报警器完整资料.docx
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报警器完整资料
电子厂品工艺报告
基于单片机的语音温度计设计
班级：
学号：
学生姓名：
指导老师：
李姿景
基于单片机的语音温度计设计
防盗报警器的市场调研报告
1、防盗报警器的由来
基于社会安全保障的需要，电子报警这门综合技术的正在不断的发展。
与此同时，红外技术已成为先进科学技术的重要组成部分，由于红外线是不可见光，因此用它进行红外探测监控，具有良好的隐蔽性，白天和黑夜都可以使用，而且其抗干扰能力强。
防盗报警系统利用单片机控制技术，自动探测发生在布防区内的侵入行为，产生报警信号，一旦发生突发事件，就会向人们发出报警提示，从而让人即使采取应对措施。
2、防盗报警器的工作原理
防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并辅助提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取的对策的系统。
防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。
一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。
防盗报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了入侵防范系统。
报警探测器是由传感器和信号处理组成的用来探测入侵者入侵行为的电子和机械部件组成的装置，是防盗报警系统的核心，而传感器又是报警探测器的核心元件。
采用不同原理的传感器件，可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置。
（1）报警探测器按工作原理主要可分为红外线报警探测器、微波报警探测器、被动式红外线/微波报警探测器、玻璃破碎报警探测器、振动报警探测器、超声波报警探测器、激光报警探测器、磁控开关报警探测器、开关报警探测器、视频运动检测报警器、声音探测器等许多种类。
（2）报警探测器按工作方式可分为主动式报警探测器和被动式报警探测器。
（3）报警探测器按探测范围的不同又可分为点控报警探测器、线控报警探测器、面控报警探测器和空间防范报警探测器。
报警探测器作为传感探测装置，用来探测入侵者的入侵行为及各种异常情况。
在各种各样的智能建筑和普通建筑物中，需要安全防范的场所很多。
这些场所根据实际情况也有各种各样的安全防范目的和要求。
因此，就需要各种各样的报警探测器，以满足不同的安全防范要求。
根据实际现场环境和用户的安全防范要求，合理的选择和安装各种报警探测器，才能较好的达到安全防范的目的。
当选择和安装报警探测器不合适时，有可能出现安全防范的漏洞，达不到安全防范的严密性，给入侵者造成可乘之机，从而给安全防范工作带来不应有的损失。
3、防盗报警器的特点
报警探测器要求具有防拆动、防破坏功能。
当报警探测器受到破坏、人为将其传输线短路或断路，以及非法试图打开其防护罩时，均应能产生报警信号输出；另外报警探测器还应具有一定的抗干扰措施，以防止各种误报现象的发生，例如：
防宠物和小动物骚扰、抗因环境条件变化而产生的误报干扰等。
报警探测器的灵敏度和可靠性是相互影响的。
合理选择报警探测器的探测灵敏度和采用不同的抗外界干扰的措施，可以提高报警探测器性能。
采用不同的抗干扰措施，决定了报警探测器在不同环境下的使用性能。
了解各种报警探测器的性能和特点，根据不同使用环境，合理配置不同的报警探测器，是防盗报警系统的关键环节。
4、防盗报警产品的技术发展趋势：
1.更稳定／可靠：
如探测器需可抗RFI/EMI、防雷电等，以适应恶劣气候；
2.更多样的功能：
如探测器可调频、防遮挡、防喷盖、防破坏等；
3.更精美、小巧的外观：
以符合品味日益提高的室内装潢需求；
4.更智能化的设计：
方便地设／撤防，人性化的操作界面；
5.更强大的联网功能;
6.更方便的扩展性。
总体而言，防盗报警产品的发展趋势，产品技术将在数字化、无线化、集成化核心前提下力求突破。
5、适用范围
在应用市场上，将朝更细化的方向前进──针对不同市场，推出不同产品。
以成长最快的住宅小区应用为例，有厂商表示，专为住宅小区设计的定向幕帘式＋防宠物探测器，成本低、安装简单、适合家庭用的无线联网报警系统，以及小区智能化安防＋报警集成系统产品都将是亮点。
而除了住宅小区、商办大楼的室内／外应用，机场、码头、养殖场、矿场、油田等室外应用更是尚待厂家们大力拓展的空间。
6、选题意义
随着社会科学技术的迅速发展和人们生活水平的不断提高，人每年对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所，而且对安全、智能性等方面也提出了更高的要求。
所以传统的家庭住宅已不能满足人们的需求，人们迫切需要一种智能化的家庭防盗系统。
该设计课题使我们能够掌握单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路的原理和设计方法，对防盗系统这个行业有了较为深刻的了解和认识。
并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。
并且通过该设计课题掌握了单片机的编程，为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。
1方案设计
1.1总体设计思路
本设计包括硬件和软件设计两个部分。
模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。
电路结构可划分为：
热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。
