基于单片机的红外报警器设计

1、讲师刘卉随着社会的不断进步和科技、经济的不断发展，人们的生活水平大大提高，对私有财产的保护意识不断提高，对防范对策提出了新的要求。 本设计是为满足现代住宅防盗需求而设计的家用电子防盗系统。目前市面上主要销售压力触发式防盗警示器、开关式电子防盗警示器、压力遮光触发式防盗警示器等各种警示器，但这些个比较常见的警示器存在一些缺陷。 本系统采用热释电红外传感器，制作简单，成本低，安装方便，且防盗性能稳定，抗干扰能力强，灵敏度高，安全。 这种防盗装置的安装有所隐蔽，不易被盗贼发现。 此外，该信号经单片机系统处理后，容易与pc通讯，便于多个用户的统一管理。该设计包括硬件和软件设计两部分。 硬件部分由单片微

2、型计算机控制电路、红外线探测电路、驱动执行警报电路、led控制电路等部分构成。 处理器采用了51系列的单片微型计算机at89s51。 整个系统在系统软件的控制下运行。 系统计程仪报分为数据收集、牛鼻子板控制、警报和显示等子函数。当人员外出时，将报警系统设置为外出防止状态，当传感器启动、侵入时，热释电红外传感器检测动作，设置在监视点的红外线传感器将从人体放射的红外线光谱转换为电信号，经由放大电路、比较电路发送到阈值开关，打开阈值阀，将ttl电平转换为atl电平关牛鼻子词：警报电路、单片微型计算机、红外线传感器、数据收集目录绪论一1无线警示器系统整体设计21.1系统的概要21.2主要黛比老虎钳介绍

3、31.2.1热释电红外传感器的概要31.2.2 at89s51单片微型计算机的概要71.3整体设计122无线警示器系统硬件设计122.1系统动作图122.2信号检测和放大电路132.2.1电路实现功能132.2.2电路图图2-1信号检测和放大电路132.2 led显示电路142.3.1电路实现功能142.3.2电路图142.3.3电路实现原理152.3警报执行电路152.4.1电路实现功能152.4.2电路图182.4.3电路实现原理162.4手动暂停162.5.1电路实现功能162.5.2电路图162.5.3电路工作原理172.5单片微型计算机控制晶体振荡和重定径套电路172.6.1电路实现

4、功能： 172.6.2回路图： 172.6.3电路工作原理173无线警示器系统软件设计203.1程序流程图213.2主计程仪活塞设计204系统调试30结论与展望3134号心得体会参考文献34附录34绪言随着社会的不断进步和科技、经济的不断发展，人们的生活水平大大提高，对私有财产的保护意识不断提高，对防范对策提出了新的要求。 本设计是为满足现代住宅防盗需求而设计的家用电子防盗系统。目前市面上主要销售压力触发式防盗警示器、开关式电子防盗警示器、压力遮光触发式防盗警示器等各种警示器，但这些个比较常见的警示器存在一些缺陷。 我研究的防盗警示器采用热释电红外传感器，其制作简单，成本低，安装方便，并且防盗

5、性能稳定，抗干扰能力强，灵敏度高，安全可靠。 这样的防盗装置的设置被隐蔽，让盗贼难以发现，信号在云同步用单片机系统处理后，可简单地与pc通讯，便于多用户的统一管理和用户操作。近年来，随着改革开放的发展，电子设备的迅速发展，人们的生活水平大幅提高，各种高级家电产品和贵重物品被很多家庭所拥有，但是一部分非法者也越来越多。 因此，越来越多的居民家庭担心财产安全问题。 这个时候警示器为人们解决了很多问题，但是市场的警示器大部分被大型的财政机构使用，价格高，一般人无法接受。 如果能再设计出廉价、性能敏锐、可靠的防盗警示器进行生产，在保证防盗和财产安全方面将发挥更有效的作用。 红外线由于看不见光，具有很强

6、的隐蔽性和机密性，所以广泛应用于防盗、警戒等警备装置。 红外线警示器多采用国外先进技术，其功能也非常先进。 其中包括被动热电型红外警示器、红外线监测无线警示器、医学超声防盗警示器、红外防盗警示器、敏感红外警示器、触摸延迟防盗警示器、触摸防盗报警器、红外报警器、红外声呐报警器等。 本产品选择了被动热电型红外线警示器。另外，在电子防盗、人体探测等领域，红外线探测器、其价格低廉、技术性能稳定等特征也深受广大用户和专门人才欢迎。1无线警示器系统整体设计1.1系统概要本系统采用热释电红外传感器，制作简单，成本低，安装方便，且防盗性能稳定，抗干扰能力强，灵敏度高，安全。 这样的防盗装置的设置被隐蔽，让盗贼

