远程报警电路的设计【知识分析】

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1、目录摘要21 引言32 系统使用环境33 系统组成43.1 AT89S51单片机53.2 执行电路74 系统测试分析94.1 测试设备94.2 测试方法9 4.3 功能测试10 4.4 指标测试及结果分析105 总结12致谢13参考文献14附录15远程报警电路的设计 07通信2班 赵培培摘要 本系统利用热释电红外传感器的红外辐射与红外探测的原理设计出探测电路，并采用单片机AT89S51作为探测系统的核心。检测信号经过比较放大之后，输入单片机进行数据判断及处理。当检测到有被测物体进入测量范围时，系统自动发出声光报警信号，等待一段延迟时间后自动消除报警信号，并可手动解除报警信号。当有主人在家系统无

2、需报警时,可开启楼道灯控制系统，即传感器探测到有人经过时照明灯亮,等待一段延迟时间后自动熄灭。关键词：AT89S51单片机；红外传感器；报警电路；显示电路1 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，人们拥有的私有财产也不断增多，因而也对防盗措施提出了新的要求。本文介绍了为满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。系统对传统防盗器进行了改进，既可以用于单一家庭，也可以用于比较大规模住宅区的防盗系统，它的工作特性较好，不易出现失报和误报现象，安全可靠。单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的

3、生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护。2 系统使用环境由于系统有几种不同的功能，应在不同的环境下使用，以下为各功能特定的使用环境： 室内防盗报警器应安装在室内房间的进出口处，而且应在主人不在的时候开启此功能，同时，为了避免产生错报或误报的情况，传感器的探测头

4、还应安装在离室外大约5米的地方。 使用楼道灯开关功能时，传感器的探测头应安装在较少行人经过的过道处，并可按照过道的长短手动调节亮灯时的延迟时间。 报警器还可以检测人数及最大容量人数控制。首先要用黑纸把传感器的探测头包成只留直径大约为0.5厘米的圆孔。同时探测头还应安装在一次只能通过一人的过道处，比如一些大型场所的检票处或是通关口。3 系统组成系统组成如图3-1所示。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，经测量放大电路、比较电路至AT89S51单片机。在单片机内，经软件查询，统计平均及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

5、信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。当报警延迟一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号。然后可通过LCD显示报警。同时,还可把整个系统变为自动开关灯系统,当有主人在时,可用手动解除报警功能,并且开启开关灯执行电路,在探测头感应到有人时执行电路执行开灯。此时可以使用在一些大型的公共场合，作为检测人数个数和人数的最大容量控制。执行电路红外探头声光报警驱动电路手动清除LCD显示AT89S51单片机比较放大电路图3-1 总体设计框图3.1 AT89S51单片机 AT89S51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片 输入/输出口线P0.0P0.7 P0口8位双向口线P1.0P1.7 P1口8位双

6、向口线P2.0P2.7 P2口8位双向口线P3.0P3.7 P3口8位双向口线 ALE 地址锁存控制信号在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于ALE是以六分之一晶振频率的固定频率输出的正脉冲，因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用2。 PSEN 外部程序存储器读选通信号在读外部ROM时 PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。 EA 访问程序存储器控制信号当 EA 信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当 EA信号为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器

7、。 RST 复位信号当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位操作。 XTAL1和XTAL2 外接晶体引线端当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。 Vss 地线Vcc +5V电源 常见的第二功能信号 P3口线的第二功能P3的8条口线都定义有第二功能表3-1 端口第二功能口线第二功能信号名称P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2INT0外部中断0申请P3.3INT1外部中断1申请P3.4T0定时器/计数器0记数输入P3.5T1定时器/计数器1记数输入P3.6WR外部RAM写选通P

8、3.7RD外部RAM读选通 EPROM存储器程序固化所需要的信号有内部EPROM的单片机芯片（例如80C51），为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源，它们也是由信号引脚以第二功能的形式提供的，即：编程脉冲：30脚（ALE/ PROG）编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）备用电源引入MCS-51单片机的备用电源也是以信号引脚第二功能的方式由9脚（RST/VPD）引入的。当电源发生故障，电压降低到下限值时，备用电源经此端向内部RAM提供电压，以保护内部RAM中的信息不丢失。AT89S51单片机引脚图如下：图3-2 AT89S51单片机引脚图3.2 执行电路电路分成两部分，报警电路和发光电

