基于单片机的红外报警系统资料.docx

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基于单片机的红外报警系统资料

基于单片机的家用防盗报警系统设计

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摘要

随着现在社会的发展，时代进步，高新技术的快速融入，人们的生活发生了巨大的改变，人们置购了大量高新技术的产品，许多高科技产品的使用越来越成为家庭生活的主旋律，因此人们对自己所处环境的安全要求就越来越高，特别是家居安全，不得不时刻留意不速之客的光顾。

现在许多小区都有着保安看管，但在一些农村就没有这些设施了，于是，许多家庭都安装了报警系统，这有效的保护了大家的财产安全。

在本文中，介绍一种利用热释电红外传感器进行监控，并进行报警的系统的设计。

热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，性能稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。

这种防盗器安装后较为隐蔽，不易被人们发现，便于用户管理。

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模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、LED控制模块等部分组成。

处理器采用51系列单片机STC89C52，程序使用C语言编写。

关键词热释电红外传感器、STC89C52、红外线

ABSTRACT

Withthedevelopmentofsociety,theprogressofthetimesandfastintegrationofhigh-tech,people'slifehaschangeddramatically,peoplebuyalargenumberofhigh-techproducts,manyhigh-techproductsusingmoreandmorebecomethemainthemeoffamilylife,sothehighersecurityrequirementsoftheirenvironment,especiallyonsafetyinthehome,hadtokeepuninvitedguestscoming.Manycommunitynowhasasecurityguard,butdoesnothavethesefacilitiesinsomerural,somanyfamilieshaveinstalledalarmsystems,whicheffectivelyprotectsthesafetyofpeopleandproperty.Inthisarticle,isdescribedbasedonPyroelectricinfraredsensortomonitorandalarmsystemdesign.

Pyroelectricinfraredsensor,it'ssimple,lowcost,easytoinstall,andanti-theftperformanceisstable,stronganti-interferenceability,highsensitivity,safetyandreliability.Thisanti-theftdeviceconcealed,easilyfoundbythethieves,easymulti-usermanagement.Thisincludeshardwareandsoftwaredesignoftwoparts.Hardwareincludesthemonolithicintegratedcircuitcontrolmodules,infrareddetectormodule,driverimplementation,LEDcontrolmodulealarmmoduleandothercomponents.Processorbasedon51seriessinglechipSTC89C52,theprogramusestheclanguage.

KeywordsPyroelectricInfraredSensor,STC89C52,IR

目录

摘要2

ABSTRACT2

目录2

1绪论2

1.1课题背景2

1.2国内外现状及发展趋势2

1.3目的与意义2

2设计任务分析2

3技术方案的详细设计（实施）2

3.1本系统的设计方案2

3.1.1系统概述2

3.2硬件电路设计2

3.2.1红外感应部分2

3.3单片机部分2

3.3.1STC89C52单片机简介2

3.3.2单片机最小系统2

3.3.3按键控制电路2

3.3.4指示灯和报警电路2

3.4软件的程序实现2

3.4.1主程序工作流程图2

3.5报警判断程序2

3.6程序编写与调试2

3.6.1Keil编译器软件简介2

3.6.2使用Keil软件建立一个工程2

3.6.3使用Debug进行调试2

3.7硬件调试及调试中遇到的问题2

4总结评价2

5致谢2

参考文献2

1绪论

1.1课题背景

改革开放以来，在城市大发展的过程中，大量外来人口涌入城市，给社会治安稳定带来很大压力。

工厂、机关和居家失盗、抢劫事件屡屡发生，极个别地方表现得尤为突出，损失巨大。

从而引起了社会各届人士的高度关注和社会治安部门的重视。

有些部门和小区居民开始顾专人进行昼夜巡逻，并自发购置防护设施如铁门、铁栏杆等，把主人的整个财产装在铁笼子中以求安心。

如果发生什么紧急性况（如火警或煤气泄漏），才发现铁笼子是一个麻烦将消防人员拦在事故现场之外，影响实施救助的进度，严重的可能会导致家破人亡。

从市容角度来看，也不美观。

为此，政府部门提倡采用高科技手段，实现财产不安全的防范措施。

在社会治安的稳定发展的现实需求和有关部门的推动下，防盗报警器应运而生。

1.2国内外现状及发展趋势

在1800年英国物理学家F·W·赫胥尔发现从热的观点来研究各种色光的时候，找到了红外线。

开启了人类历史上对红外技术的研究与发展，从此红外技术的不断创新走向成熟。

红外波长0.76-100μm之间，按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四种，在无线电波和可见光波段的连续波电磁频谱的位置上。

