热释电人体感应红外报警器设计制作教案

完成工作，制定计策超导人体感应红外报警器的设计与生产学生学号：学生姓名：导师姓名：类专业名称提交日期年月日答复日期年月日年月1摘褥子随着社会的发展，时代的发展，高新技术的迅速集成，人们的生活发生了巨大的变化，人们购买了大量的高新产品，许多高新产品的使用越来越成为家庭生活的主要主旋律，人们对自己环境的安全要求也越来越高。特别是家庭安全，要时刻注意不速之客的爱护。现在很多小区都有保安，但有些农村没有这样的设施，所以很多家庭都安装了可以保护所有财产的警报系统。本文介绍了采用热释光红外传感器的监控报警系统设计。超前红外传感器，制作简单，成本低，安装方便，防盗性能比较稳定，抗干扰能力强，灵敏度高，安全可靠。这种防盗装置安装隐蔽，不易被小偷发现，多个用户可以统一管理。本设计包括硬件和软件设计两部分。硬件部分包括微控制器控制模块、红外探测模块、驱动器执行报警模块、LED控制模块等。处理器使用51系列微控制器STC89C52，程序用c语言编写。关键字：超导红外传感器，STC89C52，红外1一、简介1二、设计工作分析1三、技术方案的详细设计(实施)23.1系统设计23.1.1系统概述23.2硬件电路设计23.2.1红外感应部分33.3微控制器第8节3.3.1 STC89C52微控制器简介83.3.2单片机最低系统93.3.3键控制电路103.3.4指示灯和警报电路113.4软件程序实施113.4.1主流程工作流图113.5警报判断程序133.6编程和调试133.7硬件调试和调试问题20四、摘要评价20审计21参考文献21附件一：整体原理图设计22附件二：实物图23附件三：方案源代码231一、引言随着科学技术的提高，电子设备的迅速发展，人们的生活水平大大提高了。各种高级家电和贵重物品有很多家庭拥有。但是，一些罪犯也越来越多。这是因为看到非法分子大部分人的防盗意识不够强而产生的结果。因此，越来越多的居民家庭非常关注财产安全问题。警报系统此时为人们解决了大部分问题。但是市场的警报系统大部分是适用于部分大企业的重要机关。那个价格昂贵，一般家庭难以承受。如果设计一个价格低廉、性能稳定的智能警报系统，在私有财产的防盗领域将起到很大的作用。红外线没有可见光，隐蔽性能优秀，因此广泛应用于防盗、警戒等保安装置。此设计的电路由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括一个单片机控制部分，该部分可以将红外检测部分和整个系统电路分为电源部分、传感器模块部分、单片机控制电路等，单片机控制由最小系统和指示灯电路、报警电路等子模块组成。主要是利用电子战红外传感器进行信息收集、处理、数据传输，通过单片机功能达到警报模块的过程。在此设计的核心模块中，单片机是设计的中心单元。Scm应用程序系统还包括硬件和软件。硬件包括由单片机、输入/输出设备和外围应用电路等组成的系统，软件主要是由工作的程序编写程序来控制输入的信号。二、设计工作分析此设计包括硬件和软件设计两个部分。模块分为数据收集、密钥设置、警报等。2.本红外防盗报警系统由超前红外传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED显示电路和软件组成。系统可以实现功能。人外出时，将警报系统设置为防外出状态，探测器工作，如果有人入侵，超前红外传感器检测动作，安装在监视点的红外探头将人体辐射的红外光谱转换为电信号，红外超前模块将TTL级传输到STC89C52微控制器，在微控制器处理后驱动警报电路，使警报音响起。三、技术方案的详细设计(实施)3.1系统设计3.1.1系统概述1.系统设计简介采用超前红外传感器的该系统简单、成本低、安装方便、防盗性能比较稳定、抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器是小偷不易察觉的安装，便于多用户集成管理和用户操作。