基于红外线报警及自动拨号家居防盗系统研发
毕业设计论文--基于AT89S52单片机控制的红外线防盗报警器

SHAN DONG UNIVERSITYOFTECHNOLOGY毕业设计说明书多点室内外报警系统设计学院:电气与电子工程学院专业:电子信息工程学生姓名:学号:指导教师:2011年6月基于AT89S52单片机控制的红外线防盗报警器摘要随着国民经济的飞速发展,人民整体生活水平的逐步提高,人们对其住宅的要求也越来越高,表现在不仅希望居室温馨、舒适,而且对其安全性、智能化方面也提出了更高的要求。
安全防范技术是保护国家和人民利益与安全的重要手段,为有效防止偷盗事件的发生,必须有自己的安防系统,仅靠人防的保安方式已难以适应我们的需要,利用新技术、新科技的智能报警系统己成为当前发展的趋势。
本系统是基于AT89S52单片机控制的红外线防盗报警器,主要由红外线对射收发电路、热释电红外传感器、无线门磁传感器、单片机、显示电路以及声光报警电路组成。
可通过发射电路发射的红外线被遮挡、门窗被打开等来控制报警系统报警,通过单片机控制报警电路的运行,并能同时进行声光报警,用红外线对射收发管、热释电红外传感器、无线门磁传感器进行检测,安装隐蔽,不易被发现;探测信号采用脉冲信号,节能且抗干扰。
系统可以探测到一定范围内的人的闯入,可以应用在安防范围比较确定的情况下。
采用这种方法设计的防盗报警器具有成本廉价和探测效果好的优点,有着广阔的市场前景。
关键词:单片机,红外线防盗报警器,声光报警AbstractWith the rapid development of the national economy and the gradual raising of people's whole living standard, the requirements for a house have changed from only the living space to high-quality,mufti-function, safety, intelligence and so on. The technologies ofsecurity are important means to protect the benefit and safety of state and people.Inorder to prevent the events of steal efficiently, we have to own the security system of ourselves. The security mode only by people can't meet our requirement again; the intelligent alarm system depending on new science and technology has been currently developmental trend.The system is a infra-red anti-theft alarm controled by single-chip AT89S52, including infra-red part of the launch, part of the infrared receiver, Pyroelectric infrared sensor,Wireless door magnetic, sensor microcontroller, as well as part of sound and light alarm.The system will alarm when infrared ray has been blocked and the door or window has been opened, through the single-chip microcomputer to control the operation of alarm circuit, and at the same time sound and light alarm, with infrared transceiver test tube, Pyroelectric infrared sensor, Wireless door magnetic sensor. install hidden, can not easily be found; detection signal using pulse signal, energy-saving and anti-jamming. This system can detect a certain person within the scope of the intrusion, security can be applied to determine the scope of the case. Designed using this method of anti-theft alarm and detection in a cost-effectiveness of low-cost best advantages, has broad market prospects.KEY WORDS: Single chip microcomputer;Infrared anti-theft alarm; Sound and light目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言……………………………………………………… ..……- 1 -1.1 课题研究目的和意义…………………………………………...……- 1 -1.2 多点室内外报警系统的发展现状……………….……………. ……- 1 -第二章总体设计原理及框图……………………………………….