红外技术的发展与应用是从红外光谱仪开始，随着红外探测技术的发展和应用，红外技术已被广泛应用于环境监测、类型和分子结构的测定、石油勘探和分析、地质和矿物学研究、质量检测、交通运输、安全报警、医疗卫生等一系列领域。

虽然早在第十九世纪，第一次世界大战期间，红外探测器已用于军事用途的红外探测器，但只有二战的硫化铅探测器使用，使得红外探测器技术的应用得到了广泛关注并得到了迅速发展。

新的探测器材料继续发展。

探测器的响应波段很快在1-3微米，3-5微米和12微米三个大气窗口。

同时，检测器的性能也得到了提高，检测器的性能也得到了改善。

并促进了红外技术的全面发展

1953年初，我国开始发展PbS红外探测器材料。

经过多年的发展，探测器材料的研制和品种的检测一直在不断增加，研究速度已加快，并逐渐接近国外的先进水平。

近年来，新产品的推出不难发现，被动红外探测技术向数字化、无线化、集成化方向发展，具体表现在以下几个方面：

稳定可靠：

如果探测器可抗射频干扰/电磁干扰、防雷、等，以适应恶劣的气候。

多种功能：

如探测器可调频、防屏蔽、防雾罩、防损坏等。

精致、小巧的外观：

为了满足室内装饰的需求不断增长。

智能信号处理技术的设计：

提高了设计，方便操作，更加人性化。

更强大的网络功能。

扩展更方便。

1.3目的与意义

红外线防盗报警器是当前使用比较普遍的报警器之一，它以其灵敏度高、价格实惠的优势，受到了广大用户的欢迎。

但是使用每一种红外线传感器都有其不足之处，如抗干扰能力弱、误报漏报现象严重等，可靠性不够高。

目前市面上主流的报警器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，但这几种常见的报警器都存在一些不可避免的缺点。

本课题基于单片机设计一种简易的红外报警器。

此热释红外报警器安装在禁区，根据检测人体自身的热量，检测到有人时，自动发出报警信息，并且能够自动或手动取消报警。

本设计的系统以热释电红外传感器作为信号采集，做成防盗报警系统，它的制作简单、成本低，安装方便，而且性能稳定，抗干扰能力较强、灵敏度高、安全可靠。

这种防盗器安装后较为隐蔽，不易被盗贼们发现。

同时它的信号经过单片机系统处理后可以和PC机通信，便于时时更新报警的设置。

2设计任务分析

1.该设计包括硬件和软件设计两个部分。

模块划分为数据采集、按键设定、报警等。

2.本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED指示电路及软件组成。

3.系统可实现功能。

当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，红外热释电模块送出TTL电平至STC89C52单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。

3技术方案的详细设计（实施）

3.1本系统的设计方案

3.1.1系统概述

1.系统设计简介

本系统采用了热释电红外线传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，性能稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。

这种防盗器安装后较为隐蔽，不易被人们发现，便于用户管理控制。

为了探测移动人体，通常使用双元件型热释电红外线传感器，在这种传感器内部，两个灵敏元件反相连接，当人体静止时两元件极化程度相同，互相抵消。

但人体移动时，两元件极化程度不同，净输出电压不为0，从而达到了探测移动人体的目的。

该设计包括硬件和软件设计两个部分。

模块化分为数据采集、按键控制、报警等模块。

电路结构可划分为：

热释电红外传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED指示灯组成。

3.2硬件电路设计

本设计包括硬件和软件设计两个部分。

从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：

红外感应部分、STC89C52单片机、报警系统三大部分。

电路总原理图如图3.1所示：

图3.1总体设计框图

处理器采用51系列单片机STC89C52。

整个系统是在系统软件控制下工作的。

设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，送出TTL电平至STC89C52单片机。

在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。

驱动蜂鸣器及报警指示灯报警。

3.2.1红外感应部分

3.2.1.1电源模块

本系统电压为4.5v左右，直接接3个1.5V的直流干电池提供电源，然后用导线连接电源接口模块。

3.2.1.2热释电传感器

热释电红外传感器（简称PIR）是上世纪80年代出现的一种新型高灵敏度探测元件。

主要是由一种高热电系数的材料，如钛酸铅陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛，如用于检测元器件2×1mm大小。

在每个检测器中设置一个或2个检测元件，检测元件以反向极性方式串行连接，以抑制自由温度上升引起的干扰。

将检测元件检测到的红外线辐射变为弱电压信号，并在探头上安装的场效应管放大后输出。

为了提高探测器的探测距离增加检测的灵敏度，通常安装在菲涅耳透镜的检测器的前面，用透明塑料制成的透镜，在透镜上下，两部分都可以分成几个相等的部分，做了一个镜头的特殊光学系统放大电路，可以把放大信号提高70分贝以上，这样就可以测量20米范围的行动。

人体辐射的红外中心波长为9～10um