室内入侵报警系统传感器课设报告学士学位论文Word格式.docx
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四:
正文……………………………………………………3
（一）系统设计……………………………………………3
（二）单元电路设计………………………………………4
（三）软件设计……………………………………………7
（四）硬件调试……………………………………………9
（五）结论…………………………………………………9
五：
心得体会………………………………………………9
六：
参考文献……………………………………………10
七：
附录…………………………………………………10
（一）总体原理图设计…………………………………10
（二）PCB图……………………………………………11
（三）程序源代码………………………………………11
任务书
由于刚结束的单片机课设做的是人体红外感应自动门，和此次的传感器课设原理相似，所以在原有作品的基础上加以修改。
我负责的是硬件设计部分，使用proteus画PCB图，硬件验证并加以完善。
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或者装了监控，但在一些农村就没有这些设施了，刚好这次课题被选到的是室内入侵防盗系统也就是人体感应红外线防盗报警器。
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，灵敏度高、安全可靠。
这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。
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。
三：
设计分析
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。
正文
（一）系统设计
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，而且防盗性能比较稳定、灵敏度高、安全可靠。
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。
电路总原理图如图1所示：
图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。
（二）单元电路设计
1.红外感应部分
本次设计是采用一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器，是直接在淘宝买的模块。
使用的信号采集处理模块是BISS0001芯片，BISS0001是一款传感信号处理集成电路，只要热释感应器把红外线接收到信号传输到BISS0001里进行信号处理，它本身静态电流极小，工作电压在3V—5V之间，当工作电压为5V时输出的驱动电流为10mA。
配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式热释电红外传感器，广泛用于安防，自控等一些领域，它是有16个管脚组成的一种集成块。
如图2所示为BISS000集成芯片的内部框图。
图3所示为由BISS000集成芯片的外围电路图组成的信号处理模块。
图2BISS0001内部框图
图3BISS000的外围电路图
本电路是将人体辐射的红外线转变为电信号。
热释红外感应2脚输入到前置放大器OP1进行放大，然后由C4耦合给运算放大器OP2进行第二级放大。
再经过电压比较器COP1和COP2构成双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号去启动延时时间定时器输出信号在经过R3进入单片机部分进行处理。
延时周期可通过R12来调节输出，在延时时间内只要Vs发生上跳变，Vo就会从Vs上跳变时刻起继续延长一个周期，而电路中的电容为了能够更好的控制了芯片内的定时器，若Vs一直保持为高电平，这样就可以通过P10传输到单片机内进行下一步处理。
而根据不同的距离要求来调节R13，最大可以调节到7米左右。
图中BISS0001中1脚用跳线连连接住一个接高电平后，在延时时间段内如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才将高电平变为低电平，本电路设计就是可触发方式。
2.单片机最小系统
单片机最小系统包括单片机、复位电路、时钟电路构成。
STC89C52单片机的工作电压范围：
4V-5.5V,所以通常给单片机外界5V直流电源。
连接方式为单片机中的40脚VCC接正极5V，而20脚VSS接电源地端。
复位电路就是确定单片机的工作起始状态，完成单片机的启动过程。
单片机接通电源时产生复位信号，完成单片机启动确定单片机起始工作状态。
当单片机系统在运行中，受到外界环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。
时钟电路就是振荡电路，向单片机提供一个正弦波信号作为基准。
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。
图4单片机最小系统
3.按键控制电路
本电路的设计就是为了控制电路中布防和紧急状态下不同的工作形式，当按下布防按键后，30秒后进入监控状态，当有人靠近时，热释红外感应到信号，传回给单片机，单片机马上进行报警。
当遇到特殊紧急情况时，可按下紧急报警键，蜂鸣器进行报警。
如图5所示。
图5按键部分图6指示灯和报警电路
4.指示灯和报警电路
在单片机的I/O里会输出高低电平,在P20、P21和P22分别接上LED指示灯而P23接上蜂鸣器而蜂鸣器外接个8550的三极管起到开关作用，当三极管达到饱和状态下就驱动了蜂鸣器工作了。
（三）软件设计
1.主程序工作流程图
图7主程序工作流程图
2.报警判断程序