7、难以发现，信号在云同步用单片机系统处理后，可简单地与pc通讯，便于多用户的统一管理和用户操作。该设计包括硬件和软件设计两部分。 模块可以分为数据采集、牛鼻子板控制、报警和显示等模块的子函数。 电路构成由热释电红外传感器、家庭智能警示器、单片机控制电路、led控制电路及相关控制管理软件构成。 用户终端完成信息采编、处理、数据传输、功能设定、本地显示、本地警报等功能。对于该设计的核心模块，由于单片微型计算机是设计的中心友针织面料，因此该系统也是单片微型计算机应用系统的应用. 单片微型计算机的应用系统也是由硬件和软件组成的。 硬件包括由单片微型计算机、投入产出设备、周边应用电路等组成的系统，软件是各

8、种作业程序的总称。 单片微型计算机应用系统的研发过程包括整体设计、硬件设计、软件设计、上线了调整等几个阶段，本设计也包括了这些个的过程。 这些个的工艺分块图如图1-1所示。开始。明确任务选择机种，分为软件、硬件硬件开发软件设计电子上线了仿真调试程序排出故障修正软件硬化布丁计程仪、应用系统独立动作完成研究图1-1单片微型计算机应用系统的研发过程分块图1.2主要黛比老虎钳介绍1.2.1热释电红外传感器的概要1) pir传感器的简单介绍热电红外线(pir )传感器是80年代发展起来的新型高灵敏度传感器。 是能够检测人体发出的红外线并输出电信号的传感器，能够构成入侵防止警示器和各种自动节能装置。 非接

9、触检测人体放射的红外线能量的变化，变换为电压信号输出。 放大该电压信号后，可以驱动电源开关控制、防盗防火警报、自动检测等各种控制电路。存在于自然段中的各种物体，例如人体、木材、石头、火焰、冰等全部发射不同波长的红外线，并可由红外线传感器检测。 根据工作原理，红外线传感器分为热型和量子型，热型红外线传感器也称为热释电红外传感器或被动红外线传感器。 特征如下目标物体的辐射能量随着温度的升高而增大。随着温度的升高，物体的辐射能峰向短波方向移动，其变化符合维也纳定律。在相同温度下，每个对象物的放射能不同。热释电传感器的输出信号的直流电平为1v、宽度为1mv的交流信号。 信号通过热释电传感器内部的场效应

10、源被输出。 热释电红外传感器能够区分运动的生物和掉落的物体(能动型红外线传感器无法判别运动的物体是生物还是其他非生物)。2) pir结构特性和安装图1-2 pir结构图1-2是双传感器的热释电红外传感器的结构图。 使用时，d端子为正电源，g端子为负电源，s端子为信号输出。 该传感器串联连接极性相反、特性一致的探针元件，以除去因环境和自身变化引起的噪声。 使用其中两个极性相反且幅度相等的噪声信号在内部抵消的原理，来补偿传感器。 对于传感器的红外线放射，热释电传感器使用安装在传感器前面的菲涅耳透镜对焦，施加给两个传感器，使传感器输出电压信号。 制造热电红外线检测元件的高热电材料为宽光谱材料，其检测

11、波长范围为0.220m。 为了对某波长范围的红外线辐射具有高灵敏度，该传感器在窗上安装了干扰作用过滤烟嘴。 滤镜不仅可以传播特定波长范围的红外光，而且可以隔离照明、太阳光以及其他的红外光。当从人体发射的红外线通过菲涅耳透镜聚焦到热释电红外传感器传感器时，电路内的传感器输出电压信号，首先使该信号通过由c1、c2、r1、r2组成的带通滤波器，该滤波器的上限截止频率为16hz，下限截止频率为0.16hz。 热释电红外传感器输出的检测信号电压非常微弱(通常为1mv左右)，而且如果是变化的信号，则在云同步上，由于菲涅耳透镜的作用使输出信号电压为脉冲状(脉冲电压的频率由被测量物的移动速度决定，通常为0.1

12、10hz )，所以放大热释电红外传感器输出的电压信号。 在此设计中，使用集成运算放大器lm324来执行两级放大，以获得一盏茶增益。本设计中使用的聚焦传感器采用了这样的双重检测针织面料的构造。 其工作电路的原理和设计电路如图1-3所示，在vcc电源侧2利用c1和r2使工作电压稳定，同样在输出侧也施加稳定作用元件的稳定作用信号。 当检测到人体移动信号时，电荷信号在fet中被放大，之后经由c2和r1的稳定作用切换到高电位，并且经由npn转换将输出out切换到低电平。图1-3焦电红外传感器原理图红外线热电人体传感器只能设置在室内，其误报率与设置场所和方式有很大关系。 正确的安装必须满足以下条件1 .红

