1_8000698_红外探测报警器毕业设计

大庆石油学院应用技术学院毕业设计（论文） u)0 概 述 报警器的设计思想 随着社会的发展和人民生活水平的不断提高， 农村城镇化和人员流动性增大 ，社会治安状况也变得日趋复杂，目前日趋严重的盗窃犯罪突出了低龄化、团体作案以及高素质犯罪等特点，人们的安全防范意识也随之不断增强。诸如 家庭 、 学校、工厂、办公室等场所都应该健全自身的防盗系统。 红外线报警器所采用的红外探测技术是检测物体自身发射的红外线的一种无源探测技术，具有极强的抗干扰能力，不产生辐射，隐蔽性好。红外探测器是红外探测技术的关键部件，可探测 的温度，长波红外影像可穿透 烟雾，分辨率高，空间分辨能力更可达 弧度。另外，红外影像不受低空工作是地面和海面的多路径效应影响，具有多目标全景观察、追踪及目标识别能力，可整合微处理器实现对目标的热影像进行智慧型探测，具有良好的抗目标隐形能力。由于红外探测的这些特点 就使得红外线报警器以其独特的优势被人们 广泛应用于家居、商铺、办公室、工厂、仓库、银行、学校、医院等领域 。 本红外线报警器是由 片机 、 红外 线探头 开关 、电子继电器 、220V/15W 警示灯构成的单机报警系统，它具有精确的 24 小时制可调的电子时钟，智能化 夜间报警，远程监视等功能，警示灯可以同时完成警报与闪灯，具有良好的报警效果。而且本系统便于安装和隐藏，反应灵敏、使用性强。其主要功能为： 1) 防盗：若有非法入室盗窃者，立刻现场报警，同时向外发送报警信号 。 2) 防窃：若遭遇坏人入室抢劫，可即时发送报警信号 。 该报警系统的红外探头部分采用 红外线探头开关，用 司的片机作为报警器的主控部分， 220V/15W 红色警报灯作为报警部分，继电器驱动电路驱动 220V 警报灯工作。 具体要求如下：由 片机控制完成 24 小时制可 调的 电子时钟，用数码管显示小时与分，通过 的外设按扭完成时、分、秒的调节。在晚上八点到早上八点这段时间内 检测是否 有 无 非法入室盗窃者， 若有 立刻现场报警，同时向外发送报警信号 ；其余时间不报警。用单片机的 接 红外线探头开关，检测有无非法入侵者，若检测到信号 将由高电平变为低电平。用单片机的 he u)0接继电器的驱动电路，若单片机的 检测到信号，则 会出现低电平驱动 220V/15W 警报灯报警。 红外线探头在没有检测到人体发出的红外线时，探头输出是高电平（即为 +5V），但当红外探头 探测 到 人体发出的红外线 时 ， 探头输出的电信号将由高电平变为低电平（即为 0）。 本红外线报警器最大的特点是既可以作为单机报警器，经过扩展后还可以完成多机报警；智能化夜间报警；可以远距离监视某场所；反应灵敏，抗干扰性强。还具有设计思想简单，实用性强，价格低廉等特点， 相信在不久的将来会被人们广泛应用 在更为广阔的 领域 。 第二章 元件简介 1、 的低电压 ， 高性能 位微处理器。该器件采用 工业标准的 于将多功能 8位 很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 2、 主要特性 与 容 4 支持 1000次的存储擦除 工作电压 工作频率为 33 具有双工 u)0 看门狗计时器 、 双数据指示器 电源关闭标识 三态门记忆锁存功能 1288 字节的 32 位输入输出端口 2个 16位的定时器 /计数器 6个中断源 采用 功耗 3、 单片机管脚图 图 2片机管脚图 4、 管脚说明： 供电电压。 接地。 u)00口： 位漏级开路双向 I/脚可吸收 8 时，被定义为高阻输入。 可以被定义为数据 /地址的低八 位。在 作为原码输入口，当 时 位双向 I/后，被内部上拉为高，可用作输入， 输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 位双向 I/出 4个 1” 时，其管脚被内部上拉 电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时， 输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 6位地址外部数据存储器进行存取时， 给出地址 “ 1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， 个带内部上拉电阻的双向 I/接收输出 4个 1” 后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输 入，由于外部下拉为低电平， 是由于上拉的缘故。 下表所示： 行输入口） 行输出口） 部中断 0） 部中断 1） 0（记时器 0外部输入） 1（记时器 1外部输入） 部数据存储器写选通） 部数据存储器读选通） 复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 he u)0w 间。 当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 引脚用于输入编程脉冲。在平时， 频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 想禁止 。