用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。
就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。
单片机应用系统也是有硬件和软件组成。
硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。
单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。
从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：
热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图1总体设计框图所示：
图1总体设计框图
处理器采用51系列单片机AT89C51。
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，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL电平至AT89C51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。
驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。
当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。
1.2具体电路模块设计
1.2.1热释电红外传感器原理
本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。
其工作电路原理及设计电路如图2所示,在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。
当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。
图2热释电红外传感器原理图
1.2.2放大电路的设计
如图3所示为最基本的放大电路，Vi是输入电压信号，Vo是输出放大的电压信号。
图3放大电路图
2.2.3时钟电路的设计
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。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。
因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。
如图4所示为时钟电路。
图4时钟电路图
1.2.4复位电路的设计
复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。
例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。
本设计采用的是外部手动按键复位电路。
如图5示为复位电路。
图5复位电路图
1.2.5发光二极管报警电路的设计
由4个发光二极管接上电阻后连上单片的RXD的引脚，外接VCC，当单片机的RXD引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用。
图6所示为发光二极管报警电路。
图6发光二极管报警电路图
1.2.6声音报警电路的设计
如下图所示，用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的TXD引脚上，构成声音报警电路，如图7示为声音报警电路。
图7声音报警电路图
1.3系统硬件电路的选择及说明
硬件电路的设计见附图1所示，从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件：
AT89C51、热释电红外传感器、LED、按键、反相器74LS04、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路，以及单片机的手工复位电路等。
其中D1是正常工作指示灯，D2—D5是起报警指示作用，当RXD脚被置低电平时，D2—D5亮红灯开始报警，同样，TXD脚置高电平时声音报警电路开始工作。
电路设有2个按键，S1键作为模拟盗窃信号输入键,S2键作为作为电路复位键。
1.4软件的程序实现
1.4.1主程序工作流程图
按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序工作流程图如下图8所示；
图8主程序工作流程图
1.4.2中断服务程序工作流程图
本主程序实现的功能是：
当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号后，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，报警持续10秒钟后自动停止报警,然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。
同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止的声光报警的作用。
手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图9所示；
图9中断服务程序工作流程图
仿真过程中用到的主程序和中断程序见附录3
2软件仿真
本设计通过利用Proteus仿真，将所编写的程序用Keil软件编译，所仿真原理图见附录1图所示。
由于在proteus软件中没有专门用作红外线发射与接收的器件，所以在仿真电路图中以开关代替红外器件，其原理和效果是一致的。
