1智能小区防盗报警系统设计

湖北广播电视大学电子专业毕业设计第1页共16页智能小区防盗报警系统设计目录摘要...................................................2引言....................................................3正文.....................................................3一.系统构成及原理.....................................3二.单片机控制红外线防盗报警系统总图框.................3三.红外防盗报警系统的电路设计.........................41.微处理器及其任务.................................42.被动式热释电红外电路的设计.......................53.主动热释红外电路的设计...........................74.报警电路的设计...................................95.数据通信的设计..................................10四.部分程序代码......................................12五.结束语............................................16六.至谢..............................................16七.参考文献..........................................16湖北广播电视大学电子专业毕业设计第2页共16页摘要本课件基于单片机控制红外线防盗报警系统的设计。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，本系统采用了热释电红外传感器，防盗性能比较稳定，抗干扰能力强，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和ＰＣ机通信，便于多用户统一管理。该系统主要用于家庭防盗现场系统，整楼控制，通讯系统及小区总控报警通讯系统组成，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电路、热释红外电路、报警电路、数据通信等部分组成。系统程序可以划分为以下几个模块：被动式红外感应电路的识别程序、红外编码程序、红接收程序、报警程序、串行通信程序等几个部分。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。关键词红外光；热释电；声光报警；监控系统AbstractThiscoursewarebasedMCUinfraredburglaralarmsystem.Advancedinfraredtechnologyhasbecomeanimportantpartofscienceandtechnology,thesystemusesapyroelectricinfraredsensor,anti-theftperformanceisrelativelystable,anti-interferenceability,thievescannoteasilybefound,whileitssignaliseasilytreatedwithSCMSystemandPC-communication,tofacilitatetheunifiedmanagementofmultipleusers.Thesystemismainlyusedfordomesticsecurityon-sitesystem,theentirefloor,control,communicationssystemsandcellcompositionofthetotalcontrolofalarmcommunicationsystem,thedesignincludestwoparts,hardwareandsoftwaredesign,hardwarepartconsistsofMCUcontrolcircuitofpyroelectricinfraredcircuit,alarmcircuitanddatacommunicationscomponents.Systemprogramcanbedividedintothefollowingmodules:passiveinfraredsensorcircuitidentificationprocedures,infraredcodingprocedures,redreceivingprocedures,alarmprogram,serialcommunication湖北广播电视大学电子专业毕业设计第3页共16页program,andseveralotherparts.Processorwith51seriesAT89C51,thewholesystemisunderthecontrolofthesystemsoftwaretowork.KeywordsInfraredbrightnessSupervisorycontrolsystem引言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式小区电子防盗系统。正文一.系统构成及原理防盗报警系统分别由探测器、区域控制器和报警控制中心三部分构成。其原理如以下系统图：二.单片机控制红外线防盗报警系统总图框系统以微处理器进行智能控制，随时检查是否有红外物体在所属区域活动，一但发现，立即进行声光报警，并将这一结果通知主监控系统，同时我们的红外感模块还能判别白天或黑夜进行工作。本系统框图如图1。湖北广播电视大学电子专业毕业设计第4页共16页三.红外防盗报警系统的电路设计下面我们就结合系统，进行各单元电路的设计：1.