单片机红外热释电家庭防盗报警器
单片机红外热释电家庭防盗报警器[20200406130446]
摘 要
本文基于红外热释电传感器和单片机设计了一家庭防盗报警器。报警器包含信息采集模块、控制模块和报警模块。当人们外出，防盗报警系统设为布防状态，此时的探测器则处于工作状态。如有外人侵入到布防区域，其行动会被热释电红外传感器检测到，同时，其热产生的辐射红外光谱会被转换变成电信号，利用STC89C52单片机接收和处理电信号，并传送报警电路，驱动蜂鸣器报警。由于热释电红外传感器自身不会辐射出任何信号，具备抗干扰强、防盗性稳定、隐蔽性好等特点。设计结果表明该报警器制造简单、成本低廉，满足普通家庭防盗的需求。
摘 要
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:红外热释电防盗辐射
目 录
1 引言 1
1.1 防盗系统的背景及意义 1
1.2 国内外智能防盗研究状况 1
1.3 红外线防盗技术的动向和趋势 2
1.4 报警系统的设计内容 3
2 报警系统的主要组成部分 4
2.1 硬件电路组成部分 4
2.1.1 信号采集模块 4
2.1.2 系统控制模块 4
2.1.3 报警系统模块 4
2.2软件程序的组成部分 4
3 报警系统方案实施 6
3.1 报警系统的设计方案简介 6
3.2 信号采集模块 6
3.2.1 电源部分 6
3.2.2 传感器部分 6
3.2.3 菲涅耳透镜 7
3.2.4 BISS0001芯片 7
3.2.5 信号采集处理 10
3.3 系统控制模块 12
3.3.1 STC89C52单片机简介 12
3.3.2 单片机最小系统 13
3.4 报警系统控制模块 14
3.4.1 报警按键控制部分 14
3.4.2 报警电路 15
3.5 报警系统实现过程部分程序讲解 15
4 系统的调试、改进 17
4.1 报警系统的操作说明 17
4.2 报警系统的调试过程 17
4.2.1 布防 17
4.2.2 报警 18
4.3 调试及调试中遇到的问题 18
4.3.1 硬件部分 18
4.3.2 软件部分 19
5 总结与展望 20
致谢 21
参考文献 22
附件一：总体原理图设计 23
附件二：实物图 24
附件三：程序源代码 25
1 引言
1.1 防盗系统的背景及意义
随着现代社会的高速发展，高端新兴科技也随之快速走进生活和融入生活，人们的生活方式发生了巨大转变。如今，各种高端家居、电子产品以及各式贵重物品都被很多人们所拥有。可近年来，全国关于盗窃案件的报道不时见诸于各种报端。在盗窃率依然很高的今天，这些梁上君子找到的就是我们的防盗意识比较薄弱的环节。因此今天我们必须得提醒自己时刻留意着梁上君子的不时光顾。但是，我们不可能做到万无一失，更不可能时刻保证家里有人。基于这种情况，许多家庭想到了高科技产品——自动报警系统。它有效保护了人们的家居财产的安全，同时也解决了我们前面提到的顾虑。
近年来电子产业发展迅猛，但就像我们前面提到的，我们本次所关注的是家庭防盗。真正使用科技保证财产安全的程度远低于公司企业，特别是那些大型公司的部分重要机构。防盗系统价格居高不下企一直让很多家庭只能仰视，在这种情况下，我们可以设计出一款性价比高、便于安装和隐蔽性比较好的防盗系统，一定会在家庭防盗方面起到非常重要的作用。
1.2 国内外智能防盗研究状况
1984年，美国设计建设出世界上第一座智能大厦。接下来在很快的时间里，这股建造热潮席卷全球。[1]在这之后的短短十几年里，几万座像这种拥有智能效果的建筑落户美国、日本和欧洲。随之美国还宣布，今后要大量地建设智能建筑，使智能建筑的占比大大提高。1985年，日本成立专门机构，对于智能建筑的建造日本政府给予了政策上的大力支持。之后，日本的智能建筑发展迅猛。据不完全统计，在日本，智能建筑在新建的所有建筑物中，占据超过60%之多。加拿大、法国、德国和英国等国家都拥有属于自己风格的智能建筑。
