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論文摘要 本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低、安裝比較方便，而且防 盜性能比較穩(wěn)定乙炔檢測儀，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被 盜賊發(fā)現(xiàn)，同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和 PC 機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管 理。本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。硬件部分包括單片機(jī)控制電路、紅外探頭電 路、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路、LED 控制電路等部分組成。處理器采用 51 系列單片機(jī) AT89C51， 整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。該報(bào)警器能探測人體發(fā)出的紅外線，當(dāng)人進(jìn)入報(bào) 警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報(bào)警聲，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要 場合防盜報(bào)警。概述了紅外輻射的知識(shí)、熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。利用熱 釋電紅外傳感器設(shè)計(jì)了一種紅外報(bào)警電路,分析了該電路的功能和工作原理。熱釋電紅 外傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn),在防盜、警戒等裝置中應(yīng)用較廣。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) 紅外傳感器 數(shù)據(jù)采集 報(bào)警電路 0 基于單片機(jī)的紅外線報(bào)警器 蔡智林 （開封大學(xué) 電氣自動(dòng)化專業(yè)） 1 緒論 1.1 設(shè)計(jì)概述及背景 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展紅外報(bào)警器，人們生活水平得到很大的提高， 對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因而對(duì)防盜措施提出了新的要求。

本設(shè)計(jì)就是為 了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。 就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光 觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。而本設(shè) 計(jì)中所使用的紅外線是不可見光乙炔檢測儀，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保 裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅 外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)，熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可 用于制動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。 1.2 設(shè)計(jì)要求 (1)該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警 等模塊子函數(shù)。 (2)本紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED 控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能 設(shè)定、本地報(bào)警等功能。終端由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設(shè) 定模塊等部分組成。 (3)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。當(dāng)人員外出時(shí)，可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測器 工作起來,當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器將探測到動(dòng)作，設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探 頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門 限閥門送出 TTL 電平至 AT89C51 單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號(hào) 發(fā)聲。

(4)紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測到是否 有人出入。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡可能大 地增加防護(hù)范圍。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標(biāo)。至于報(bào)警可 采用聲光信號(hào)。 1.3 設(shè)計(jì)意義 加強(qiáng)對(duì)一些無人場所的防盜報(bào)警，以及對(duì)一些危險(xiǎn)地帶生命跡象的探測。 1 2 方案設(shè)計(jì) 2.1 總體設(shè)計(jì)思路 方案一：利用模擬電子電路構(gòu)成被動(dòng)紅外線報(bào)警器。系統(tǒng)主要有紅外線傳感器，信 號(hào)放大電路，電壓比較器，開機(jī)延時(shí)，音響報(bào)警延時(shí)和 12V 電源組成。 被動(dòng)紅外線感應(yīng)報(bào)警器的紅外感應(yīng)源采用熱釋電原件，這種元件在接收到人體紅外 線輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷紅外報(bào)警器，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能 產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 方案二：利用模擬構(gòu)成主動(dòng)紅外線入侵報(bào)警器。主要由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，發(fā)射 機(jī)是由電源，發(fā)光源和化學(xué)系統(tǒng)組成。接收機(jī)是由光學(xué)系統(tǒng)，光感傳感器，放大器，信 號(hào)處理器等組成。 主動(dòng)紅外線報(bào)警器是當(dāng)有人侵入該警戒時(shí)，紅外線束被遮擋，接收機(jī)收到的紅外線 信號(hào)發(fā)生變化紅外報(bào)警器，提取這一變化，經(jīng)放大和適當(dāng)處理，控制器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。

目前此類 報(bào)警器有二光束，三光束還有多光束的紅外柵欄等。一般應(yīng)用在周界防范居多，最大的 優(yōu)點(diǎn)就是防范距離遠(yuǎn)。 2.2 選定方案 方案二的主動(dòng)式紅外線報(bào)警器的硬件電路相比于方案一較為復(fù)雜。 由于是畢業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中要以電路原理為主題，因此在電路元件和模塊的選 擇上盡量采用通用，基礎(chǔ)的元件，避免采用大規(guī)模的集成電路來設(shè)計(jì)電路。 綜上所述，選擇方案一。組成框圖如下： 圖 2-1 人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器組成框圖 本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等子 模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED 控制電 路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、 2 本地報(bào)警等功能。 硬件主要包括單片機(jī)系統(tǒng)，熱釋電紅外傳感器探頭，放大比較電路，控制顯示電路， 鳴叫報(bào)警電路等部分。軟件部分主要包括熱釋電紅外傳感器輸出信號(hào)的采樣及 A/D 轉(zhuǎn)換 模塊，數(shù)據(jù)分析算法模塊，信息識(shí)別模塊。 就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng) 用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/ 輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。

單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。 從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報(bào)警電路、 單片機(jī)、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖 3 總體設(shè)計(jì)框 圖所示： 復(fù)位電路 驅(qū)動(dòng) LED 發(fā)光顯示 AT89 C51 信號(hào)檢測電路 放大 驅(qū)動(dòng) 報(bào)警執(zhí)行電路 圖 2-2 總體設(shè)計(jì)框圖 處理器采用 51 系列單片機(jī) AT89C51。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在 監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至 門限開關(guān)，打開門限閥門送出 TTL 電平至 AT89C51 單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、 識(shí)別

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