……- 4 -2.1 设计要求………………………………………………………...……- 4 -2.2 总体设计原理…………………………………………………...……- 4 -第三章硬件电路设计………………………………………………….…- 8 - 3.1 单片机AT89S52系统………………………………..………………- 8 -3.1.1 AT89S52的性能以及功能……………………...………..……- 8 -3.1.2 AT89S52的主要结构及引脚功能……………….………..…- 8 -3.1.3 AT89S52单片机其他介绍………………………...….………- 11 -3.2 单片机外围电路设计…………………………………….……….…- 17 -3.2.1 振荡电路设计…………………………………………….…….… - 17 -3.2.2 复位电路设计…………………………………………………- 18 -3.3 声光报警电路设计…………………………………………..………- 21 -3.4显示电路设计………………………………………………….....……- 22 -3.4.1 显示原理介绍…………………………………………...…… - 23 -3.4.2 LCD1602液晶显示器介绍……………………………...……- 23 -3.5时钟电路设计……………………………………………………...…..- 26 -3.5.1 时钟电路……………………………………………….…...…- 26 -3.5.2 DS1302芯片介绍……………………………………..………- 26 -3.6 室外防盗检测电路设计……………………………………..………- 28 -3.6.1 红外对射发射电路……………………………………………- 28 -3.6.2 红外对射接收电路……………………………………………- 29 -3.6.3 红外对射电路应注意的问题…………………………………- 30 -3.7 直流稳压电源电路设计……………………………………..………- 31 -3.8 遥控电路设计………………………………………………………..- 32 -3.8.1 遥控收发电路原理……………………………………………- 32 -3.8.2 编码解码芯片PT2262/PT2272原理介绍……………………- 34 -3.8.3 无线发射接收模块介绍…………………………………....…- 35 -3.9 室内防盗探测器电路设计…………………………………………. - 39 -3.9.1 无线热释电红外传感器电路设计………….………………...- 39 -3.9.2 无线门磁传感器介绍…………………………………….…...- 43 -第四章软件系统设计………………………………………….…….…- 48 --4.1 系统的主程序设计………………………………………………..…- 48 -4.1.1 系统主程序流程图[22][23]…………………..………………- 48 -4.1.2 各控制模块设计…………………………………………..…- 49 -结论………………………………………………………………………- 53 -参考文献………………………………………………………….………- 54 -致谢………………………………………………………………..……- 55 -附录………………………………………………………………………- 56 -第一章引言1.1 课题研究目的和意义随着社会经济的发展和人们生活水平的不断提高,人们都迫切希望在一种安全而舒服的环境下生活,随着城市人口的急剧增加,人们的居住环境发生了根本变化。
毕业设计—基于单片机的红外防盗报警系统的设计(完整)

当时主要采用的手段是声控报警。罪犯撬玻璃的声音,砸展柜的声音传到了值班室。值班人员判断出罪犯在行窃,及时报告了领导和 有关部门,组织保卫人员和警力将罪犯包围后将其擒获。
2.2设计内容及要求4
2.3相关硬件介绍4
2.3.1常见的几种红外传感器介绍5
2.3.2热释红外传感器的原理6
2.3.3热释电红外传感器原理特性7
2.3.4热释电红外传感器的选定7
2.3.5AT89C51单片机的概述8
2.3.6AT89C51单片机的引脚分配10
第三章防盗报警系统总体方案设计12
3.1防盗报警系统总体设计思路12
关键词:单片机;红外传感器;信号接收;报警电路
The Design ofAnti-theftAlarm
Abstract
With the people's living standards greatly improved , the protection of people's growing awareness of the anti-theft alarm system fully reflects the value of its application. This design is for the family of electronic security systems designed to meet the needs of modern residential burglar.
基于红外检测的自动防盗报警装置的设计

单片机 ,单片机根 据接收到 的信号产生声光 报警驱 动信
号 ,同时累计报警 的次数 。由此 ,实现防盗报警 的功 能。
3 主 要 电路
电路主要包括红外线发射电路、红外线接收电路、单片
机控制电路、声光报 警电 路等 ¨ 。系统整体电路 如图2 所示。
3 . 1 红外 线发射 电路
发射单 元 由 5 5 5定 时器构 成 的多谐 振荡 电路 和 红
外二 极管 电路组成 ,本设计 采用廉 价且高效 的 5 5 5 集成
欢 迎 。本 文将 介 绍一 个 利用 红外 传感 器 实 现智 能 防盗 报警 系统 ,可实 现 自动报警功 能。该系统性 能稳定 ,实