13、外热释电传感器必须距离地面2.0-2.2米。2 .红外线热释电传感器远离空调、冰箱、炉子等对空气温度变化敏感的场所。3 .在红外线热释电传感器的检测范围内不得隔离屏幕、家具、大型盆栽或其他隔离物。4 .红外线热电传感器不要对着窗户的直溜溜。 不这样的话窗外的热气流的混乱和人的走路方法会引起误报，有条件的话最好把窗帘拉上。 红外线热释电传感器也不要设置在强气流移动的场所。红外热释电传感器对人体的敏感性与人的运动方向有很大关系。 红外热释电传感器不对径向移动反应最敏感，而对横向(即与半径垂直的方向)移动最敏感。 在现场选择合适的设置位置是避免红外线传感器误报，寻求最佳检测灵敏度极为重要的一环。1.

14、2.2 at89s51单片微型计算机的概要at89s51单片微型计算机是美国atmelt公司生产的低电压、高性能cmos 8二进制位单片微型计算机，芯片包括4k bytes可重复改写的只读计程仪程序存储器(eprom )和128 bytes随机网站数据库数据存储器(ram )， deec采用atmelt公司的高密度、非易失性接入技术生产，与标准mcs-51指令系统兼容，芯片内置通用的8二进制位中央处理器(电脑cpu )和闪存针织面料，功能强大。 at89s51单片微型计算机可以提供很多性价比高的应用场景，可灵活应用于各种控制领域。图3-1是at89s51单片微型计算机的基本构成功能分块图。 该

15、芯片集成有包括电脑cpu、存储器、可程序设计师i/o通讯端口、计时器/计数器、串行口等在内的微计算机的主要构成要素，各部通过内部男低音连接。 下面介绍几个主要部分。外部时钟源外部上通告数震荡器和时间节点奥斯卡普计程仪程序存储器4 kb光碟机数据存储器256 b随机存取记忆体计时器/计数器2 16at89s51电脑处理器64 kb男低音扩展控件支重轮可程序设计师输入/输出可编程计程仪双重连带口内部中断外部中断控制并行端口串行通讯图1-4 at89s51的功能分块图(1) .中央处理机(电脑cpu )中央处理器是单片微型计算机最核心的部分，以单片微型计算机的大脑和心脏，主要完成运算和控制功能。 a

16、t89s51的电脑cpu是字长为8二进制位的中央处理机，数据的处理以字节为单位进行。(2) .内部数据存储器(内部ram )at89s51有256个ram用户针织面料，其中只有前128个可用作暂存器，后128个被专用暂存器占用。(3) .内部堆计程仪存储器(内部rom )at89s51是4 kb掩模rom，存储普通堆计程仪、原始数据等。(4) .计时器/计数器at89s51有2个16二进制位的计时器/计数器，能够实现时间节点和计数功能。(5) .残奥级i/o通讯端口at89s51有4个8二进制位的i/o通讯端口(p0、p1、p2、p3通讯端口)，可并行输出数据。(6) .串行口at89s51具

17、有全双工可编程串行口，实现单片微型计算机与其他设备之间的串行数据传输。(7) .时钟电路at89s51单片微型计算机内部有时钟电路，但石英振动和微调电容需要外置。 时钟电路在单片微型计算机中产生时钟脉冲序列。(8) .终端系统at89s51的中断系统功能强大，可以满足一般控制应用的需要。 这有五个中断源。 2个外部中断源/into和/int1 3个内部中断源，即2个时间节点/计数中断，1个串行中断。如上所述，at89s51虽然是芯片，但是由于包含构成计算机的基本的零配件，所以可以说是简单的计算机。2 )大头针的说明vcc :供给电压。接地。p0通讯端口： p0通讯端口为8二进制位漏极级开路双向i/o通讯端口，每脚丫子可吸收8ttl男同性恋电流。 p1通讯端口的大头针第一次写入时，定义为高电阻输入。 p0对于外部计程仪程序的数据储存而言能够被定义为数据/地址的第八二进制位。 fiash计程仪编程时，p0通讯端口成为源输入通讯端口，fiash检查时，p0输出源，此时必须提升p0的外部。p1通讯端口： p1通讯端口是向内部提供引体向上电阻