微处理器及其任务该系统我们选用51系列单机，AT89C51作为主CPU进行各项工作的处理。主要性能：●和MCS—51产品兼容。●2KB可重编程Flash存储器。●耐久性：1000次写/擦除。●2.7~6V的操作范围。●全静态操作：0Hz~24MHz.●2极加密程序存储器。●128×8位内部RAM。●15条可编程I/O引线。●2个16位定时器/计数器。●6个中断源。●可编程串行UART通道。●直接LED驱动输出。●片内模拟比较器。●低功耗空载和掉电方式。AT89C51有2KFLASH；128字节RAM；15条I/O引线；2个16位定时器/计数器；一个5向量2级中断结构；一个全双工串行口；一个精密模拟比较器以及片内震荡器和时钟电路。此外，AT89C51是用可降到0频率的静态逻辑操湖北广播电视大学电子专业毕业设计第5页共16页作设计的，并支持两种可选的软件节能工作方式。空闲方式停止CPU工作，但允许RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统继续工作。掉点方式保持RAM内容，但振荡器停止工作，并禁止所有其他部件的工作直到下一个硬件复位。本设计红外的检测，CPU采用中断的方式进工作。当检测到所属区域发生变化时，中断口有信号变化，从面达到监测目的。用单片机的P3.2、P3.3两个端口。声光报警用P1.0口。串口通信用P3.0、P3.1和总控系统通信。系统硬件如图2。图2微处理器硬件图2.被动式热释电红外电路的设计此电路由热释电传感器(带菲涅尔透镜)，带通放大器，比较电路，光控电路和输出电路组成，组成框图如图3。图3被动式电路框图菲涅尔透镜的作用是将人体辐射的红外线聚焦、集中，以提高探测灵敏度。热释电传感器的功能是将人体辐射出为的特定波长的红外线检测到，并产生微的电信号。如果没有透镜，探测距离只有1~3米，使用菲涅尔透镜后一般能达到10米以上，因此菲涅尔透镜的作用相当重要。带通放大器，由于热释电传感器输出的电脉冲信号幅度很小，其频率约在0.3~10Hz左右，是属于超低频信号，因而，需要高增益低噪声、低频带通放大，进行高增益放大处理，才能送到下一级电路。放大增益约为70~75dB。比较器，为了有效抑制噪声干扰，是提高模块的工作可靠性，降低误动作的概率，湖北广播电视大学电子专业毕业设计第6页共16页感应模块内设置了电压比较器。电压比较器一般采用双限窗口比较器，它有一个门限电，此值越大，抗干扰能力强，但灵敏度降度随之下降，此值小，易受干扰而产生误动作。当放大器的输出信号到比较器，其幅值达到比较器的门限值时，比较器输出脉冲信号。光控电路，该电路主要是利用光敏电阻对光敏感的特性，对输入到比较器的信号进控制，可灵活的让其工作在白天或者晚上，这样就很好的起到了光控的目的。输出电路，经过上述电路的处理后，在输了端就会满足，当有红外生物经过所属区域时，输出端就是表现为高电平；反之，就输出低电平，利用这一点，就可以很好的和微处理器接口。下图4为本设计的电路图:图4热释红外电感应原理图如图所示，左端D为热释电红外传感器，3脚为电源连接端，2脚为接地端，1脚为输出端。经1脚输出后，首先需要一匹配电阻，约为47KΩ。再通过C147UF的电容耦合到放大器U1反相输入端，U1、U2组成带通滤波器和增益放大器，带通滤波器的下限截止频率由R4、C1决定，上限截止频率由R3、C5决定，放大的U1的增益由R5，R4决定（R5/R4），U2的增益由R9、R8决定（R9/R8），放大器的电压增益可以用放大倍数取对数得到（20LgAv），两级放大电路的总增益为70dB。电阻R3、R4、R6、R7组成偏置电路，将两能运放偏置电压设在1/2VCC湖北广播电视大学电子专业毕业设计第7页共16页上。R10、R11、R12、R13、W、D1、D2、U3、U4组成双限比较电路，比较的基准电压由R10、R11、R12、R13决定。U3的反相输入端设置为大于1/2VCC，耍U4的同相输入端设置小于1/2VCC，U2静态时输出为1/2VCC。此时，当红外传感器没有感到红外线时，放大器U2输出为1/2VCC，可推断，U3同相端小于反相端，输出低电平，同理可得U4输出也为低电平；当有红外线时，U2将会输出一个相对于1/2VCC的脉冲信号。当U2为正脉冲时，可分析，U3将会输出高电平，U4将会输出低电平；当U2输出为负脉冲时，U3将会输出低电平，而U4将会输出高电平，也就是说只有感应到红外线输出端都会有正脉冲输出，图中，D1、D2主要起隔立作用，防止当一个出现高电平时，被另一个短路掉。图C7、C8为电源退耦电容。电阻R23为光敏电阻，阻值是随着光的增强而减小的，此电路中，当晚上光线比较暗，阻值较大，U3、U4的门限值较高，检测到的红外线不容易得到输出，白天，光线较强，门限值减小，按正常设定报警，进而达到光控的目的。最后输出和单片机相接，实现智能控制。3.主动热释红外电路的设计主动式红外电路包含两个部分：一部分为红外发射电路；另一部分为红外接收电路。电路由红外发射部发出一束红外光，由红外接收电路检测出发出的红外光，正常情况对发对收不会发出报警，当有移动物体遮挡住红外光线时，接收电路不能接收到红外光，电路发出声光报警。从而达到防盗目的。发射电路，我们采用采普通红外发射管，试应用场合的不同，还可以采用大功率的红外发射管，以提高检测距离，由单片机C51来进行编码，硬件电路如图5。图中由P1.0口输出外电路接三极管配合红外发射管，进行红外线的发射。图5主动式红外发射电路湖北广播电视大学电子专业毕业设计第8页共16页红外发射也采用编码方式发射，以脉宽调制的串码作为红外信号传输。通常以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms，周期为1.125ms的组合表示二进“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms，周期为2.25ms的组合表示二进制“1”，其“0”、“1”的波形图如图6。图6红外编码格式就这样发单独发射，采用调制的方式。将上图的编码格式调制在高频载波上面，这样不仅仅节省频带资源，同时利于远距离传送，提高