Ab s t r a c t : Th e a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e e q u i p me n t o f g u a r d a g a i n s t s t e a l e r s a n d a l a r m o n t h e b a s e o f i n f r a r e d s e n s o r . Th e e q u i p me n t h a s t h e a d v a n t a g e s o f s i mp l e o pe r a t i on , s t a b l e a n d r e l i a b l e wo r k. I n a d d i t i o n , t h e a r t i c l e g i v e s d e t a i l e d d e s c r i p t i o n i n
张 文
一种基于红外线的防盗报警装置[实用新型专利]
![一种基于红外线的防盗报警装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/24668000856a561253d36f2f.png)
专利名称:一种基于红外线的防盗报警装置专利类型:实用新型专利
发明人:张伯林
申请号:CN201821235985.6
申请日:20180720
公开号:CN208636972U
公开日:
20190322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型提供一种基于红外线的防盗报警装置,其包括壳体、设置在所述壳体表面的红外探头以及设置在所述壳体内部的电源模块、微处理器和通讯模块;电源模块用于连接电网获取电网的电力后向所述微处理器、通讯模块提供电力;微处理器分别与红外探头和通讯模块通讯连接;红外探头的配置用于通过感应人体发出的红外线判断是否为人体;壳体的底部设置有安装底板,所述安装底板的四个角部借助于螺栓与所述壳体固定,所述安装底部的底部设置有用于对客户进行安装的螺钉。
本实用新型提供一种基于红外线的防盗报警装置,通过红外探头感应人体红外信号,由内置的微处理器判断,是否为非法入侵。
申请人:武汉红杏智能科技有限公司
地址:430000 湖北省武汉市江岸区塔子湖组团I地块越秀星汇君泊第S3幢办公A单元20层(1)号国籍:CN
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小学生科技创新发明:红外线防盗器1

作品
红外线防盗器
名称
发明缘由:
安防设备是现代居家生活中的重要设备,它能快速的感应到哪些区域的安全受到了威胁,所以我想发明一个防盗器,让小偷还没进门就发出警报,保护家庭财产安全。
作品简介:
这个红外线激光防盗器具有两大部分,一个是光线发射端,一个是光感控制端。
光线发射端首先用到的是激光红外线激光红外线的光束是直线型,且不闪光能够精准定位照射。
光感控制端是用光敏电阻来监测激光红外线,当红外线一直照射在光感控制端,报警器和报警灯就不会响,当中间有阻碍物遮挡,报警器和报警灯同时响,向人们发出警报。
制作价值:
把这个红外线防盗器安装在家里的门框的两端,可以很好地防止小偷闯入住宅,而且成本较低,使用的灵敏性很高。
家庭用智能防盗报警系统设计毕业设计论文 推荐

摘要随着信息技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高,人们对住宅的需求已从追求简单的生存空间向着追求质量、功能、服务等多重需求过渡。
同时,随着人们的保护意识不断增强,防盗措施的紧迫性也逐渐被提上了日程,防盗报警系统应运而生。
本文设计了住宅智能化中的红外防盗报警系统。
本系统以单片机89C51为核心,配以各种功能模块,来满足人们日常生活中的安全需求,本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,抗干扰力强、灵敏度高,而且安装较隐蔽,不易被发觉。
该系统主要包括红外探测电路、LCD控制电路、声光报警电路及单片机控制电路等。
自动检测功能由红外探测电路实现,当有盗贼穿过此装置时,红外传感器立即将检测到的信号经过信号处理后传送给主机电路,由主机来判断信号并驱动电路报警。
报警功能由扬声器、蜂鸣器等发声装置实现,同时通过RS-485通信报警给小区警卫。
本设计通过红外传感器探测人体红外线信号,从而达到报警的功能,满足了人们日常生活对防盗报警功能的需要。
关键词:防盗报警,红外探测,RS-485通信,声光报警ABSTRACTWith the rapid development of communication technique and great improvement of people’s living standard, the need has been changed from only the living space to multiform needs of quality, function, service and so on. At the same time, as the increasing of protecting awareness, security measures have gradually been put on the agenda. Anti-theft alarm system came into being.A kind of intelligent infrared anti-theft alarm system is designed for residential area. In order to meet the security needs of daily life, this system with various function modules cores with microcontroller 