单片机红外热释电家庭防盗报警器的设计-开题报告.doc

本科毕业设计（论文）开题报告

题目 单片机红外热释电家庭防盗报警器的设计

学 院
专 业
学生姓名
学生学号
指导教师

二零一二年三月

毕业设计开题报告
论文题目
热释电人体红外家庭防盗报警器的设计
选题方向
自动控制技术
学生姓名

专业

年级、班级

一、选题的来源、目的、意义和基本内容
来源：学院毕业设计选题指南
目的：随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。现在现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不见光很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用
意义： 红外线防盗报警器是当前使用比较普遍的报警器之一，它以其灵敏度高、价格实惠，受到了广大用户的欢迎。但是使用每一种红外线传感器都有其不足之处，如抗干扰能力弱、误报漏报现象严重等，可靠性不够高。目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点[5,6]。
基本内容：本课题基于单片机设计一种简易的红外报警器。此热释红外报警器安装在禁区，根据检测人体自身的热量，检测到有人时，自动发出报警信息，并且能够自动或手动取消报警。

二、国内外研究综述
红外技术最初的发展应用是红外光谱仪，随着红外探测材料技术的发展应用，红外技术目前已广泛应用于环境监测、分子类型和结构判定、石油勘探与分析、地质矿物的籀定、质量检测、交通运输、安全报警、医疗保健等一系列领域。其方法和原理目益成熟，各类红外器件层出不穷，仪器的精度也不断地提高。虽然早在19世纪就有了红外探测器，而且在第一次世界大战期间红外探测器已用于军事目的，但只是到了第二次世界大战期间有了PbS探测器以后，红外探测器技术才受到了人们广泛的重视并得到了迅速的发展。新的探测器材料不断被研制出来，探测器的响应波段很快就覆盖了1-3 um，3-5 um和8-12 um三个大气窗口，与此同时，探测器材料质量的不断改善使探测器的性能也不断得到提高，促进了红外技术的全面发展。

三、 拟采取的方法、技术或设计（开发）工具：
根据以上设计需要，系统拟采用以下技术方案，系统的结构框图如下图所示。
电源开关
电源

STC89C52

单片机
复位电路
LED指示灯
报警电路
按键控制

本设计主要以MCS-51系列单片机STC89C52为控制核心，它自带8K的FLASH程序存储器，它的核心处理单元为8位。数据处理主要是对红外热释电传感器，并进行逻辑判断，根据数据的具体情况输出信号指示和蜂鸣器报警。整个单片机应用系统的设计分为硬件电路设计和软件编程设计两大部分；其中硬件电路设计包括红外热释电传感器，按键、蜂鸣器，单片机控制电路。软件设计部分包括系统主程序，红外热释电传感器子程序，报警子程序和按键子程序，均采用51系列C语言编程实现。

四、 指导教师意见

指导教师签名： 年 月 日
五、院（系）毕业论文领导小组审核意见

领导小组组长签名： 年 月 日

一、论文选题的目的和意义
红外线防盗报警器是当前使用比较普遍的报警器之一，它以其灵敏度高、价格实惠，受到了广大用户的欢迎。但是使用每一种红外线传感器都有其不足之处，如抗干扰能力弱、误报漏报现象严重等，可靠性不够高。目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点[5,6]。
本课题基于单片机设计一种简易的红外报警器。此热释红外报警器安装在禁区，根据检测人体自身的热量，检测到有人时，自动发出报警信息，并且能够自动或手动取消报警。
设计的系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于时时更新报警的设置[7,8]。

