基于51单片机的红外防盗报警系统设计之欧阳光明创编.docx

基于51单片机的红外防盗报警系统设计之欧阳光明创编.docx

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基于51单片机的红外防盗报警系统设计之欧阳光明创编

XXXX大学

欧阳光明（2021.03.07）

毕业设计（论文）

红外防盗报警系统

系别：

专业（班级）：

作者（学号）：

指导教师：

完成日期：

2015年5月10日

XXXX教务处制

中文摘要1

英文摘要.2

1引言3

2设计任务和要求4

3硬件基本设计5

3.1系统方案设计5

3.2硬件设计5

3.3单片机10

3.3.1STC89C52单片机简介10

3.3.2单片机最小系统11

3.3.3按键电路12

3.3.4指示灯和报警电路12

3.3.5总体原理设计图13

4软件总体设计15

4.1主程序工作流程图15

4.1.1编译预处理15

4.1.2独立按键处理函数16

4.1.3定时器0初始化程序17

4.1.4红外报警程序18

4.1.5对应不同的按键处理18

4.1.6主程序19

4.1.7定时器0中断服务程序19

4.2Proteus软件仿真20

4.2.1Proteus软件简介20

4.2.2Protues软件仿真图21

谢辞23

参考文献24

附录：

程序源代码25

红外防盗报警系统

摘要：

科技创造着人们的生活，科技引领着人们的生活，科技丰富着人们的生活。

自改革开放以来，我们身边的科技发展速度可以说是突飞猛进，让人眼花缭乱应接不暇。

伴随着科技的发展自然而然就有了经济的长足发展。

私人财产的增加就进而带来了财产安全问题。

财富的不断增加也使得人们越来越重视私人财产的保护措施。

防盗窗防盗门这种早期的防盗措施的防盗能力已经越来越力不从心。

家庭防盗报警系统也是因为这市场需求而逐渐诞生并越发成熟。

我们将在这篇论文中将设计一种非常适合家庭用的防盗报警系统，我们的设计经过研究确定了使用热释电红外探测器，因为它相对来说性价比很不错，防盗报警效果显著，可以说是物美价廉。

既然本设计是用于防盗的系统，那么就必须要求它安装时的位置隐蔽，不容易被窃贼行窃之前看到，而且该系统最好在平时维护起来也要简单方便，否则对于用户来说这个系统将没有太大的实用价值，也不利于产品的市场竞争。

考虑到使用了红外探测器元件，我们需要用到单片机处理我们探测器所接收到的电信号。

选用单片机中功能强大的51系列STC89C52单片机作为本设计电路的核心元器件，程序烧录则使用keilC51烧录。

软件主要针对本论文选用的单片机运行的时候所需。

关键字：

热释电红外传感器，菲涅耳透镜，Protues仿真软件，BISS0001芯片，STC89C52单片机

Pyroelectric Infrared AlarmSystem

Abstract：

sciencecreatepeople'slife,scienceleadingpeople'slives,scienceenrichpeople'slives.Theincreasingofwealthmakepeoplepaymoreattentiontotheprotectionofprivateproperty.Andthecapabilityofsecuritywindowsorsecuritydoorshasbeengettingworse.Atthesametime,moreandmorefar-sightedpeoplestarttoinstallhomesecurityalarmsystem.Inthisarticle,wedevelopadesignofsystemusingusingpyroelectricinfraredsensorwithareal-timemonitoring,torealizefastalarmandprompt.

Theanti-theftsystemthispaperuse,itsinstallationlocationishidden,itisdifficultforrobberstofindandusers’managementormaintenanceisconvenient.Therearetwopartsinthisdesignincludinghardwareandsoftware.Hardwarepartofthisdesignincludesinfrareddetectormodule,MCUmodule,driverwarningmodule,LEDmodule,etc.Italsochoose51seriesSTC89C52single-chipmicrocomputerastheprocessorofthecircuitdesignandusingClanguagetowriteprograms.

Keywords：

PIR;Fresnellens;Protues;BISS0001chip;SCM（STC89C52）

红外防盗报警系统

1引言

随着我国电子工业飞速发展，高新科技不断点缀着人们的精彩生活。

伴随着科技的发展自然而然就有了经济的长足发展。

私人财产的增加就进而带来了财产安全问题，人们对家庭防盗安全的疏忽大意也让心怀叵测的窃贼们而越发的猖狂。

大部分居民财产安全防盗意识不够强给不法分子创造了很多机会，居民家中被盗也变的越来越频繁，这也造成了人们对财产安全问题的极大担忧。

在这样的大环境下，人们对普通家庭安装物美价廉的防盗报警器的呼声也是越来越高。

然而我们走访市场后却发现目前的防盗系统基本都因为价格昂贵只适用于一些需要保密的部门或者机构，普通家庭实在难以承受。

若要在家庭财产防盗领域起到作用，那么这种防盗报警系统必须要有造价低廉，性能可靠而且具备一定的智能化的特点。

众所周知红外线是一种肉眼无法观察到的，任何物体都在时刻发射着不同的红外线，人们充分利用这一点将红外线应用在博物馆，金店，甚至在军队中利用红外线来搜索战场中的敌人。