为了检测移动的人体，一般使用双组件型超导红外传感器，两个敏感部件反向连接，当人体停止时，两个部件以相同的极化程度相互抵消。但是，在人体移动时，两个组件的极化程度不同，实现了检测净输出电压非零的移动人体的目的。本设计包括硬件和软件设计两部分。模块化分为数据收集、密钥控制、警报和其他模块。电路结构可以分为超导红外传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED指示灯。3.2硬件电路设计本设计包括硬件和软件设计两部分。要根据设计要求分析设计，必须包括三个主要结构：红外检测部分、STC89C52单片机和报警系统。总电路原理图如图3-1所示。电源开关电源STC89C52微控制器重置电路LED指示灯报警电路关键点控制图3-1完整设计方块图处理器使用51系列微控制器STC89C52。整个系统在系统软件控制下运行。安装在监视点的红外探测器将人体辐射的红外光谱转换为电信号，并将TTL级传输到STC89C52微控制器。在单芯片内通过软件查询、判断等实时发送入侵警报状态控制信号。启动蜂鸣器和警报指示灯警报。3.2.1红外线感应部分3.2.1.1电源模块系统电压约为4.5v，直接为三个1.5V直流电池供电，并使用“导向”电缆连接电源接口模块。3.2.1.2超导传感器超前红外传感器(PIR)是80年代开发的一种新的高灵敏度检测元件。可以通过非接触形式检测人体发射的红外能量的变化，将其转换为电压信号输出。放大该电压信号可以驱动各种控制电路，如电源开关控制、防盗火灾报警、自动查找等，人体辐射的红外中心波长为9 10-um，检测元件的波长灵敏度在0.2 20-um范围内几乎是恒定的。传感器上方有可以通过光的波长范围为7-10-um的滤波器，适合人体红外辐射探测，其他波长的红外线被滤波器吸收，从而形成用于人体辐射探测的特殊红外传感器。这个传感器是整个系统的核心，只有这个传感器能探测到人类的红外线。如图3-2所示。图3-2热感应传感器3.2.1.3菲涅耳透镜fresnel镜头切片与热感应传感器“眼镜”相同，起到人眼的作用，适当的使用与否直接影响使用效果，不当的使用等引起错误的行为，使用户或开发者失去了信心。其作用是将检测空间的红外线集中到传感器上，fresnel镜头根据性能要求，焦距(检测距离)不同，因此创建了不同的监视视野，视野越多，控制就越严格。图3-3是菲涅耳透镜模型图。图3-3菲涅尔镜头3.2.1.4 BISS0001芯片简介BISS0001是检测信号处理集成电路，在热传感器将红外线接收到BISS0001进行信号处理的情况下，其自身静态电流非常小，操作电压在3v-5V之间，操作电压为5V时输出的驱动电流为10MA。用超前红外传感器和少量周边组件形成被动超前红外传感器，广泛应用于安全、自动控制等领域，是由16只脚组成的一个集合体。图3-4是显示针功能说明的BISS000集成芯片的内部框图，如表1所示。图3-4 BISS0001内部方框图大头针名字I/O功能说明1aI可重复和不可重复触发器选择器。当a为“1”时允许重复触发；相反，不允许重复触发器2波波o控制信号输出。由VS的父跳跃前端触发，当Vo输出从较低级别跳转到较高级别时，将其视为有效触发器。输出延迟超过Tx且不使用VS移动时，Vo保持低级别状态。3RR1-输出延迟时间Tx的调节侧4RC1-输出延迟时间Tx的调节侧5RC2-触发封锁时间Ti的控制团6RR2-触发封锁时间Ti的控制团7VSS-工作电源的负端，通常为0V8VRFI参考电压和重置输入。通常，如果连接了VCC且“0”出现，则可以重置计时器9VCI触发戒断。Vc 允许在VR中触发(VR0.2 vdd)10IB-运算放大器偏置电流设定侧，如果RB连接到VSS侧，则RB使用约1米的值。