此时， 用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 位无效。 / 外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /在访问外部数据存储器时，这两次有效的 / / 当 /在此期间外部程序存储器（ 0000不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1时， / /间内部程序存储器。在 引脚也用于施加 12 向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 自反向振荡器的输出。 5、 振荡器特性 反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件， 余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 红外 探头简介 1、 工作原理 和性能 、 红外线 探头 开关 是根据人体红外光谱而工作， 因为 人体都有恒定的体温，一般在 37 ，所以会发出特定波长 10m 左右的红外线， 这种 被动式红外探头就是靠探测人体发射的 10m 左右的红外线 而工作 的 。 u)0 人体发射的 10m 左右的红外线 ， 通过菲泥尔滤光片增强后 ， 聚集到红外感应源上 时， 红外感应源 所 采用 的 热释电元件温度 就会 发生变化 ， 失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。 它的 红外探 头 部分采用报警器用传感器和红外专用处理 频发射部分采用最新声表面（ 频技术，配合成熟的外围电路，使得产品具有红外探测灵敏度好、误报率低、高频发射 频率稳定、发射功率大的特点。红外广角型探头的防范区域是以其透镜始点，向前散发 110，长 8m 的圆锥形的探测区域，在这区域内，只要是热能动物在区域内活动，其散发的红外热能将被吸收。 2、 探头 参数 报警时间： 30 60s 报警音量： 100调） 红外控测范围： 距离 8 10m 角度 110 度 *26 度 3、 技术参数 1） 红外部分 探测角度： 水平 110 ，垂直 26 探测距离： 中心 8 10m（环境温度 20 ） 开启时间： 2） 高频部分 发射频率： 315 发射电流： 8 10 发射距离： 空阔地为 600m 3） 静态功耗 功耗： 55A （典型值） 4、 红外安装要求 红外探头应尽量安装在室内的角落以取得最理想的探测范围， 而且 其误报率与安装的位置有极大的关系。正确的安装位置应离地面 远离空调 , 冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方 。其 探测角度：水平 120 ，垂直 60 ， 探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物 。 u)0、 优 缺点 1）优点 本身不发任何类型的辐射 器件功耗很小 隐蔽性好 价格低廉 2）缺点 容易受各种热源、光源干扰 被动红外穿透力差，人体的红外 辐射容易被遮挡，不易被探头接收 ； 易受射频辐射的干扰 环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵 继电器简介 一、继电器结构原理 继电器是一种电子控制器件， 它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中 ， 它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种 “ 自动开关 ” 。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器的种类较多：如电磁式继电器、舌簧式继电器、启动继电器、限时继电器、直流继电器、交流继电器等。但应用于电子电路的，用得最广 泛的就是电磁式继电器了。 1、电磁继电器的工作原理和特性 通常，电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的 圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的 “ 常开、常闭 ” u)0点，可以这样来 区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为 “ 常开触点 ” ；处于接通状态的静触点称为 “ 常闭触点 ” 。 其实，电磁式继电器又可分为直流与交流两种。区分如下：凡是交流电磁继电器，其铁芯上都嵌有一个铜制的短路环 2、热敏干簧继电器的工作原理和特性 热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感 温磁环的温控特性决定的。 3、固态继电器（ 工作原理和特性 固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。 固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。 