智能防盗报警器的设计本科毕业设计.docx

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智能防盗报警器的设计本科毕业设计

智能防盗报警器的设计

前言

在现在这个科技发达进步的社会，人们的生活水平也在一直向前发展和提高，个人的私有财产也在不断的增多，同时因为电子技术的发达，人们对于防盗看得更加的重要。

从住宅的现代人的发展，人们的生活环境主要是集体住宅和高层建筑，但是市场上的报警器主要适用于住宅单元单，为了便于统一管理和加强安全，我们有必要对防盗报警装置进行完善和提高。

市场上的安全产品主要有电子防盗报警，压力开关，压力触发报警防盗报警和光报警，但也有一些缺点：

对电子防盗报警器开关的有效范围很小，一般都只有一个定点，并且它里面的各种开关容易被损坏，因此它的失报和误报率很高，可靠性较低；压力板压力触发式防盗报警器安装在电子下面，所以当发动机停止工作，在家里接待家庭可能是报警，使其可靠性较低；压力遮光触发式防盗报警器报警信号主要是由光组成的，所以当太阳会报警，其可靠性较低。

这些报警器的安装线路比较复杂，对安装的技术要求较高，所以它的价格也比较昂贵，在社会中不利于广泛使用。

一个家庭的防盗装置的设计，它是相对于防盗装置已经做了很大的改进，它不仅可以用于单一的住宅区，也可用于大型住宅区，它的工作性能和可靠性得到了很好的提升，本设计的防盗装置主要是利用单片机对信号做处理，这就使得它能够与计算机进行很好的连接，并且能够利用计算机对其进行统一的管理，住宅内的基本情况和资料都可以存储在电脑中，这也就方便人们的查询和保安人员的统一管理。

本设计中主要是通过热释电红外传感器实现对人体辐射的检测，并且采用的是红外线扫描检测，因为红外线不容易被看见和发现，所以这种检测方式可以让整个系统具有很好的隐蔽性和保密性，系统在进行工作和监控的时候，这种热释红外传感器会将探测到的外界人体信号转化成系统需要的电信号进行传输。

1设计方案

智能报警器在我们的生活中有着很重要的作用，对报警器的不断改进和完善也是我们设计的宗旨之一。

本设计主要包括硬件设计和软件设计两个部分，在模块的划分中，本设计主要分为数据采集、数据分析、数据传递、键盘控制和发射信号报警等模块。

本设计主要是收集的数据通过红外感应的，涉及到软件的控制和管理，主要包括红外传感器，该LED控制器，单片机控制电路，报警等。

在用户终端包括数据输入模块，输出模块，数据传输模块，系统功能模块，CPU模块和系统，用户终端需要实现采集，传输，分析，处理，对数据的整体系统报警等功能,本设计用红外线作为传感器的原因是：

根据红外线具有很好的隐蔽性这一特点，我们能够将一束红外线光设计在露天的环境下，然后通过这种传感器检测是否有人出入、通过，所以此类装置设计的要点就是首先要能够准确有效的判断是否有人通过，其次就是需要能够有较广泛的扫描防护范围，最后需要保证系统工作具有很好的稳定性和可靠性。

本设计需要达到的目的：

当家里有人在的时候，可以将防盗报警器关闭，当家里的人外出时，可以将防盗报警装置开启，这是防盗报警器装置的红外线装置开始扫描和探测，当有外人进入时，红外线的传输会被中断产生信号，监控器上的探头可以将此人体辐射信号转化成电信号输入到电路中，此信号经过电路的放大和比较被传输到门限开关，最终送到单片机芯片上进行运算处理，之后单片机根据计算的结果发出命令控制报警电路发出报警信号进行报警通知。

2基础知识介绍

2.1AT89C51单片机

2.1.1AT89C51单片机的概述

单片机的功能是非常强大的，并广泛应用于电子设计，它可以在一个很小的芯片上的完整的计算机系统集成，也就是说一块小小的单片机芯片能够具有CPU、内存、内部和外部总线等部件所具有的全部功能和作用，现在的单片机功能也越来越强大，它能够将声音、图像、网络等集成在一起。