89C51. This system used Pyroelectric infrared sensor,it also has some advantages such as easy making, low cost, convenient installation, strong anti-interference ability, high sensitivity, and a more hidden installation and difficult to found. This system includes infrared detecting circuit, LCD control circuit, sound and light alarm circuit and MCU control circuit. Automatic detection can be completed by infrared detecting circuit. When theft is detected, the signal produced by infrared sensor will be transmitted to the signal processing module, and then this circuit sends the signal received to the main circuit which will judge it and drive the alarm module. Alarm function is realized by audible devices such as speaker, buzzer, etc., and it can be transmitted to sub-district guardhouse through RS-485 communications alerting. This system detects the infrared signal of human body by infrared sensor, so it has the alarming function. This system meets the need of anti-th eft and alarm in people’s daily live.KEY WORDS:anti-theft and alarm, infrared detecting, RS-485 communication, sound and light alarm毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
基于单片机家用防盗报警系统设计)——毕业设计1
红外防盗报警器的设计摘要本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,便于多用户统一管理。
本设计包括硬件和软件设计两个部分。
硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。
处理器采用51系列单片机AT89C51,整个系统是在系统软件控制下工作的。
关键词:单片机;红外传感器;数据采集;报警电路The Design of Imfrared AlarmAbstractThis system used Pyroelectric infrared sensor. Its manufacture is simple, and its cost is low, and fixing is convenient. Besides, the system has many merits, such as steady guard against theft, and strong antijamming ability, and high thesensitivity, and high reliability. The fixxing of this alarm is covert, which is discovered easily by cracksman. After has been processed by SCM, the signal of alarm communicates with PC, which is convenient for uniform management. This design includes hardware part and software part. The hardware part includes the control circuit of SCM, and the infrared probe circuit,and the alarm circuit, and LED control circuit. The SCM uses AT89C51, the overall system works under the control of the systemsoftware.Key words: SCM; infrared sensor; data collection; alarm circuit目录1.1 设计任务与要求 (1)2 基础知识介绍 (6)2.1 热释电红外传感器简单介绍 (6)2.2 PIR的原理特性 (6)2.3 AT89C51单片机简单概述 (7)2.3.1 AT89C51单片机的结构 (7)2.3.2 AT89C51管脚说明 (8)3 方案设计 (11)3.1 总体设计思路 (11)3.2 具体电路模块设计 (12)3.2.1 热释电红外传感器原理 (12)3.2.2 放大电路的设计 (13)3.2.3 时钟电路的设计 (13)3.2.4 复位电路的设计 (14)3.2.5 发光二极管报警电路的设计 (15)3.2.6 声音报警电路的设计 (15)3.3 系统硬件电路的选择及说明 (15)3.4 软件的程序实现 (16)3.4.1 主程序工作流程图 (16)5 总结 (20)6 参考文献 (21)附录一设计编程程序 (22)附录二单片机控制的红外防盗报警器原理图 (24)附录三单片机控制的红外防盗报警器PCB图 (25)附录四 Proteus仿真原理图 (26)1 引言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展,人们生活水平得到很大的提高,对私有财产的保护意识在不断的增强,因而对防盗措施提出了新的要求。
