小区防盗报警系统设计毕业设计.docx
《小区防盗报警系统设计毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小区防盗报警系统设计毕业设计.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
小区防盗报警系统设计毕业设计
毕业论文（设计）
小区防盗报警系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
摘要
随着现如今经济的飞速发展和科学的不断进步,人们生活水平的不断提高,人们也在自身生命安全财产的保护意识上有了大的提高,针对偷盗、抢劫等事故进行检测和报警,其中的市场需求量也是空前火爆的。
所以本设计就应运而生,设计了一款基于单片机AT89C51系列的防盗报警系统。
其中,通过红外线进行探测能够拥有良好的隐蔽性,全天都能够使用,而且抗干扰的功能性也是很强的。
防盗报警系统能够基于单片机自动的在规定的区域中行检测,一旦出现什么异常情况,就会给人们发出警报。
关键词：
单片机;红外线;防盗报警
1引言
1.1防盗报警发展历史
自2000年起，中国防盗报警行业呈快速发展，防盗报警器的销售数量和总销售额均以年均30%-60%的幅度高速攀升。
2011年产品的销售量和销售总额同比2010年增长幅度达30%左右，而保守估计，2012年仍能延续甚至超过这一增长幅度。
防盗报警产品是最早进入中国市场应用的安防产品，因此防盗报警产品成为中国安防产品生产制造商最早涉足的领域。
中国的防盗报警产品应用始于上世纪60年代初，北京市公安局技术科研制的防盗报警器最初被应用于故宫博物院，通过罪犯行窃时发出的声音作为报警信号，值班人员听到声音后再采取相应的措施。
随着科学技术的发展，1982年公安部和公安部第一研究所，根据当时的防盗报警技术的发展又为故宫多个展厅安装了主动红外、被动红外、微波、超声波、声控等防盗探测器，形成了多种探测手段的防盗报警系统，防盗报警技术提高到一个新水平。
1984年以后安防事业在中国进入了普及与提高阶段，而且发展迅速。
特别是84年为了加强庆祝国庆35周年的安全保卫工作，在天安门广场建立了电视监控工程，从此以后电视监控技术便进入到防盗报警系统中和城市交通安全管制中，提高了系统功能。
国内防盗报警产业真正获得快速发展还是在2000年以后，深圳、福建、浙江和河南的一些生产厂商迅速成长，投资规模和企业实力都在迅速发展和壮大。
产品从最初的模拟信号技术到微波技术，发展到红外数字脉冲技术，无论是在灵敏度、分辨率、探测精确度，还是工作性能方面都在不断提升和完善。
1.2防盗报警发展方向
（1）防盗报警系统发展人性化
随着人们生活水准大幅提高，在实际生活，防盗报警系统的技术，也可以应用于提供个性化的医疗报警服务。
已有业者针对中国老人化的发展趋势，推出远端医疗看护回应系统解决方案。
透过防盗报警主机液晶萤幕、按键、呼叫键等功能特点，用户按键后，不需要透过电话，即可直接与保安服务中心或亲人对话。
该系统还可即时发现用户摔倒、活动等资讯，并有定时吃药提示等多种事件语音提醒功能。
另外，最新的防盗报警主机系统也可根据用户的不同需求，配备具备蓝芽技术的心电图监测仪、血糖仪、血压计、体重计等多种蓝芽医疗设备，可即时检测用户的血糖、心电图等生理状况，并透过报警控制主机，将用户的生理状况（心电图、血糖、血压）资讯，传送给远端医疗人员进行居家照护。
（2）防盗报警系统的整合与应用
整合是安防系统的一大发展趋势，防盗报警系统自然也不例外。
事实上，防盗报警系统与影像监控、门禁系统等其他安防子系统的整合，早非新鲜事，而近年来，由于其逐步将应用拓展到住宅、社区，因此也开始结合智慧家居，但这些仅是最简单、最基础的整合。
另外还可以做到如防盗报警与影像监控的连动，目前仅是利用硬体将前端探测器的输出介面，与影像监控的报警连动输入介面，连接起来，当出现异常情况时，透过预先设定的连动方式，执行影像报警连动实现影像回放、硬碟录影。
又如与软件平台的资讯整合，除硬体整合外，软件整合更是各防盗报警子系统间整合的重点。
在各系统整合中，目前的关键点是如何解决各系统之间资讯的互动及处理。
再过来就是最近的防盗报警整合要求必须要达到多种报警联网并存的方式，防盗报警联网有个容易混淆的含义，就是将报警控制器与控制中心的联网，跟报警探测器与控制器间的联网，混为一谈。
其实报警联网方式，包括有线、无线两种，如连线公安或以无线GSM电话通报，而报警探测器与控制主机间的联网，无线是专用无线，如红外线或Zigbee等并不是电信运营商所提供的无线平台。
这二者就重要性而言，报警控制器与控制中心的联网，才是系统整合的关键。
近年来，随着IP网路的盛行，不少报警控制器厂商也开始采用有线或无线的IP网路联网方式，但实际看到的连网应用由于使用环境的封闭性，透过TCP/IP的方式联网目前应用面尚未大幅成长。
1.3研究目的和意义
红外线防盗报警设计就是制作出一种红外监控报警系统，出现了紧急情况的话能够马上让当事人知晓，并且能够自动呼叫报警。
红外线防盗报警技术是利用红外线来传送指令，它在家用电器、玩具、安全保卫、军事技术、工业控制以及人们的日常生活等多领域中应用十分广泛。
人力防范往往受时间、地域、人员素质和精力等因素的影响，难免会出现漏洞和失误。
因此，安装先进的红外线防盗报警系统就成为了一种必要的措施。
一旦发现有入侵者进入，红外线感应就会立即报警，就像是在重要区域的周界处增加了一双“电子眼”忠诚地守卫着要害目标。
因此，红外线防盗系统收到了人们的青睐。
红外传感器主要有光电型和热敏型两种。
光电型利用光电效应工作，响应速度快，检测特性好。
但需要冷却，使用不方便。
而且器件的灵敏度与波长有很大的关联，而热释电器件属于热敏型的，它工作在室温条件下，灵敏度高。
2方案论证与设计
2.1控制电路方案
2.1.1研究要求
（1）这次设计的内容主要有两部分，硬件设计和软件设计。
