红外热释家庭防盗报警器(硬件)

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业摘要随着科学技术的发展以及人们生活水平的提高与安全意识的加强，家庭、企业、机关等场所的安全防范和自动报警系统的研究与设计日益被科研单机和生产厂商所重视。在本文中，介绍一种利用DYP-ME003热释电红外传感器进行监控，并进行报警的系统的设计。红外热释电家庭报警防盗器的设计简单，防盗效果稳定性好，具有较强的抗干扰作用，探测距离远，检测范围宽，灵敏度高的优点。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统一管理。本设计主要是有软件和硬件两大块组成。硬件电路有电源部分、状态指示灯、单片机STC89C52最下系统、蜂鸣器报警模块和DYP-ME003人体红外传感器部分组成。软件是用C语言在keil2下编写。关键字：DYP-ME003人体红外传感器、单片机STC9C52、防盗器TOC\o"1-3"\h\u第一章引言随着近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警器这时正为人们解决了不少问题但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的报警防盗器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。由于红外线是不可见光，有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，此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。而本设计的电路包括硬件和软件两个部分。硬件部分包括红外感应部分与单片机控制部分。整个系统电路可划分为：电源部分、传感器模块部分、单片机控制电路，而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。主要工作由热释电红外感应器完成信息采集、处理、数据传送经过单片机功能设定到达报警模块这一过程。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元。单片机应用系统也是由硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是主要是工作的程序通过编写程序来控制输入的信号。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。为了探测移动人体，通常使用双元件型热释电红外线传感器，在这种传感器内部，两个灵敏元件反相连接，当人体静止时两元件极化程度相同，互相抵消。但人体移动时，两元件极化程度不同，净输出电压不为0，从而达到了探测移动人体的目的。第二章设计方案2.1硬件电路设计红外热释电家庭防盗报警的硬件结构主要由单片机最小系统、电源模块、按键模块、红外热释电传感器DYP-ME003、LED指示灯和蜂鸣器报警模块组成。电路总原理图的框架图如图2-1所示：传感器模块传感器模块复位电路STC89C52单片机电源模块LED指示灯蜂鸣器报警，电机工作按键模块图2-1总体设计框图处理器采用51系列单片机STC89C52。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，送出TTL电平至STC89C52单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动蜂鸣器及报警指示灯报警。2.2硬件介绍2.2.1电源模块本系统电源电压为4.5v，由三节干电池组成。电源模块电路为电源开关和电源指示灯组成。SW1是电源开关，按下SW1开关后，电源指示灯D4发光指示电源情况。2.2.2热释电传感器基于红外线技术的自动控制产品,灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式,广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电的自动控制产品。实物图片：电气参数：电气参数DYP-ME003人体感应模块工作电压范围DC4.5-20V静态电流<50uA电平输出高3.3V/低0V触发方式L不可重复触发/H重复触发延时时间5S(默认)可制作范围零点几秒-几十分钟封锁时间2.5S(默认)可制作范围零点几秒-几十秒电路板外形尺寸32mm*24mm感应角度<100度锥角感应距离7米以内工作温度-15-+70度感应透镜尺寸直径:23mm(默认)功能特点：1.全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。2.光敏控制（可选择，出厂时未设）：可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。3.温度补偿(可选择，出厂时未设)：在夏天当环境温度升高至30～32℃，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。4.两种触发方式：（可跳线选择）a.不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变为低电平；b.可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。5.具有感应封锁时间(默认设置:无封锁时间)：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时间可设置在零点几秒—几十秒钟)。6.工作电压范围宽：默认工作电压DC4.5V-20V。7.微功耗:静态电流<50微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。8.输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。感应范围：2.2.3信号采集处理模块图2-2信号处理模块图2-3实物图本电路是将人体辐射的红外线转变为电信号。