二、继电器技术参数 1、额定工作电压 是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。 2、直流电阻 是指继 电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。 3、吸合电流 是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的 ，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。 4、释放电流 是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。 u)0、触点切换电压和电流 是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和 电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。 三、继电器测试 1、测触点电阻 用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为 0；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。 2、测线圈电阻 可用万能表 R10 档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。 3、测量吸合电压和吸合电流 找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合 电压和吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。 4、测量释放电压和释放电流 也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流 电器的释放电压约在吸合电压的1050，如果释放电压太小（小于 1/10 的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。 四、继电器的电符号和触点形式 继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个 线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号 “J” 。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有三种基本形式： u)0. 动合型（ H 型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头 “H” 表示。 2. 动断型（ D 型）线圈不通电时两触点是闭合的，通 电后两个触点就断开。用断字的拼音字头 “D” 表示。 3. 转换型（ Z 型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用 “ 转 ” 字的拼音字头 “z” 表示。 五、继电器的选用 1、 先了解必要的条件 . 控制电路的电源电压，能提供的最大电流； . 被控制电路中的电压和电流； . 被 控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。 2、 查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合 适。 3、 注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。 u)0三章 电路的设计与连接 电路的设计 思想 首先用单片机实验板完成 24 小时制可调电子时钟，在某时间区域内用单片机检测 红外线探头有无输出信号，如果检测到信号则驱动警示灯报警，否则不驱动警示灯报警。 图 3外线 报警器的设计思想 电路的连接 一、单片机电路： 红外线报警器的单片机电路如下图所示，单片机的 接继电器驱动电路的输入端，用来驱动警示灯报警。单片机的 接 红外线 探头的输出端，用来检测有无信号。 红外线 探头 警 示 灯报警 电 子 时钟显示 u)0片机电路： 二 、继电器驱动电路： 当晶体管用来驱动继电器时，必须将晶体管的发射极接地。具体电路如下： 体管 体管 12he u)0、电路中各元器件的作用： 晶体管 视为控制开关，一般选取 24V，放大倍数一般选择在 120 240 之间。电阻 要起限流作用，降低晶体管 耗，阻值为10阻 晶体管 靠截止，阻值为 极管 向 续流，抑制浪涌，一般选 1可。 第四章 红外报警器总结 红外报警器优缺点 1. 红外报警系统的优点 利用硬件可以方便的调整时间 只在晚上报警，不会影响工作与学习 可以单路报警，通过扩张也可多路报警 2. 红外报警系统的缺点 报警时间区域不能通过硬件调节 报警时间不够灵活 红外报警器总结 红外线报警器，通过 头可以完成水平 距离 8 10m 角度 110度 *26度 范围内的检测，检测区域广而且反映灵敏。 红外线 探头 本身不发任何类型的辐射 ， 器件功 耗很小 ， 隐蔽性好 ， 价格低廉 。