本设计主要涉及红外探测以及单片机控制。

电源和单片机以及红外探测器组成了基本的系统运行电路。

而单片机部分我们需要用单片机最小系统来控制即可，当然也需要声光报警电路的组合。

系统大致工作流程：

充当耳目作用的的红外报警器负责信号的探测，而充当大脑的作用的单片机负责判断信号，并控制声光报警电路。

通过单片机功能的设定以及处理到达报警模块的功效。

就该设计的核心而言，单片机为本设计的中心模块，其作用重要性不言而喻。

作为大脑的单片机自然也是由软件和硬件共同组成，软件相当于它的思想，硬件就是单片机本身。

2设计任务和要求

本防盗报警系统设计包括了软、硬件。

由数据采集模块完成信号采集和数据转换功能，按键设定模块完成系统基本操作环节，报警模块执行防盗声光报警任务。

本防盗系统基本组成比较简单，囊括了了单片机（信号处理以及模块控制），热释电红外探测器（人体信号的采集），蜂鸣器（鸣笛报警），LED报警电路（二极管闪烁报警）以及Proteus仿真软件和烧写软件。

要求本设计功能如下：

倘若有人需要外出，便可将本红外报警系统打开，此时报警器进入了布防程序；如果在布防之后，有人闯入了住宅之内就会立即被探测器感应到，人体辐射出的红外光谱将会被安装在监测点上的热释电红外探测器转变成了电信号并输出。

STC89C52单片机将会立即检测到探测器发送来的电平信号，而后单片机就控制报警LED发光，同时蜂鸣器也会响起。

3硬件基本设计

3.1系统方案设计

我们综合考虑了各方面可能出现性能影响的因素，人体红外探测元件最后定为性价比很高的热释电红外探测器，最主要的因素还是考虑到该探测器对人体辐射的红外线具有更好的探测效果。

而且该传感器防盗保护性能相对普通的压力报警器（一般通过可触发的压力开关来报警的防盗系统）来说更加稳定，抗干扰能力很高，探测灵敏度和安全性更是无可挑剔。

正如上面所说的，本探测器安装相当隐蔽，几乎很难发现该装置的位置，极大的方便了用户管理和操作。

考虑到正常情况下检测的是处于移动中的人体，所以红外探测器我们选择双元件型。

因为这个传感器内部的两个灵敏元件是反相接的，如果闯入的人员一直停止不动（当然这是不可能的）或者无人闯入，则这两个灵敏元件极化的程度完全相同，两元件的极化相互之间就抵消了，这时候探测器输出电压为0，报警器不工作；可一旦闯入者移动起来，则两个元件极化程度立马就不同了，输出电压也随之变化不在是0，报警器工作，进而实现探测移动中的人体为目的的功能。

本红外防盗报警系统设计包括硬件组成和软件组成两部分。

如果以模块功能来区分的话主要有系统按键模块（按键控制）、信号处理模块（红外探测器）、报警模块（声光报警部）。

如果按照电路的结构来区分的话主要有单片机电路部分、红外传感器部分、蜂鸣器部分、LED报警指示电路部分。

3.2硬件基本设计

按照我们所设计的设计要求本设计至少应该包含以下三个基本的结构：

STC89C52单片机部分、红外感应部分、报警指示电路。

电路总原理图如图3-1。

图3-1总体原理设计框图

（1）热释电红外传感器

上个世纪八十年代研发制造出来的热释电红外传感器堪称传感器领域的经典之作，该传感器因其灵敏度高，简单实用又廉价而闻名遐迩。

如图3-2所示就是常见的热释电红外传感器。

这种被动式传感器接受到人体辐射出的红外线后立即转成电压信号输出至其本身自带的放大器开始放大处理，以此实现了运行和驱动本设计几大电路控制部分的功能

。

所以该探测器被人们广泛大量的应用在防盗和报警这类用途。

Pyroelectric infrared sensor have polarization inside the pyroelectric crystals with temperature changes , When the constant infrared radiation on the detector, pyroelectric crystal temperature constant, external crystal is electrically neutral, no electrical output from detector, so constant that can not be detected by the infrared radiation

. 

正常人体发出的红外线波长范围一般在9～10μm之间，而本设计的红外探测元件能感应到的波长灵敏度在0.2～20μm范围内，范围太大不太适合，但是其特性基本稳定不变，为了达到更精准的探测效果，我们通过在传感器上面安装了一个限制入射红外光波长范围的的滤光片来把入射红外光波长约束至7～10μm

，这时候改装后的探测器对于检测人体红外线来说性能更加完美，显而易见我们安装的滤光片将其它波长的红外线吸收了，只有人体红外线才能进入其内，就这样一种专业探测人体红外线的探测器应运而生，以上充分说明了本系统设计的核心之一为该传感器，其重要性不言而喻。

图3-2热释电红外传感器

（2）PIR特性原理

该热释电红外传感器一般植入一个到两个探测元件，并以反极性串联这两个元件，从而减少自身温度升高而带来的的干扰和影响。

人体发射的红外辐射经过该探测器的接收处理后转换成较弱的电压信号，由于该电压信号不足以让系统正常运行，需要探头里面的场效应管放大再向外输出。

Thedetectormainlymadeofamaterialofahighpyroelectriccoefficient,Ruleadzirconat