基于单片机的红外报警系统的设计
传感器课程设计基于单片机的红外报警系统的设计考核成绩:2016年6月目录一.绪论 (1)1.1发展概况与设计背景 (1)二.设计要求 (2)三.基本原理 (3)3.1 AT89C51的结构 (3)3.2 AT89C51的引脚结构 (3)3.3热释电红外传感器的原理 (5)3.4人体热释电传感器的原理 (6)四.硬件电路设计 (7)4.1主电路的设计 (7)4.1 红外防盗报警电路总原理图 (7)4.2 时钟电路的设计 (7)4.3 复位电路的设计 (8)4.4 发光二极管报警电路的设计 (8)4.5声音报警电路的设计 (9)五.系统软件的设计 (10)5.1主程序工作流程图 (10)六.结论 (11)七.心得体会 (12)八.参考文献 (13)附录 (14)一.绪论1.1发展概况与设计背景随着社会经济的飞速发展,但是社会的治安问题也越来越凸显出来,各种入室抢窃、偷盗事件时有发生。
人们对其住宅的要求也越来越高,表现在不仅希望拥有舒适的住所,而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。
这时,传统的家庭住宅显然己经远远不能满足人们的需求。
人们迫切需要一种智能型的家庭防盗报警系统,面对种种治安问题,我们需要利用现代科技技术来保护我们的自身财产。
在此设计防盗报警系统,它是利用探测器装置对建筑物内外重要地点和区域进行布防、探测。
当探测器探测到非法入侵,报警器工作状态变为报警状态,产生报警声。
日常生活中应用的报警装置有目标明显反映迟钝等现象。
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,但是这几种比较常见的报警器都存在或多或少的缺点。
为了解决这些问题和要求,本设计采用了一种简单的红外探测报警装置,而且性能更良好,设计中采用被动热释红外探测地方法设计热释红外的报警系统。
本设计的报警系统所使用的红外线是不可见光,并且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。
家庭红外线报警系统的研究
不断提高 , 许 多 人渐 渐 注 意 到 报警 器 的重 要 性 。 各种 用途的安全报警器种 类繁多 , 分 类 方 式也 有 多 种 。一 种 性 能 可 靠 、灵 敏 度 高 且 满 足 大 众
音报警部分实现音乐播放和录音 。报警监控 电 路主要实现摄像监控 ,其通过单片机驱动执行 摄像监控 电路 ,摄像头开启录像 。设置好摄像 头的监视 时间和范 围,当系统开始 报警 时,摄 像头开启,进行现场录像 并保存 ,不但使 报警 系统发挥更有效的作用 ,也能留下法律证据。
1 . 2 方 案设 计 二
行通道 ,使得 A T 8 9 C 5 2为众 多嵌入 式控制 应
用 系 统 提 供 高 灵 活 、有 效 的 解 决 方 案 。 在 掉 电
随 着 科 学 技 术 的 飞速 发 展 , 人 们 生 活 水 平
报 警 电路 跟 方 案 一 基 本 一 样 , 只 是 让 声
红外 线接收 , 放大 及整 形于一 体 的集 成 电路 ,
不需要任何外接 元件 , 就 能 完 成 红 红 外 线 接 收
到输 出与 T T L电平信 号兼容 的所有 r 作, 当接
收H i J 特 定红 外 ( 3 8 KHz 调 制 的红 外 ) 时, 其 输
些问题 。因为红外线是 一 种不可见光 , 它有很
8 KB存 储 器 ( R OM),2 5 6字 节 的 数 据存 储
器 ( R AM ), 3 2 个可编程 I / 0接 口, 8 个 中 断源 , i个 l 6位 定 时 器 / 计 数 器 ,全 双 l T UAR T 串
【 关键词 】红外线 单片机 最小系统 报警
现双 灯 向 右 向左 加 闪 烁 功 能 完 成 报 警 灯 报 警 。
基于家庭防盗自动报警系统的研发
基于家庭防盗自动报警系统的研发摘要该家庭防盗自动报警系统实现功能主要是通过基于GPRS技术的防盗系统,本系统有采集图像、拍摄与控制、数据的压缩、串口之间四大模块组成,用无线传输技术实时监控现场,达到实时监控,实时报警的目的。
该系统具有隐蔽性强、误报率低、实时监控、实时报警的优点。
系统通过热释电红外传感器、摄像头和门磁传感器检测盗情,通过MQ-3气体传感检测火情,当有警情发生时,信号经过PT2273芯片编码,325M发送、315M接收、PT2273芯片解码,然后把数据送入STC12C6S60S2单片机,单片机在判断出是哪种情况之后会做出相应的处理然后报警。
关键词家庭防盗自动报警系统;实时监控;STC12C6S60S2单片机1 系统设计系统由传感器、控制模块和警情采集模块三部分组成。
正常工作时,系统通过热释电红外传感器、摄像头和门磁传感器检测盗情,通过MQ-3气体传感监测火情,有警情发生时,信号经过PT2373芯片编码,325M频率发送、325M频率接收、PT2273芯片解码,然后送入STC12C6S60S2单片机。
单片机将检测数据信号后,判断是哪种警情,然后进行现场报警,并且可以实现短信和彩信的形式通知户主。
本系统能够用在很多种环境下,具有无线传输数据、声光报警等功能,该家庭防盗系统总体框图如图1和图2所示。