整体划分为数据采集、键盘控制和报警三大电路设计。
（2）红外防盗报警系统由用户终端，终端控制管理软件组成。
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。
终端由中央处理器、通信电路设计，输入和输出电路设计、功能设定等电路设计组成。
（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，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，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。
2.2处理器方案选择
方案一：
现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为了满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性，PLC编程正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。
逻辑控制器具有以下鲜明的特点。
（1）使用方便，编程简单。
（2）功能强，性能价格比高。
（3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。
（4）可靠性高，抗干扰能力强。
（5）系统的设计、安装、调试工作量少。
（6）维修工作量小，维修方便。
方案二：
AT89C51是一种低功耗高性能CMOS8位单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，片内含4KB的可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和128字节的随机存取数据存储器（RAM）。
AT89C51采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统。
AT89C51可以按照常规方法进行编也可以在线编程。
方案三：
采用TI公司MSP430系列单片机。
MSP430系列的单片机拥有有业界最低功耗，其中F149活动模式在160uA，因此在性价、功耗、速度上都有优势。
根据要求，本设计不属于工业设计，从经济角度考虑，我们选择方案二。
2.3防盗报警传感器选择
2.3.1PIR传感器简单介绍
热释电红外线（PIR）传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。
是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。
它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。
将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警、自动览测等。
2.3.2双探测热释电红外探头的优缺点:
优点：
本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。
抗干扰性能：
防小动物干扰：
探测器安装在推荐地使用高度，对探测范围内地面上地小动物，一般不产生报警。
抗电磁干扰：
探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中的要求，一般手机电磁干扰不会引起误报。
抗灯光干扰：
探测器在正常灵敏度的范围内，受3米外H4卤素灯透过玻璃照射,不产生报警。
缺点：
（1）容易受各种热源、光源干扰。
（2）被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。
（3）易受射频辐射的干扰。
（4）环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度降低，有时造成短时失灵。
2.4显示方案选择
方案一：
LED数码显示
LED是一种离子注入型全固体半导体发光器件，它的电压低，正好与TTL电路匹配，发光效率高，寿命最长，是目前仪表数字显示的主体。
LED是低电压驱动，极微小功耗，与CMOS功耗电路可直接匹配，是LSI的孪生兄弟，此外其极薄的扁平结构立刻眼在极亮的环境光下使用，以及信息容量大，生产容易等等，都充分显示了它的优越性能。
方案二;液晶显示
液晶显示是工作温度范围较窄，特别是低湿范围不够，液晶显示器不宜施加直流电压，一般来说，使用液晶显示信息，需要液晶材料或器件，相应的驱动系统和控制系统三者统一。
在本设计中只需要使用几个数字来表示被盗地点，用液晶显示就显得浪费了，而数码显示就简单便宜了。
2.5系统方案图
图2-1系统方案图
3硬件电路设计
硬件电路图包括了热释电红外传感电路，晶振和复位电路，LED数码显示电路，
手工暂停电路，报警电路。
3.1硬件单元电路设计
3.1.1信号检测与放大电路设计
针对红外辐射信号的探测，设计了一种实用化的基于单片机AT89C51检测放大电路。
（1）热释电红外传感器实现功能
当人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时，电路中的传感器将输出电压信号，然后使该信号先通过一个由C1、C2、R1、R2组成的带通滤波器，该滤波器的上限截止频率为16Hz，下限截止频率为0.16Hz。
由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱（通常仅有1mV左右），而且是一个变化的信号，同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式（脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定，通常为0.110Hz左右），所以应对热释红外传感器输出的电压信号进行放大。