美国犹他州的一个公司就设计开发出了一种新型安防技术，上班的人可以通过网络监控自己的家里情况。只要安装了该公司开发的系统，就可以在电脑一端监控家里的安保情况。据说，该系统可非常方便地自由控制门锁。
我国的第一座拥有智能效果的建筑始于1990年建造的北京发展大厦，之后又建成上海商城、南京禄口机场和广州世贸中心等。[2]
随着我国经济的高速发展，智能建筑在我国如雨后竹笋迅速地发展起来。虽然我们起步晚，但我相信总有一天，我们会赶上甚至超过发达国家。同时，一股住宅小区的智能热正在席卷神州大地，北京、上海和广东等发达城市很多住宅小区已经在试点建设。当前，公安部和住建部要求智能建筑必须配备安防系统。可以预想，在不远的将来，具备安防系统的住宅小区一定遍地开花，我国的防盗技术必定大踏步向前。
1.3 红外线防盗技术的动向和趋势
防盗报警装置一般被视作设计报警系统的首要考虑问题。因此，在日常的实际应用中，用户也绝对不应该轻视防盗报警器件所起的作用。这两年，虽然安防系统在普及速度上降了下来，然而这并不意味着其重要性已将。早在几年前，安防系统还是大公司的某些专业场所的专属工具。但是今天，我们却用最新的科技把成本降到了最低，让它在民用市场展现它本该发挥的作用，而且今天它已经开始慢慢地被用户所接受，为我国的家庭防盗做出了贡献。
在我国，报警系统的硬件制造主要聚集在泉州、深圳和上海这三个地区。每个地区都具有自身的特点。例如泉州，大多数报警系统硬件设备制造商之前都是生产无线对讲产品，后来转型做报警设备产品的。地区生产集中度高，比较典型的代表就是泉州时刻和泉州安达，因此泉州一跃成为我们报警系统硬件产品数一数二的生产基地，占据了我国大部分报警系统硬件产品市场。在上海，报警系统硬件的制造商得到政策扶持力度比较大，产品主要倾向于红外栅栏等，但其种类比较单一。由于主要是区域政策支持，在其他城市的影响力不大，与福建泉州和广东深圳规模化生产，投入市场竞争运营相比，差距还是比较大的。我国报警系统硬件产品生产制造商由于起步比较晚、对技术投资有限，科研实力还不够以及生产处的报警产品技术含金量低，这些都制约行业的快速发展。
红外探测器接触到树叶、雨、雪、沙尘和雾遮蔽不会报警，遇到人遮挡则发生报警。这样就降低了误报率，从而提高了产品的稳定性和可靠性
目前，安防系统中所使用的传感器大多数存在着自身就会发出辐射导致促发并发生误报警的问题。市场上安防系统还普遍存在着价格较高和安装比较麻烦的不足。[3]而热释电红外传感器，本身是不发出任何辐射的。一方面其制作简便、价格比较低、和抗干扰很强，而且器件功耗非常小；另一方面它的防盗性稳定、灵敏度高、隐蔽性很好和安装方便，安全性也很可靠。该套防盗报警装置的安装与一般相比更为隐蔽，不容易被发现，而且便于调节。本设计包括两个部分，硬件设计和软件设计。硬件部分包括信息采集模块、控制模块和报警系统模块。单片机处理器采用51系列STC89C52，程序编写使用C语言。
1.4 报警系统的设计内容
基于红外线报警装置优点的分析，设计一个红外热释电家庭防盗报警器。当人们外出时，防盗报警系统设为布防状态，此时的探测器处于工作状态。当有梁上君子侵入布放区域时，其行动会被热释电红外传感器检测到。其热产生的辐射红外光谱会被转换变成电信号，同时STC89C52单片机接收到此电信号，单片机结合软件编程，运算、处理后将信号传送到报警电路报警。[4]
2 报警系统的主要组成部分
2.1 硬件电路组成部分
从系统要实现的功能来分析，本设计应该包括以下几个模块：信号采集模块、系统控制模块和报警系统模块这三大部分。硬件部分整体设计方框图如图2-1所示：
摘 要