本设计所要求达到的目标：
（1）在正常工作情况下，电源指示灯绿灯亮。
（2）在接收到开关S1带来的低电平信号，可使图中的绿灯由亮变暗，红灯产生报警，可观察到红灯亮一直亮产生报警信号。
并且报警喇叭一直响，持续10秒后红灯灭，喇叭停止报警，电源指示灯绿灯亮。
（3）在报警过程中，外部中断开关S2可使警报解除。
实物照片：
、
热释电红外感应器
防盗报警器
3总结
本文研究了一种基于单片机技术的无线智能防盗报警器。
该防盗报警器通过以AT89C51单片机为工作处理器核心，外接热释电红传感器，它是一种新颖的被动式红外探测器件，能够以非接触方式探测出人体发出的红外辐射，并将其转化为相应的电信号输出，同时能有效的抑制人体辐射波长以外的红外光线与可见光的干扰。
平时传感器输出低电平，当有人在探测区范围内移动时输出低电平变为高电平，此高电平输入单片机，作为单片机的外部触发信号处理，经单片机内部软件编程处理后，单片机输出控制信号，驱动声光报警电路开始报警。
该报警器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活；且安装方便、智能性高、误报率低。
随着现代人们安全意识的增强以及科学技术的快速发展，相信报警器必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。
在利用proteus软件仿真过程中，出现了很多的问题，初次接触这个软件，一点都不熟悉，很多知识都是用的时候在网上找的，或者查资料得出的。
对于器件库中的元件的性能不熟悉，不如说是最常用的电容器就有好多种，并不了解我们需要的是哪一个，而且电容的种类那么多，很难一次性选择正确。
再者就是本图中所用的三极管放大器，由于是从单片机的输出端来导通三极管，所以也要选择功率很小的器件，这样单片机才能驱动。
这一点也是慢慢领悟出来的。
仿真图画好之后，虽然整体看起来线条连接都很可靠，但是有的地方还是“接触不良”，所以还要认真排查，解决问题。
电路图画好之后就是装入程序进行仿真。
我们的程序也有一些问题，开始时中断程序似乎不起作用，然后查了很多资料，找老师帮忙，最终问题还是解决了。
用Keil软件编译好程序后载入，满足设计的要求，我们小组充分感受到团队合作重要性和自主克服困难的喜悦。
通过本次的电子工艺课，我们不仅掌握了硬件电路设计的基本步骤和方法，还认真的回顾了汇编语言编程方面的知识。
将我们所学的知识应用于生活实践中。
真正的做到了学以致用的效果。
同时也锻炼了我们小组每位成员的动手能力，加强了团队合作的意识和能力。
大家都是受益匪浅。
附录、
附录1电路图设计与仿真
附录2设计编程程序
主程序清单如下：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0003H
LJMPPINT0
ORG000BH
LJMPTINT
ORG0200H
MAIN:
MOVIE,#81H;CPU开放中断，INT0允许中断
SETBIT0;外部中断为边沿触发方式
MOVSP,#30H;指针入口地址
SETBP3.0
CLRP3.1
MOVP1,#0FFH;使P1口全部置1
MOVP2,#00H;P2口清零
CLRP1.2
LP:
JNBP1.0,LA;监测输入信号，是否有输入信号
LA:
ACALLDELAY;延时消抖
JNBP1.0,ALARM;再次监测输入信号，若有输入信号转入报警子程序
AJMPLP
DELAY:
MOVR1,0AAH
LD2:
MOVR2,0BBH
LD1:
NOP
DJNZR2,LD1
DJNZR1,LD2
RET
ALARM:
SETBP1.2;开始报警使运行正常绿指示灯熄灭，红灯和声报警启动
CPLP3.0
;10S钟定时:
MOVR7,#0C8H;10S循环次数
MOVTMOD,#01H;定时器T0定时方式1
MOVTL0,#0B0H;置50ms定时初值
MOVTH0,#03CH
SETBET0
SETBEA
SETBTR0;启动T0
TINT:
CPLP3.1
MOVTL0,#0B0H
MOVTH0,#03CH;启动T0
L2:
JBCTF0,L1;查询记数溢出
SJMPL2
L1:
DJNZR7,TINT
SETBP3.0;10s到关闭报警
CPLP3.0
CLRP1.2;报警结束，正常运行绿指示灯亮
RET;循环,继续工作
PINT0:
CLREX0;外部中断0服务程序开始，屏蔽外部中断
PUSHPSW
PUSHACC
JNBP3.2,LN;监测是否有中断输入
LN:
LCALLDELAY;延时消抖
JNBP3.2,LN1
AJMPLN2;无中断输入,中断返回
LN1:
SETBP3.0
CLRP3.1
CLRP1.2;使报警结束，绿指示灯亮
POPACC
POPPSW
SETBEX0;开放外部中断0
LJMPLP;在中断继续检测是否有输入信号
LN2:
RETI
附录3元件清单
名称
符号
规格
封装
单片机
AT89451
DIP40
三极管
Q1，Q2
NPN
TO-18
LED
D1，D2，D3，D4，D5，D6
DIODE0.4
电阻
R1，R2，R4
4K
AXLAL0.4
R3，R5，R6，R7,R8，R9，R10
220
AXLAL0.4
R11，R12
10K
AXLAL0.4
无极电容
C1，C2
30PF
RAD0.2
C3
30UF
RAD0.2
C4，C5
47UF
RAD0.2
有极电容
C6
47UF
RB.5
热释电红外感应器
TO-18
石英晶体振荡器
Y1
12MHZ
XTAL1
电源适配器
J1
SIP2
反相器74ALS04
U
AXLAL0.4
按键
S1，S2
AXLAL0.4
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