供应链管理是一种在线式实时控制计算机，它需要的是有较强的抗干扰能力和低成本。

供应链管理是通过修改程序和单片机功能的控制电路，用不同方法制备可实现不同的功能，采用C语言编写单片机程序。

AT89C51单片机是目前使用非常广泛，它是由美国ATMEL公司生产的发展，它有许多优点，如低电压，高性能，小体积等优点，除此之外，单片机具有的存储空间也较大，它的存储器分为内部存储器（RAM）和外部存储器（ROM）两个部分，它的内部存储器又包含有EPROM和RAM，所以它的内存空间非常大，可以存储大量的数据，EPROM的是4K字节的RAM的大小可以重复和删除只读存储器，其中RAM内部存储器是大小为128bytes的随机存取数据存储器，也就是说存储在这里面的数据是可以进行读取操作的，这些存储器件都是在高密度、高精准技术的条件下进行生产，并且这些存储器能够对标准的MCS-51指令系统进行兼容，操作和实现起来较方便，除此之外，AT89C51单片机还配备了一个8位的CPU（中央处理单元）和一个存储单元，存储单元还包括闪光，它的功能是非常强大的。

因此AT89C51单片机具有很高的性价比，并且具有灵活的控制性，适用于很多场合和领域，这也是它一直被广泛利用的原因。

如图2.1.1-1显示的是一个图，单片机AT89C51的功能模块，从图中可以看出，AT89C51单片机，包括CPU可编程I/O端口，存储器，定时器/计数器，串口模块，每个模块通过数据总线连接，它相当于是一台电脑的浓缩和集成，同时它具有的功能也是非常的强大。

图2.1.1-1AT89C51功能方块图

2.1.2AT89C51单片机引脚介绍

AT89C51单片机共有40个引脚，和40针设置在双包的形式，它是一种高效的微控制器，高性能单片机也是一个相当高的性能，所以它具有的功能很强大，但是由于他们的引脚个数的限制，使得有的引脚都具有第二功能，AT89C51单片机的引脚具体功能介绍如下：

GND和VCC负责给AT89C51单片机接通电源，GND：

接电源负极或者接地，VCC：

电源正极，属于供电电压。

AT89C51单片机的可编程I/O口，P1口，P0口、P2口，P3口，I/O端口，每个包含8个引脚。

P0口是一个具有8位漏极开路双向I/O口，也就是PO口具有八个引脚，分别是P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07，这8个引脚的输入输出功能具有相似之处，并且每个引脚都可吸收8TTL门电流，在系统设计中，我们可以改变引脚的数据来控制引脚功能，当引脚上写的是1，引脚功能称为高阻抗输入，P0口可以作为一个外部程序存储器，所以它可以被定义为第八位地址/数据。

在Flash编程的时候，P0被作为源输入端口，当检查外部闪光，P0口需拔出，和P0口输出的源代码。

2.1.2-1P0口位结构图

单片机另外还有三个I/O端口，它们分别为P1、P2、P3，这三个端口都含有八个引脚，并且每个引脚上面的连接有一个上拉电阻，他们主要是进行对数据的传输，其中P3端口比较特殊些，它的引脚都具有第二种功能。

其每个引脚的特殊功能介绍如下：

P3.0RXD还具有串口的功能，还具有一个P3.1TXD串行输出功能P3.0和P3.1，所以两个引脚的串行通信信道；P3.2也具有外部中断0INT0的功能，P3.3也具有外部中断1INT1的功能，所以P3.3和P3.2有着相同之处，在涉及有与中断相关的程序时，P3.2和P3.3就会被设置为作为中断输入的引脚，并且这两个引脚起到了关键作用；P3.4还具有一个定时器0外部输入P3.5T0的功能，也有一个定时器1外部输入T1的功能，所以如果电路由定时器或时钟控制脉冲函数，都需要用到这两个引脚；P3.6也具有外部数据存储器写选通的功能，当需要对外部存储器进行写操作时就需要在此引脚上进行操作；P3.7也具有外部数据存储器读选通的功能，次引脚的功能和用法与P3.6一样，只是这个引脚控制的是对外部存储器读取操作的控制。