但是它也有很多缺点，如： 容易受各种热源、光源干扰 ； 被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收 等，还需要改进。 通过继电器控制 220V/15W 警示灯的通断，只要继电器驱动电路输入端出现低电平就可以立即使警示灯导通，反映速度快。而且还可以完成远距离控制，可以对现场进 u)0远程检测和控制，进一步提高了本系统的实用性、智能性。因此，其应用范围比较广，实用价值比较高。 由于本人水平有限，时间仓促，报警器设计的不是很完善。但在整个设计过程中，我学到了很多知识，积累了很多实际经验 。虽然我已完成了设计任务，但我已深知自己还有很多不足之处。因此，以后我会更加努力，勇攀单片机技术之高峰，争取在单片机领域取得更高的建树 。 u)0录 1： 电路图 片机实验板电路 6 1BV c / V E 012 11301P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E E / 10 51V C J 1 - 5 /10 0u 1u 56034V C E 3 45387 893611 12133415 16173219 202130236252827102926311433243518372239 40J P 1H E A D E R 20 X 2123456781615141312111092021 1 J 1 J 1 612345687 1 1 1 01234 5678 P 417161514131211101011121315161714 Z E 2J 1he u)0外线报警器电路 / V S E 012 113 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E E / S 5 16 O J V C A N C E. u)0录 2： 流程图 程序流程图： Y N Y Y 开始 设置定时器中断入口 设置堆栈指针 设置时间初值 设定标志位 定时器 0 初始化，开中断 启动 作 1 调用调时字程序 小时值位于20 8 之间吗？ 1 吗？ 调用时钟循环程序 结束 u)0时钟循环程序流程图 N 1 分钟标志 1 吗？ N N Y Y N N Y Y 开始 零 寄存器内数值加 1 寄存器内数值 =0 ？ 寄存器清零 调 显 进入 寄存器 寄存器内数值加 1 寄存器内数值 =06H 吗 ？ 寄存器清零 调 显 进入 寄存器 寄存器内数值加 1 寄存器内数值 =0 ？ 寄存器清零 调 显 进入 寄存器 寄存器内数值加 1 寄存器内数值 =06H 吗 ？ 寄存器清零 时钟从新记时 u)0显示子程序流程图 N Y N N Y Y N N Y Y 开始 调 表 将 向寄存器内部的值给 A 调表中的值 27 上小数点 将 A 中数值放进 1 为 25 判断并报警 将 给 1 为 26 将 给 1 为 27 将 给 1 为 28 将 给 回 u)0录 3： 源程序 ;* ; 实验板完美时钟版（功能：闪烁调时、红外报警） ;* 000H ;设置地址入口 ;复位入口 000 ;设置定时器中断入口 ;跳入中断 65H ;堆栈 25H,#00H ;存器初值 26H,#00H ;存器初值 27H,#00H ;存器初值 28H,#00H ;存器初值 ;*初始状态 * 0 ;初值 0 ;初值 40H ;初值 0 ;初值 25H ;指针 值 25H ;指针 值 ;*设定标志位 * ;一分钟标志位 零 ;调时标志位 零 ;标志位 零 ;标志位 零 10 ;定时一分 ;*设定定时器初值 50* 01H ;设置定时器 0 工作方式 1 3 ;给定初值 u)0 0 ;给定初值 ;*开中断和定时器 * 82H ;开中断 ;开定时器 *主程序 * ;调时钟显示子程序 A,28H A A,27H A,#19H,W: ;大于 19H B: ,#07H, Q: ;小于 07H U ;判断是否进入调时状态标志位 ;调用调时子程序 ;*时钟循环主程序 * ;判断标志位 ;标志位清零 ;寄存器内数值加一 0 00H ;加到 10 清 0 u)0 ;调用显示子程序 ;进入 寄存器 ;寄存器内数值加一 06H, 00H ;加到 10 清 0 ;调用显示子程序 ;进入 寄存器 ;寄存器内数值加一 a,28h a,#02h, ;为 2 时 05H, ; 只能记数到 4 00H ;以满足 24 小时定时 0 00H ;加到 10 清 0 ;调用显示子程序 ;进入 寄存器 ;寄存器内数值加一 02H, 00H ;加到 10 清 0 ;时钟从新记数 ;*显示子程序 * ;调表 A, ;将 向寄存器内部的值给 A A,A+ ;调表中的值 27H, ;若 27H 跳到 A,#7 ;在 与上小数点 ;A 内的值给 u)0 25H, ;若 的寄存器 值给 44H, K ;判断报警 X 44H,#80H X: 44H,#7K: 4H 0 26H, ;若 的寄存器 值给 0 27H, ;若 的寄存器 值给 0 3: 28H, ;若 的寄存器 值给 0 ;子程序返回 ;*定时中断 * ;保护现场 3 ;重装定时器初值 0B 5 B 5 ;判断是否进入调时状态 ;是进入调时状态标志位置 1 u)05: 55 55 : ;是否够 1 秒时间