2 系统硬件设计本项目所研制的报警系统具有以下功能要求:可实现非法入侵报警;采用复合式防盗传感器,热释电红外传感器并接使用,提高报警的准确率;蜂鸣器报警,警示出事地点;采用双电源技术,如果主电源被切断,备用电源将自动工作,提高系统的运行性。
系统硬件功能分析如下:(1)处理器选择系统的单片机控制器采用STC12C6S60S2型号的单片机,它是最新一代的8051系列单片机,代码能够完全兼容传统8051系列的单片机,但是速度比以往8051系列单片机快将近15倍[1]。
图二为单片机的最小系统,它是由电源供电电路、时钟电路、复位电路三个简单的电路复合而成。
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摘要:随着科学技术的不断发展和人们生活水平的不断改善,人们对私有财产的保护手段在不断的增强,对防盗设施提出了新的要求。
本文介绍了基于AT89C52单片机,与人体热释电红外传感器及电话接口结合,通过软件编程,实现电路功能。
要求利用红外线传感器的感应作用,实现一旦有人闯入监控区域,蜂鸣器报警,电话机自动拨号.文中给出硬件与软件设计的具体实现方法。
关键词:人体热释电红外传感器;AT89C52单片机;自动拨号1 绪论1.1 本课题的国内外的研究现状及研究意义随着社会的不断进步和科学技术不断发展,人们生活水平得到很大的提高,对私有财产的保护手段在不断的增强,对防盗设施的智能化提出了新的要求。
本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。
它在以前的防盗器基础上进行了很大的改进,由于使用了单片机做信号处理器,不但可以用于单一的住宅区,也可以用于较大规模住宅区的防盗系统。
它的工作性能好,不易出现不报和误报现象,安全可靠。
在我国,目前市面上报警器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。
本系统采用了人体热释电红外传感器,在人体探测器领域中,被动式热释电红外探测器因其价格低廉、制作简单、成本低,安装比较方便,防盗性能比较稳定,灵敏度高、安全可靠等特点,备受广大家庭用户的欢迎。
而且防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现。
1.2 红外报警技术简介红外传感技术可分为主动式传感技术和被动式传感技术。
因此红外报警器又分为主动式红外报警器和被动式红外报警器。
1.2.1主动式报警技术主动式红外报警器是由发射和接收装置两部分组成,如图1.1所示。
红外发射机驱动红外发光二极管发出一束调制的红外光束。
在距发射机一定距离处,与之对准放置一红外接收机。
它通过光敏晶体管接收发射端发出的红外辐射能量,并经过光电转换将其转换为电信号。
此电信号经过适当的处理再送往报警控制器电路。
分别在收、发端放置一光学透镜,将红外光聚集成较细的平行光束,以使红外光的能量能集中传送。
采用调制的红外光源具有以下几个优点:(1)降低电源的功耗。
(2)使红外探测器具有较强的抗干扰能力,提高了工作的稳定性。
红外光束构成了一道人眼看不见的封锁线,当有人穿越或阻挡这条红外光束时,接收机输出的电信号强度就会发生变化,从而启动报警控制器发出报警信号。
1.2.2被动式报带技术被动式红外探测器不需要附加红外辐射光源,本身不向外界发射任何能量,而是由探测器直接探测来自移动目标的红外辐射,因此才有被动式之称。
被动式红外探测器是利用热释电效应进行探测的。
1.2.2.1自然界物体的红外辐射特性自然界的任何物体,只要温度高于绝对零度(273℃),总是不断地向外发出红外辐射,并以光的速度传播能量。
物体向外辐射红外辐射的能量与物体的温度和红外辐射的波长有关。
假定物体发射红外辐射的峰值波长为几,,它的温度为T,则辐射能量等于红外辐射的峰值波长戈与物体温度T的乘积。
这一乘积为一常数,即:物体的温度越高,它所发射的红外辐射的峰值波长越小,发出红外辐射的能量也越大。
1.2.2.2热释电效应被动式红外探测器又称为热释电红外探测器,其主要工作原理便是热释电效应。
热释电效应是指如果使某些强介电质材料(如钦酸钡、钦错酸铅P(zT)等)的表面温度发生变化,则随着温度的上升或下降,材料表面发生极化,即表面上就会产生电荷的变化,从而使物质表面电荷失去平衡,最终电荷变化将以电压或电流形式输出。
在热释电红外探测器中有两个关键性的元件,一个是热释电红外传感器P(TR), PTR能将红外信号变化转变为电信号,并能对自然界中的白光信号具有抑制作用。
另一个是菲涅尔透镜,菲涅尔透镜是一种由塑料制成的特殊设计的光学透镜,它用来配合热释电红外线传感器,以提高接收灵敏度。
用菲涅尔透镜配合放大电路将信号放大60一70db,就可以检测10一20m处人的活动。
热释电传感器具有自极化效应,晶体处于低于Curie温度的恒温环境时,其自极化强度保持不变,即极化电荷面密度保持不变。
这些极化电荷被空气中的带电粒子中和,当红外辐射入射晶体,被晶体吸收后,晶体温度升高,自极化强度变小,即电荷面密度变小。
这样,晶体表面存在多余的中和电荷,这些电荷以电压或电流的形式输出,该输出信号可用来探测辐射。
相反,当截断该辐射时,晶体温度降低,自极化强度增大,由相反方向的电流或电压输出。
1.2.2.3热释电红外传感器的基本结构热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。
按照探测元的数目来分,热释电红外传感器有单元、双元和四元等几种,用于人体探测的红外传感器采用双元或四元式结构。
按照热释电红外传感器的用途来分,有以下几种:用于测量温度的传感器,它的工作波长为(1-20)纳米;用于火焰探测的传感器,它的工作波长为0.435+/-0.15纳米;用于人体探测的传感器,它的工作波长为7-15脚。
图1.2是一个双探测元的热释电红外传感器的结构示意图。
