,那么高电平状态将会成为该芯片输出保持状态,若想高电平状态改变为低电平只要探测范围内人离开探测范围内即可,所以本设计是一个不需要直接接触红外触发式防盗系统。(6) 电源模块正如上面我们提到,我们设计为3V-5V工作电压方便报警系统安装愈加灵活方便。通常情况下能够使用3只1.5V一般直流干电池为电源,考虑到更换电池问题,也能够外接4.5V
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