以下为剩余引脚的功能：

RST为复位输入。

复位输入所谓的，是指当引脚来实现系统的约简中添加数据，也就是让系统恢复到原来的状态，要保持RST脚两个机器周期，在这里的时候，这样才能让振荡器复位器件。

ALE/，此引脚主要的功能就是输出频率较稳定的正脉冲信号，输出的此信号的频率一般都为振荡器频率的1/6，因此此引脚主要是被用于输出稳定的脉冲或者实现定时的作用。

除此之外，此引脚还可以被用作外部数据存储器的连接端口，当时当在进行访问的时候，此引脚需要跳过一个ALE脉冲波形的时延，我们在进行程序编写，并且通过此引脚去访问外部存储器的时候，单片机的地址锁存器会输出大小一定的电平电压，这个输出的电压会被用于锁存地址信息，同时也方便我们以后对其进行查找和访问。

针的另一个功能，在Flash编程，对引脚输入编程脉冲。

如果信号是在这个港口，SFR8EH地址上置0，引脚的输出将被禁止，如果你想让ALE输出，我们需要有效的执行MOVX或MOVC指令ALE输出程序的执行进行控制。

XTAL1引脚，这已经在供应链管理中一个非常重要的角色，它是输入到振荡器反相放大器及内部时钟电路的工作，主要与反向放大器或芯片内部时钟电路连接，当我们需要访问单片机的内部时钟电路时，就需要和此引脚相连接，在电路系统相连通后，系统输出的为反向振荡器。

当系统使用外部时钟源驱动程序时，此引脚就不应该被连接，因为如果此引脚被接通，那么系统使用的将是单片机内部的时钟电路。

XTAL1和XTAL2外接晶振芯片两针两针，我们可以控制的输入和输出控制时钟电路和脉冲产生电路。

2.2热释电红外传感器

热释电红外传感器已经在本设计中一个非常重要的角色，它被称为杉木，它是一种红外探测器是由一个高的材料的热电系数，这种传感器的内部一般都是以反极性串联将其中的一个或者两个探测原件连接起来，接收端安装有探测原件，探测原件能够探测到外界的人体辐射信号，并且此探测原件能够通过电路将探测到的外界信号转变成能够传输的电信号，此时的这个信号还是比较微弱，所以在电路的设计中需要加入场效应管对其进行放大输出，这样我们就可以有效地抑制由于温度上升的干扰。

一般探头安装的距离越近，其探测的灵敏度就越好，但是在实际的应用中，为了隐蔽和安全起见，一般都会尽量增大探头的距离，无疑这也就降低了探测器探测的灵敏度，所以在增加距离的同时提高探测器的灵敏度是非常有必要的，本设计就是在探测器的前方安装一个菲涅尔透镜，此菲涅尔透镜是由透明塑料制造而成的，所以成本较低，同时此菲涅尔透镜和放大电路相结合后能够对信号进行放大，让信号能够达到70分贝以上，

也就是说加入菲涅尔透镜后，探测器就能够探测到10米到20米范围内的人的行动，并且其灵敏度较好。

在一般的原检测器的检测灵敏度在7-10um波长保持稳定，中心波长的红外辐射的人一般是9-10um，为了让探测器能够准确的探测到人体的辐射信号，我们需要在进行电路设计的时候应用透镜的方式对信号进行放大和处理。

Lensisarrangedonthetopofthesensorandthelastwindow,thisfiltercan7-10umwavelengthlight,itcanbeusedtodetectinfraredradiationofhumanbody,thusformingadedicatedtotheinfraredsensortodetectthehumanbodyradiation.

透镜设置在传感器上的最后一个窗口，该滤波器可以7-10um波长的光，它可以用来检测人体的红外辐射，从而形成了一个专用的红外传感器探测人体辐射。

图2.2-1所示的热释电红外传感器作为内部电路，内部电路包含包的组件从图中我们可以清楚的看到，此电路主要用到了传感器、场效应管、偏执电路和EMI电容，同时需要光学滤镜检测红外线信号。

图2.2-1热释电红外传感器的内部电路框图

2.3菲涅尔透镜

菲涅尔透镜是一个由聚乙烯塑料制造而成的透明镜，它呈现为乳白色透明的模样，它具有能够形成盲区和亮区的功能，并且它能够对光线进行聚焦，它的焦距一般