热释电红外感应报警器

热释电红外感应报警器

摘要：现代科技快速进步，社会飞速发展，高科技技术已经在人民生活中普及，

使人们生活有了很大进步。人们也越来越重视自己财产的安全性，同时人身安全也是很重要的一方面。所以现在为了我们的人身安全和财产安全，防盗报警器广泛的用于家庭之中。本文设计了利用热释电红外传感器进行监控，当检测到活动的人体时可以报警的报警器。

热释电红外传感器，它的制作简易、原理易懂、成本便宜、便于安装，而且抵抗干扰的性能优良，反应快速。硬件部分使用单片机控制模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、LED控制模块等器件。软件部分采用51系列单片机STC89C52。

关键词：热释电红外传感器;单片机STC89C52;红外线

目录

1 设计背景 (1)

2 设计任务分析 (1)

3.系统概述 (1)

4 本系统的设计方案 (1)

4.1 硬件电路设计 (1)

4.1.1 电源模块 (2)

4.1.2 红外热释电模块 (2)

4.1.2.1 热释电传感器 (2)

4.1.2.2 菲涅耳透镜 (2)

4.1.2.3 BISS0001 芯片 (3)

4.1.2.4 信号采集处理模块 (4)

4.1.3 51 单片机模块 (4)

4.1.3.1 单片机 STC89C52 (4)

4.1.3.2 单片机最小系统 (4)

4.1.4 按键控制电路 (5)

4.1.5 报警模块 (5)

4.1.6 发光二极管状态指示模块 (6)

4.2 总体原理图设计 (6)

4.3 软件的程序实现 (7)

4.3.1 主程序工作流程图 (7)

4.3.2 报警判断程序 (7)

4.3.3 程序的编写 (8)

4.4 硬件调试及调试中遇到的问题 (8)

5 总结评价 (8)

参考文献 (9)

附件一：实物图 (11)

附件二：程序源代码 (12)

1 设计背景

改革开放以来，中国的国民收入飞速提高，生活质量节节攀升。人们的家中购置了许多价值不菲的东西，防盗就成为了一个不可忽视的问题。许多家庭的防盗措施只停留在锁上，防盗意识并不十分强。等到丢失了东西，才后悔莫及。一次如何保护家庭的财产安全成为问题。报警系统可以在一定程度是遏制不法分子的盗窃行为。但是市场上的报警器多是为了重要的大型公司制作，真正的普通家庭不可能去购买这样的报警系统。如果有价格更加大众，适合普通家庭使用的报警器，一定会受到广大群众的欢迎。由于人体可以发出红外线，并且红外线的探测技术已经成熟，可以将其用于防盗等用途中。本设计就是运用这个原理做的一个红外防盗报警器。

2 设计任务分析

一该设计由51单片机模块、红外热释电模块、发光二极管状态指示模块、按键模块，蜂鸣器报警模块和电源模块组成。

二本系统实现的功能。当需要开启防盗报警器的时候，将布防键按下，报警器将会在黄灯和绿灯同时亮后进入防盗状态，报警器开始工作。如果有人靠近，人体发出的红外线会被探测到，然后通过红外探测器变成电信号，红外热释电模块将TTL电平传给单片机，通过单片机处理，报警电路开始工作，红色LED灯亮，蜂鸣器报警。

3.系统概述

本系统运用了热释电红外线传感器，它价格低廉，非常容易制作，并且小巧，不容易被发现，并且很稳定，又耐用，反应灵敏，可以起到防盗报警的作用。

本设计使用双元件型红外线传感器来探测活动的人体。在传感器内部，两个灵敏元件反向连接，当人体不动时，两灵敏元件产生相同的偏振度，会抵消不做反应。但当人体移动时，极化程度不同，会产生输出电压，就会探测到移动的人体。

该设计由硬件和软件设计两个部分构成。有51单片机模块、红外热释电模块、发光二极管状态指示模块、按键模块，蜂鸣器报警模块和电源模块。

4 本系统的设计方案

4.1 硬件电路设计

该设计的六个模块的总体设计。电路总原理图如图4-1所示：

图4-1 总体设计框图

4.1.1 电源模块

本设计的系统电压需要4.5V左右，用干电池提供电力，构成电源模块，然后用导线连接至电源接口。另外，也可以用太阳能板，通过采集太阳能来提供电力。

4.1.2 红外热释电模块

4.1.2.1 热释电传感器

热释电红外传感器一种新式高灵敏度探测元件。它不需要接触，就可以检测人体辐射红外线，并且将红外转变成电信号。把电压信号放大，可以用来控着各种电路，红外传感器的波长灵敏度的范围是0.2~20um，人的红外线辐射波长为9~10um。选取可通过波长为7-10um的滤光片，将其装在传感器的顶端，用来探测人体的红外线辐射情况，本系统可以感应人体红外线的只有本传感器，所以传感器是系统的核心。如图4-2所示。

图4-2热释感应传感器

4.1.2.2 菲涅耳透镜

菲涅尔透镜片像人的眼睛一样，需要选择合适的才能达到预期的效果，所以选择合适的透镜也很重要。菲涅尔镜片可以将空间红外聚焦到传感器上检测，菲涅尔镜片具有不同的性能，不同的感应距离，因此可以调整显示器的位置，达到想要的效果。如图4-3所示。

图4-3 菲涅耳透镜

4.1.2.3 BISS0001芯片

图4-4 BISS0001内部框图

BISS0001芯片是传感信号处理的集成电路，收集到信号，并且传输到BISS0001里进行分析，它工作电压在3V—5V之间，有16个管脚。如图4-4所示为框架图，管脚功能说明见表1。

表1 管脚功能说明

引脚

名

称

I/O 功能说明

1 A I 可重复触发和不可重复触发端口

2 VO O 控制信号输出端

3 RR1 -- 输出延迟时间Tx的调节端

4 RC1 -- 输出延迟时间Tx的调节端

5 RC2 -- 触发封锁时间Ti的调节端

6 RR2 -- 触发封锁时间Ti的调节端

7 VSS -- 工作电源负端，一般接0V

8 VRF I 参考电压及复位输入端。

9 VC I 禁止触发端

10 IB -- 运算放大器偏置电流端

11 VCC -- 工作电源正端，范围为3~5V

12 2OUT O 第二级运算放大器的输出端口

13 2IN- I 第二级运算放大器的反相输入端口