该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起,目的在于消除因环境温度和自身变化引起的干扰。
它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理,使传感器起到补偿作用。
当人体处于静止状态时,两元件极化程度相同,相互抵消;当人体移动时,两元件极化程度不同,净输出电压不为0,从而达到探测移动人体的目的。
使用时一般在管壳顶端装有滤光镜片及窗口,用以选择接收不同的波长。
在窗口上装滤光镜的目的是使不需要的红外线不能进入传感器。
一般热释电红外传感器在光谱范围内的灵敏度是相当平坦的(并且不受可见光的影响)。
一般常用硅质聚乙烯材料的滤光镜,它能以非接触形式检测出物体放射出来的红外线能量变化,并将其转换成电信号输出。
传感器探头前部装有菲涅尔透镜。
菲涅尔透镜是用透明塑料制成的一种具有特殊光学系数的透镜,它由一组平行的棱柱型透镜所组成,它的每一单元透镜都只有一个不大的视场角,而相邻的两个单元透镜的视场既不连续,也不重叠,都相隔着一个盲区,这样就在传感器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”。
视场的侧视图和俯视图如图1.3所示。
当有人从透镜前走过时,人体发出的红外线就不断在“盲区”和“高灵敏区”内切换,这样就使接收到的信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,增强了能量变化幅度,从而提高了探测灵敏度。
1.2.2.4热释电红外探测器的基本原理热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线,可以将其转化为与人体运动速度,距离,方向有关的低频电信号。
当热释电红外传感器受到红外辐射源的照射时,其内部敏感材料的温度将升高,极化强度减弱,表面电荷减少,通常将释放掉的这部分电荷称为热释电电荷。
由于热释电电荷的多少可以反映出材料温度的变化,所以由热释电电荷经电路转变成的输出电压也同样可以反映出材料温度的变化,从而探测出红外辐射能量的变化。
红外探测器的光学系统可以将来自多个方向的红外辐射能量聚焦在探测器上,这样红外探测器就可以探测到某一个立体探测空间内热辐射的变化。
当防范区域内没有移动的人体时,由于所有的背景物体(如墙壁、家具等)在室温下红外辐射的能量比较小,而且基本上是稳定的,所以不能触发报警器。
当有人体突然进入探测区域时,会造成红外辐射能量的突然变化,红外探测器将接收到的活动人体与背景物体之间的红外热辐射能量的变化转化为相应的电信号,电信号的大小,决定于敏感元件温度变化的快慢,经过后级比较器与状态控制器产生相应的输出信号U。
,送往报警器,发出报警信号。
红外探测器的探测波长为8-14微米,人体的红外辐射波长正好处于这个范围之内,因此能较好的探测到活动的人体。
被动式红外探测器属于空间控制型探测器,其警戒范围在不同方向呈多个单波束状态,组成锥体感热区域,构成立体警戒。
由于被动式红外技术具有监测距离较远,灵敏度较高,节能价廉等优点,本课题采动式红外探测器作为报警探测器,并在设计中增加了电话自动拨号报警的功能,使报警系统更加趋于完善。
2 主要元器件的选择与简介2.1 系统中微处理器的选择当今单片机厂商琳琅满目,产品性能各异。
常用的单片机有很多种:Intel8051系列、Motorola 和M68HC系列、Atmel的AT89系列、台湾Winbond(华邦)W78系列、荷兰Pilips的PCF80C51系列、Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韩国三星公司的KS57C 系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系列等。
我们最终选用了ATMEL公司的AT89C52单片机。
2.2 AT89C52芯片简介AT89C52特点:●与MCS-51产品指令和引脚完全兼容● 8K字节可重擦写FLASH闪存● 1000次擦写周期●全静态操作:0Hz-24MHz●三级加密程序存储器● 256X8字节内部RAM● 32个可编程I/O口线● 3个16位定时/计数器● 5个中断源●可编程串行UART通道●低功耗空闲和掉电模式功能特性概述:AT89C52提供以下标准功能:8K字节FLASH闪存,256字节内部RAM,32个I/O口线,3个16位定时/计数器,一个6向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。
同时,AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
AT89C52的芯片管脚图如图2-1。
图2-1引脚功能说明:VCC——电源电压GND——地P0口——P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口P0写“1”时,可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。
在FLASH编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。
P1口——P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输出口。
作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
与AT89C51不同之处是,P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX),参见下表。
FLASH编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。