二、国内外的发展状况
1800年英国物理学家F·W·赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线。开始了人类历史上红外技术的研究，从此红外技术的发展应用不断走向成熟。
红外线的波长在0.76-100 um之间，按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在电磁波连续频谱中的位置处于无线电波与可见光之间的区域。
红外技术最初的发展应用是红外光谱仪，随着红外探测材料技术的发展应用，红外技术目前已广泛应用于环境监测、分子类型和结构判定、石油勘探与分析、地质矿物的籀定、质量检测、交通运输、安全报警、医疗保健等一系列领域。其方法和原理目益成熟，各类红外器件层出不穷，仪器的精度也不断地提高。虽然早在19世纪就有了红外探测器，而且在第一次世界大战期间红外探测器已用于军事目的，但只是到了第二次世界大战期间有了PbS探测器以后，红外探测器技术才受到了人们广泛的重视并得到了迅速的发展。新的探测器材料不断被研制出来，探测器的响应波段很快就覆盖了1-3 um，3-5 um和8-12 um三个大气窗口，与此同时，探测器材料质量的不断改善使探测器的性能也不断得到提高，促进了红外技术的全面发展。
我国在1953年初就开始研制PbS红外探测器材料。经过多年的发展，研制的探测器材料和探测器品种不断增加，研究速度不断加快，逐步接近园外先进的研究水平[15]。
由众多厂家最近几年推出的新产品不难发现，被动式红外探测产品的技术朝着数字化、无线化、集成化方向发展，具体表现在以下几个方面[16]：
①更稳定、可靠：如探测器需可抗RFI/EMI、防雷电等，以适应恶劣气候；
②更多样的功能：如探测器可调频、防遮挡、防喷盖、防破坏等；
③更精美、小巧的外观：以符合品味日益提高的室内装潢需求；
④更智能化的设计：完善的信号处理技术，方便地设/撤防，人性化的操作界面；
⑤更强大的联网功能；
⑥更方便的扩展性。

三、 方案拟定与分析
被动式红外线传感技术是利用红外光敏器件将活动生物体发出的微量红外线转换成相应的电信号，并进行放大、处理，对被监控的对象实施控制。它能可靠地将运动着的生物体和飘落的物体进行区别。同时，它还具有监控范围大、隐蔽性好、抗干扰性强和误报率低等优点。因此，被动式红外技术在自动控制、自动门启闭、接近开关、自动照明、遥控遥测等方面、特别是在保安、防火、报警等方面越来越收到重视和得到应用[11]。
目被动式红外报警器则采用了传感元件——热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：
●不需要用红外线或电磁波等发射源。
●灵敏度高、控制范围大。
●隐蔽性好，可流动安装[12]。
本课题研究的是热释红外报警系统，根据物理学知识，凡是温度大于绝对零度的物体都会发出红外线。不同的物体发出的红外线频率也不相同，因此用热释电红外传感器可以探测出监控环境中的某些特定范围的波长的红外线，达到报警的效果。
该热释红外的报警系统由硬件和软件两部分组成。硬件主要包括单片机系统，热释电红外传感器探头、按键电路、LED显示电路，蜂鸣器报警电路等部分；软件部分主要包括热释电传感器输出信号的采样、数据分析模块。
四、 本课题需要解决的问题
鉴于日常生活中应用的红外报警器出现的性能不稳定，误报率高的问题，本课题需要设计一种质量过关、稳定性好且误报率低的新型热释红外报警器。
根据要求需要设计一种简单的红外报警器，且需要性能良好，决定采用被动热释红外探测的方法设计热释红外的报警系统
五、 参考文献
[1] 房汉雄，王艳春.基于51系列单片机的被动式热释电型红外防盗报警器的设计[J],齐齐哈尔大学学报.2008,1(24):41
[2] 陆尚炳，王海波，魏晋忠.基于热释电红外检测技术的防盗报警器设计[J].企业技术开发,2009,3(28):47
[3] 刘梅锋, 钟国韵. 基于单片机AT89C5 1热释电红外报警系统的设计[J].安防科技产品设计与实现,2007,2:27
[4] 周海波.基于HN91 1的红外线报警系统[J].长江工程职业技术学学,2008,3(25):55
[5] 罗晴兰.RS-485总线通信技术在红外线报警系统中的应用[J].电工电气,2005,5:27

四、实施进度计划
为了合理有效地进行文章各部分的写作，本人制定了如下的研究计划：
第一阶段：12月25日 —2月10日，阅读并收集文献资料。
第二阶段：2月11日 — 3月10日，整理资料，确定方案。
第三阶段：3月11日 —3月25日，整理资料，写开题报告。
第四阶段： 3月26日 —4月10日，撰写毕业论文初稿。
第五阶段： 4月11日 — 4月20日，初稿修改，预答辩。
第六阶段： 4月20日 — 5月5日，修改完善，定稿。