检测到脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动声光报警电路开始报警，持续报警,然后程序开始循环工作。
/******************红外报警处理**********************/
voidhongwai_dis（）
{
if（flag_alarm==1）//报警
{
red=~red;
//红灯报警
beep=~beep;
//蜂鸣器报警
}
if（flag_bufang_en==1）//准备开始布防
green=~green;
//绿灯闪
if（flag_bufang==1）//确认布防
green=0;
//如果延时布防成功绿灯长亮
if（hw==1）//红外有输出
{
flag_alarm=1;
}
}
}
（四）硬件调试
1.目测
单片机应用系统电路全部手工焊接在洞洞板上，因此对每一个焊点都要进行仔细的检查。
检查它是否有虚焊、是否有毛剌等。
2.万用表测试
先用万用表复核目测中认为可疑的连线或接点，查看它们的通断状态是否与设计规定相符，再检查各种电源线与地线之间是否有短路现象。
3.加电检查
当系统加电时，首先检查所有插座或器件引脚的电源端是否有符合要求的电压值，接地端电压值是否接近零，接固定电平的引脚端是否电平正确。
4.联机检查
在对硬件电路调试过程中，还遇到了不少问题，第一次把所有的元件都焊上去后，都准备调试了，才发现正负电源的插针离得太近了，不容易接电源，本不该犯的错误，这些都是由于自己的粗心大意造成的，所以说，做任何事情都必需经过“三思而后行”，来不得半点的马虎，否则浪费了时间和精力。
（五）结论
单片机防盗报警器有两种模式，一种紧急报警模式，另一种布防报警模式。
三个LED指示灯，当有报警时红色发光二极管闪烁报警，否则熄灭;
绿色用做布防指示灯;
黄色传感器信号指示灯（有信号就亮，否则灭）。
按下布防键，系统计时20秒进入布防状态（此时绿色的灯闪烁），20秒后系统进入布防状态（此时绿色的亮长亮），此时当有人靠近时，红外热释电传感器信号输送给单片机，单片机接收到信号马上报警。
.当遇到特殊情况时，按下紧急报警键，系统马上报警。
心得体会
在这次的课程设计中，自己学习到了很多以前没有没有经历过的知识，让我更加清楚了理论知识和实践能力的差别了，了解到自己的短处，培养了我的独立思考能力，进一步提高了自己在实际设计过程中研究问题、发现问题、解决问题的能力，同时，也发现了自己的不足之处，和一些问题的存在，并有待进一步学习和发展，让自己在未来的工作和学习之中更快的适应和提高自己。
参考文献
1.胡萍.串口通信的红外报警器的研制[J].计算机与现代化，2010（10）：
15-16.
2.时德钢等.基于串口通信的红外报警器的研究[J].计算机测量与控制，2009,10（7）：
480-482.
附录
（一）总体原理图设计
（二）PCB图
（三）程序源代码
#include<
reg52.h>
//调用单片机头文件
#defineucharunsignedchar//无符号字符型宏定义变量范围0~255
#defineuintunsignedint//无符号整型宏定义变量范围0~65535
#definekey_ioP1
ucharkey_can;
//红外热释电平时为0有输出为1
sbitbeep=P2^3;
//蜂鸣器定义
sbitred=P2^2;
//红色发光二极管定义
sbitgreen=P2^1;
//绿色发光二极管定义
sbityellow=P2^0;
//黄色发光二极管定义
sbithw=P1^3;
//红外热释传感器定义
bitflag_300ms=0;
/****************独立按键处理函数************************/
voidkey（）
staticucharkey_new=0,key_old=0,key_value=0;
if（key_new==0）//按键松开
if（（key_io&
0x07）==0x07）
key_value++;
else
key_value=0;
if（key_value>
=5）//按键松开松手检测
key_new=1;
//按键松开后进入等待按键状态
else
0x07）!
=0x07）//按键按下
key_value=0;
=5）//按键按下消抖
key_new=0;
//按键松开后进入等待松开按键状态
key_can=20;
if（（key_new==0）&
&
（key_old==1））
switch（key_io&
0x07）
case0x06:
key_can=1;
break;
//得到按键值
case0x05:
key_can=2;
case0x03:
key_can=3;
}
key_old=key_new;
/*************定时器0初始化程序***************/
voidtime_init（）
EA=1;
//开总中断
TMOD=0X01;
//定时器0工作方式1
ET0=1;
//开定时器0中断
TR0=1;
//允许定时器0定时
ucharflag_alarm;
//报警标志位
ucharflag_bufang;
//布防标志位
ucharflag_bufang_en;
//布防标志位使能
uintflag_value;
//用做定时器的变量
/******************对应不同按键处理**********************/
voidkey_with（）
if（key_can==1）//按键紧急报警
flag_alarm=1;
//报警标志位;
if（key_can==2）//布防按键
flag_bufang_en=1;
if（key_can==3）//取消报警把变量清零
flag_alarm=0;
flag_bufang=0;
flag_bufang_en=0;
flag_value=0;
P2=0xff;
}
/******************主程序**********************/
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