本文基于红外热释电传感器和单片机设计了一家庭防盗报警器。报警器包含信息采集模块、控制模块和报警模块。当人们外出，防盗报警系统设为布防状态，此时的探测器则处于工作状态。如有外人侵入到布防区域，其行动会被热释电红外传感器检测到，同时，其热产生的辐射红外光谱会被转换变成电信号，利用STC89C52单片机接收和处理电信号，并传送报警电路，驱动蜂鸣器报警。由于热释电红外传感器自身不会辐射出任何信号，具备抗干扰强、防盗性稳定、隐蔽性好等特点。设计结果表明该报警器制造简单、成本低廉，满足普通家庭防盗的需求。
摘 要
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:红外热释电防盗辐射
目 录
1 引言 1
1.1 防盗系统的背景及意义 1
1.2 国内外智能防盗研究状况 1
1.3 红外线防盗技术的动向和趋势 2
1.4 报警系统的设计内容 3
2 报警系统的主要组成部分 4
2.1 硬件电路组成部分 4
2.1.1 信号采集模块 4
2.1.2 系统控制模块 4
2.1.3 报警系统模块 4
2.2软件程序的组成部分 4
3 报警系统方案实施 6
3.1 报警系统的设计方案简介 6
3.2 信号采集模块 6
3.2.1 电源部分 6
3.2.2 传感器部分 6
3.2.3 菲涅耳透镜 7
3.2.4 BISS0001芯片 7
3.2.5 信号采集处理 10
3.3 系统控制模块 12
3.3.1 STC89C52单片机简介 12
3.3.2 单片机最小系统 13
3.4 报警系统控制模块 14
3.4.1 报警按键控制部分 14
3.4.2 报警电路 15
3.5 报警系统实现过程部分程序讲解 15
4 系统的调试、改进 17
4.1 报警系统的操作说明 17
4.2 报警系统的调试过程 17
4.2.1 布防 17
4.2.2 报警 18
4.3 调试及调试中遇到的问题 18
4.3.1 硬件部分 18
4.3.2 软件部分 19
5 总结与展望 20
致谢 21
参考文献 22
附件一：总体原理图设计 23
附件二：实物图 24
附件三：程序源代码 25
1 引言
1.1 防盗系统的背景及意义
随着现代社会的高速发展，高端新兴科技也随之快速走进生活和融入生活，人们的生活方式发生了巨大转变。如今，各种高端家居、电子产品以及各式贵重物品都被很多人们所拥有。可近年来，全国关于盗窃案件的报道不时见诸于各种报端。在盗窃率依然很高的今天，这些梁上君子找到的就是我们的防盗意识比较薄弱的环节。因此今天我们必须得提醒自己时刻留意着梁上君子的不时光顾。但是，我们不可能做到万无一失，更不可能时刻保证家里有人。基于这种情况，许多家庭想到了高科技产品——自动报警系统。它有效保护了人们的家居财产的安全，同时也解决了我们前面提到的顾虑。
近年来电子产业发展迅猛，但就像我们前面提到的，我们本次所关注的是家庭防盗。真正使用科技保证财产安全的程度远低于公司企业，特别是那些大型公司的部分重要机构。防盗系统价格居高不下企一直让很多家庭只能仰视，在这种情况下，我们可以设计出一款性价比高、便于安装和隐蔽性比较好的防盗系统，一定会在家庭防盗方面起到非常重要的作用。
1.2 国内外智能防盗研究状况
1984年，美国设计建设出世界上第一座智能大厦。接下来在很快的时间里，这股建造热潮席卷全球。[1]在这之后的短短十几年里，几万座像这种拥有智能效果的建筑落户美国、日本和欧洲。随之美国还宣布，今后要大量地建设智能建筑，使智能建筑的占比大大提高。1985年，日本成立专门机构，对于智能建筑的建造日本政府给予了政策上的大力支持。之后，日本的智能建筑发展迅猛。据不完全统计，在日本，智能建筑在新建的所有建筑物中，占据超过60%之多。加拿大、法国、德国和英国等国家都拥有属于自己风格的智能建筑。