11VCC-35V范围内的工作电源额定值122出局o二次运算放大器输出132IN-I二次运算放大器的倒相输入端141INI一阶运算放大器的同相输入端151IN-I一阶运算放大器的倒相输入端161OUTo一阶运算放大器输出表1:针脚说明如图所示，BISS0001是数字模拟混合专用集成电路，由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟计时器、截止时间计时器、基准电压等组成。可广泛应用于各种传感器和延迟控制器。首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1制作检测信号预处理电路，放大信号。然后，将运算放大器OP2与二次放大相结合，将DC位提升到VM(0.5 vdd)，并将输出信号V2发送到由比较器COP1和COP2组成的双向振镜，以检测有效的触发信号Vs。VH0.7 VDD、VL0.3 VDD使VDD=5V能够有效抑制1V噪音干扰，提高系统稳定性。警察3是条件比较器。在输入电压VC VR中，COP3输出进入高水平，进入延迟周期。在连接a侧的“0”级时，Tx时间的所有V2更改都将被忽略，直到Tx时间结束。也就是说，重复触发器的工作方式。Tx时间结束后，Vo将跳回较低级别，启动阻挡时间计时器，进入阻挡周期Ti。在Ti时间内，V2中的任何更改都不能使Vo跳跃进入有效状态(更高级别)，从而有效地抑制负载切换期间发生的各种碰撞。可重复触发器操作模式的波形不能在VC= 0 ，a= 0 期间以有效状态触发信号Vs。当Vc= 1 ，a= 1 时，Vs可以反复触发Vo，以确保Vo在Tx周期内保持有效。只要在Tx时间内Vs发生跳跃，Vo就会从Vs跳跃的那一刻开始继续延长Tx周期。如果Vs保持“1”状态，则Vo始终保持有效。如果Vs保持“0”状态，则在Tx周期结束后，Vo返回错误状态，在阻塞时间Ti时间内，任何Vs更改都不能触发Vo进入有效状态。3.2.1.5信号收集和处理模块图3-5信号处理模块图3-6物理图这个电路是把人体辐射的红外线转换成电信号。将两个热释光传感器输入前导放大器OP1进行放大，然后通过C4将其与运算放大器OP2相结合进行二次放大。电压比较器COP1和COP2配置双向振镜处理时，延迟计时器输出信号通过R3流入到单片机部分进行处理。延迟周期可以通过R12调整输出，在延迟时间内，只要Vs上发生波动，Vo就会从Vs上波动的那一刻开始继续延长一个周期，而电路的电容保持在高水平，以便更好地控制芯片内的计时器，则电路的电容可以通过P10发送到单芯片微计算机，进行下一步。根据距离要求，可以调整R13，最大可达7米。图BISS0001的一只脚通过跳线连续接收高水平后，在延迟时间内人体在检测范围内活动的情况下，输出继续保持在高水平，并且在人离开之前，高水平不会更改为低水平的电路设计可以触发，以此类推。3.3单片机部分3.3.1 STC89C52微控制器简介STC89C52是具有8K系统可编程闪存的低功耗高性能CMOS8位微控制器。采用高密度非易失性内存技术制造，与工业80C51产品指南和针脚完全兼容。片上闪存允许程序内存在系统中编程，适合一般程序员使用。STC89C52在单个芯片上配备8位CPU和系统可编程Flash，可为众多嵌入式控制应用程序提供高度灵活、高效的解决方案。STC89C52具有标准功能，如8k字节闪存、256字节Flash、32位I/O端口线、看门狗计时器、2个数据指针、3个16位计时器/计数器、1个6矢量2中断结构、全双工串行端口、芯片内部晶体和时钟电路。STC89C52还支持两种软件，可降至0Hz静态逻辑操作，并允许用户选择睡眠模式。在空闲模式下，CPU死机，RAM、计时器/计数器、串行端口和中断继续运行。以断电保护方式存储RAM内容，振荡器冻结，单芯片微型计算机的所有操作停止，直到进行下一次中断或硬件重置