本设计运用集成运算放大器LM324来进行两级放大，以使其获得足够的增益。
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3-1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3-1热释电红外传感器原理图
（2）电路实现功能
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，然后经放大电路将电信号放大传给单片机。
图3-2信号检测与放大电路
（3）反相器74LS04介绍
反相器74LS04（反相器是最简单的门电路，它只有一个输入端和一个输出端，输入和输出都只有高电位和低电位（在数字电路中称之为高电平和低电平）两种相反的状态，如果高电平用“1”表示，低电平用“0”表示，反相器输出与输入之间特定的逻辑关系就是输入为1，则输出为0；输入为0，则输出为1，输出总是输入的否定）。
信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，再通过反向器74LS04送出TTL电平至AT89C51单片机。
3.1.2LED显示电路设计
（1）电路实现功能
针对报警次数的显示，设计了一种实用化基于单片机AT89C51的LED显示电路。
此电路实现的功能是显示报警次数信号。
当查询P1有高电平时，进行报警处理，7段LED数码管显示报警房间号，当报警时，小区保安室可以接收信息。
同时通过P3.0和P3.1口设置进行声光报警。
图3-3LED显示电路
（2）数码管介绍
共阴数码管DS1（数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极（COM）的数码管。
共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
3.1.3报警执行电路设计
（1）电路实现功能
针对声光报警实现，设计了一种实用化基于单片机AT89C51报警执行电路。
此电路接受单片机传送来的电平信号，驱动声光报警从而达到报警效果。
驱动电路通过P3.1口将高电平信号送至放大电路然后传给声音报警设备LS（蜂鸣器），从而达到声音报警的效果。
图3-4执行报警电路
（2）发光二极管及蜂鸣器LS介绍
红色发光二极管D3,D4,D5,D6（发光二极管简称为LED。
由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性）。
蜂鸣器LS（蜂鸣器的作用 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器的分类，蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
本设计采用的则是压电式蜂鸣器,压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。
有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。
当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声）。
3.1.4手工暂停电路设计
（1）电路实现功能
针对中断系统的显示，设计了一种实用化基于单片机AT89C51的手工暂停电路。
该电路可通过按按钮S1能够实现手工解除警报信号。
电平信号经放大电路到声光报警器后，当报警延时100s一段时间后会自动解除，同样也可以通过按下暂停键，单片机接收INT0的中断信号，调用INT0中断子程序，从而解除报警。
图3-5手工暂停电路
3.1.5晶振与复位电路设计
（1）电路实现功能
通过振荡得到一个稳定的时钟频率。
利用中断方式可以实现报警持续时间未到100秒时，用手工按键停止的声光报警的作用。
图3-6晶振/复位电路
（2）石晶振荡介绍
石晶振荡Y1：
石英晶振即所谓石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称。
石英晶振是一种用于稳定频率和选择频率的电子元件，石英晶振的主要性能指标有：
调整频差、温度频差或总频差、谐振电阻或负载谐振电阻，还有机械性能等。
标称频率：
技术条件所指定的频率，通常指晶振上标识的频率。
工作频率：
石英晶振在给定电路上产生的频率。
电路原理:
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。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
复位则是通过某种方式,使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。
复位方式是单片机的初始化操作。
单片机除了正常的初始化外，当程序运行出错或由于操作错误而使系统处于死循环时，也需要按复位键重启机器。
MCS—51单片机复位后,程序计数器PC和特殊功能寄存器复位的状态如表2-1所示。
复位不影响片内RAM存放的内容,而ALE、
在复位期间将输出高电平。
由表2-1可以看出，复位后：
（1）（PC）=0000H表示复位后程序的入口地址为0000H，即单片机复位后从0000H单元开始执行程序；
（2）（PSW）=00H，其中RS1（PSW.4）=0，RS0（PSW.3）=0，表示复位后单片机选择工作寄存器0组；
（3）（SP）=07H表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立；
（4）P0口～P3口锁存器为全1状态，说明复位后这些并行接口可以直接作输入口，无须向端口写1。
定时器/计数器、串行口、中断系统等特
升级会员 