热释红外感应2脚输入到前置放大器OP1进行放大，然后由C4耦合给运算放大器OP2进行第二级放大。再经过电压比较器COP1和COP2构成双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号去启动延时时间定时器输出信号在经过R3进入单片机部分进行处理。延时周期可通过R12来调节输出，在延时时间内只要Vs发生上跳变，Vo就会从Vs上跳变时刻起继续延长一个周期，而电路中的电容为了能够更好的控制了芯片内的定时器，若Vs一直保持为高电平，这样就可以通过P10传输到单片机内进行下一步处理。而根据不同的距离要求来调节R13，最大可以调节到7米左右。图中BISS0001中1脚用跳线连连接住一个接高电平后，在延时时间段内如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才将高电平变为低电平，本电路设计就是可触发方式。2.2.4按键控制电路按键模块是有三个独立按键组成：分别为手动报警键、布防键、取消报警键。按下手动报警键：当遇到特殊紧急情况时，可按下紧急报警键，蜂鸣器会发出报警声同时红色led信号指示灯也会闪烁提示。按下布防键：绿色led灯会闪烁代表布防开始，一直到绿色led灯会常亮，代表布防结束（布防时间持续30s钟）。在此时如果有人体经过传感器的监测范围区（监测距离为5到7m，监测角度为小于100度）时，红外热释电输出高电平，单片机P1^3口检测高电平，点亮黄色led指示灯，代表有人经过监控区，同时蜂鸣器发出报警声，有贼入侵。按下取消报警键：蜂鸣器和指示灯进入初始状态。图2-4所示。图2-4按键部分2.2.5指示灯和报警电路报警电路是有红色led灯和蜂鸣器模块组成。报警指示灯是有单片机输出低电平驱动。蜂鸣器是用pnp型的功率驱动管S8550驱动，当单片机P2^3 口为低电平时，三极管S8550饱和导通，蜂鸣器发出报警声，当单片机P2^3 口为高电平时，三极管S8550截止，蜂鸣器停止报警。电路图如图2-5所示：图2-5指示灯和报警电路2.2.6直流电机直流电机是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能。2．3设计要求红外线报警防盗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报警防盗器、开关电子报警防盗器和压力遮光触发式报警防盗器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。本设计是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，电动机工作，实施防盗措施，并且能够自动或手动取消报警。第三章硬件调试3.1安装步骤1.检查元件的好坏按电路图买好元件后首先检查买回元件的好坏，按各元件的检测方法分别进行检测，一定要仔细认真。而且要认真核对原理图是否一致，在检查好后才可上件、焊件，防止出现错误焊件后不便改正。2.放置、焊接各元件按原理图的位置放置各元件，在放置过程中要先放置、焊接较低的元件，后焊较高的和要求较高的元件。特别是容易损坏的元件要后焊，在焊集成芯片时连续焊接时间不要超过10s，注意芯片的安装方向。3.2电路的调试首先烧入显示程序，看显示正不正常。在调试程序时，发现有的指令用的不正确，导致电路功能不能完全实现，另外软件程序中的延时有的过长、有的过短。类似的现象还有很多就不一一列举了。3.3操作方式在本次研究的是基于单片机设计的红外家庭防盗报警器。该系统主要是有单片机最小系统、电源电路、红外热释电传感器部分、蜂鸣器报警模块、led状态指示灯和按键模块组成。本设计采用的红外热释电传感器的型号是DYP-ME003，此传感器在上电是需要1分钟左右的时间才能稳定，有效电平为高电平，平时为低电平状态。外部不可接上拉电阻，否则会影响红外热释电传感器的正常工作。此设计上有三个led信号指示灯,分别为红色灯，绿色灯和黄色灯。红色灯代表报警信号指示，绿色灯代表布放信号灯指示，黄色灯代表DYP-ME003红外热释电传感器信号指示灯。按键部分也有四个按键，分布代表复位键（属于单片机最小系统部分），左边第一个灯为手动报警键，按下此键蜂鸣器会发出报警声同时红色led信号指示灯也会闪烁提示。左边第二个键为布防键，当按下此键，绿色led灯会闪烁代表布防开始，一直到绿色led灯会常亮，代表布防结束（布防时间持续30s钟）。在此时如果有人体经过传感器的监测范围区（监测距离为5到7m，监测角度为小于100度）时，红外热释电输出高电平，单片机P1^3口检测高电平，点亮黄色led指示灯，代表有人经过监控区，同时蜂鸣器发出报警声，有贼入侵。左边的第三个按键为取消报警和撤防键，当按下此键时，不管是在布防状态还是在报警状态都会取消。该报警器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活；且安装方便、智能性高、误报率低。随着现代人们安全意识的增强以及科学技术的快速发展，相信报警器必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。第四章主程序工作流程图按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序工作流程图如下图所示：开始开始布防按键按下倒计时结束30秒倒计时开始检测到有无信号蜂鸣器报警，发光二级管闪烁紧急按键按下YYN蜂鸣器报警，电机工作结束第五章总体原理图设计单片机程序：略第六章小结到目前为止我的机电一体化系统产品设计也即将告一段落了，在这次的机电一体化系统产品设计中，自己也学习到了很多以前没有没有经历过的知识，让我更加清楚了理论知识和实践能力的差别了，了解到自己的短处，培养了我的独立思考能力，进一步提高了自己在实际设计过程中研究问题、发现问题、解决问题的能力，同时，也发现了自己的不足之处，和一些问题的存在，并有待进一步学习和发展，让自己在未来的工作和学习之中更快的适应和提高自己。在完成本设计的写作过程中，我十分感谢我的指导老师李守军。从选题到完成设计，老师一直都是很悉心的给我讲解着在设计中遇到的各种问题，循循善诱，严格把关，帮助我开拓设计