美国犹他州的一个公司就设计开发出了一种新型安防技术，上班的人可以通过网络监控自己的家里情况。只要安装了该公司开发的系统，就可以在电脑一端监控家里的安保情况。据说，该系统可非常方便地自由控制门锁。
我国的第一座拥有智能效果的建筑始于1990年建造的北京发展大厦，之后又建成上海商城、南京禄口机场和广州世贸中心等。[2]
随着我国经济的高速发展，智能建筑在我国如雨后竹笋迅速地发展起来。虽然我们起步晚，但我相信总有一天，我们会赶上甚至超过发达国家。同时，一股住宅小区的智能热正在席卷神州大地，北京、上海和广东等发达城市很多住宅小区已经在试点建设。当前，公安部和住建部要求智能建筑必须配备安防系统。可以预想，在不远的将来，具备安防系统的住宅小区一定遍地开花，我国的防盗技术必定大踏步向前。
1.3 红外线防盗技术的动向和趋势
防盗报警装置一般被视作设计报警系统的首要考虑问题。因此，在日常的实际应用中，用户也绝对不应该轻视防盗报警器件所起的作用。这两年，虽然安防系统在普及速度上降了下来，然而这并不意味着其重要性已将。早在几年前，安防系统还是大公司的某些专业场所的专属工具。但是今天，我们却用最新的科技把成本降到了最低，让它在民用市场展现它本该发挥的作用，而且今天它已经开始慢慢地被用户所接受，为我国的家庭防盗做出了贡献。
在我国，报警系统的硬件制造主要聚集在泉州、深圳和上海这三个地区。每个地区都具有自身的特点。例如泉州，大多数报警系统硬件设备制造商之前都是生产无线对讲产品，后来转型做报警设备产品的。地区生产集中度高，比较典型的代表就是泉州时刻和泉州安达，因此泉州一跃成为我们报警系统硬件产品数一数二的生产基地，占据了我国大部分报警系统硬件产品市场。在上海，报警系统硬件的制造商得到政策扶持力度比较大，产品主要倾向于红外栅栏等，但其种类比较单一。由于主要是区域政策支持，在其他城市的影响力不大，与福建泉州和广东深圳规模化生产，投入市场竞争运营相比，差距还是比较大的。我国报警系统硬件产品生产制造商由于起步比较晚、对技术投资有限，科研实力还不够以及生产处的报警产品技术含金量低，这些都制约行业的快速发展。
红外探测器接触到树叶、雨、雪、沙尘和雾遮蔽不会报警，遇到人遮挡则发生报警。这样就降低了误报率，从而提高了产品的稳定性和可靠性
目前，安防系统中所使用的传感器大多数存在着自身就会发出辐射导致促发并发生误报警的问题。市场上安防系统还普遍存在着价格较高和安装比较麻烦的不足。[3]而热释电红外传感器，本身是不发出任何辐射的。一方面其制作简便、价格比较低、和抗干扰很强，而且器件功耗非常小；另一方面它的防盗性稳定、灵敏度高、隐蔽性很好和安装方便，安全性也很可靠。该套防盗报警装置的安装与一般相比更为隐蔽，不容易被发现，而且便于调节。本设计包括两个部分，硬件设计和软件设计。硬件部分包括信息采集模块、控制模块和报警系统模块。单片机处理器采用51系列STC89C52，程序编写使用C语言。
1.4 报警系统的设计内容
基于红外线报警装置优点的分析，设计一个红外热释电家庭防盗报警器。当人们外出时，防盗报警系统设为布防状态，此时的探测器处于工作状态。当有梁上君子侵入布放区域时，其行动会被热释电红外传感器检测到。其热产生的辐射红外光谱会被转换变成电信号，同时STC89C52单片机接收到此电信号，单片机结合软件编程，运算、处理后将信号传送到报警电路报警。[4]
2 报警系统的主要组成部分
2.1 硬件电路组成部分
从系统要实现的功能来分析，本设计应该包括以下几个模块：信号采集模块、系统控制模块和报警系统模块这三大部分。硬件部分整体设计方框图如图2-1所示：
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