9、路，通过一个单刀双置开关选通。单片机系统电路见图3-3。图3-3 单片机系统电路图 报警电路开关和蜂鸣器电路接通，当传感器在无触发信号输入的静态时保持低电平,当有检测信号时,比较器输出一个高电平,三极管饱和导通,发射极变为高电平,蜂鸣器报警。见图3-4。图3-4 报警电路 发光电路 开关和发光电路接通，当传感器在无触发信号输入的静态时保持低电平,当有检测信号时,比较器输出一个高电平,三极管饱和导通,发射极变为高电平,继电器动作,常开开关吸合,发光二极管导通发光。见图3-5。图3-5 发光电路4 系统测试分析4.1 测试设备秒表： 精度0.01s卷尺： 精度0.01m量角器4.2 测试方法 首先

10、让电路正常工作，把热释红外传感器放在一定的位置，使人体从远处逐渐靠近探测头，可测到的最大范围7。 在距离探测头设定的距离，间隔一定时间内出现被测物，可测出传感器的最小反应时间。 把探测头置于一定的高度时，被测物由垂直最小的距离往两边逐渐扩大距离，测出传感器最大测量角度。 把不同的物体放入热释红外传感器的探测范围，可知什么物体可干扰传感器的测量。4.3 功能测试 本系统可测量最大范围为5.7米，最大角度为58。 当检测到被测物体时，系统可以产生声光报警，并可使用手动键盘解除报警信号。 可用键盘设置最大容量的报警人数，当检测到的人数超过最大的容量人数时产生报警信号。 当系统启动执行电路，有人经过时

11、，常开开关电路会闭合，室灯变亮。4.4 指标测试及结果分析（1） 把传感器置于离被测物高出1.5米的地方，然后往两边逐渐扩大距离,如图5-1测试系统是否报警。如表5-1为所示。（2）表5-1 传感器探测角度范围角度(A)03040505560是否报警是是是是是否由以上所测结果所知，被测物的最大测量角度在55度到60度之间。（2） 当不同的物体放入系统的被测范围时，可知什么物体可干扰传感器的测量,并且测试系统是否报警。如表5-2所示。表5-2 报警功能的测试进入测量范围物体小狗发光电灯开启的计算机小鸡是否测到和报警是否否否由以上结论可知：由于小狗热辐射的红外线波长与人体热辐射的红外波长范围差不多

12、,故可以探测到小狗。一些其他一些物体，即使是发光或发热，但由于他们所发射的波长与系统红外探测器的接收波长范围不同，所以探测不到其他物体。 用黑纸把传感器的探测头包成只留直径大约为0.5厘米的圆孔，并调节使延迟时间为0.5s，把传感器放置在一次只能通过一人的楼梯处，测量经过的人数。如表5-3所示。表5-3 经过人数测量次数123实际经过人数303030所测人数292829 由结果分析可知：由于所放位置人流量较大，并且在通过的人流中有些间隔时间少于0.5s，所以会出现所测人数稍少于实际经过人数。要改善这一点应把电路延迟时间调到最小。5 总 结本论文完成了软硬件主要功能模块的设计，为进一步设计开发及

13、功能扩展打下了良好的基础。由于时间关系和水平有限，设计中存在着一些缺陷和不足，还有待于在今后的进一步设计过程中不断完善。可从以下几方面对系统进行改善： 增加自动拨号报警功能。系统探测到窃贼入室或火灾等信息后，按事先设定的电话号码自动拨号，拨通后自动播放报警信息，以有效地减少报警时间。 可利用接口通信技术与计算机进行相连接，当探测到窃贼入室时，单片机所接收到的数据直接传送到计算机，这样有利于小区的统一管理。 可以采用摄像头作为探测头，将采集到的信号进行图像处理及判断后再决定是否报警。如果系统接收到报警信号后，保安人员可以通过查询报警记录来确定是否真有人经过。智能住宅小区防盗报警监控系统的开发是一

14、个实践应用性很强的课题，要使其产品化，能够经受住实际应用的严格考验，还要进行许多深入细致的工作。随着科技水平的不断提高，智能住宅小区的智能管理系统。致 谢 在这里要特别感谢我的指导老师刘帅卿老师，感谢你在整个毕业论文的创作过程中对我的帮助和指导，感谢你在我懈怠散漫时的督促与教诲;感谢曾在我的毕业设计中予以我帮助的所有同学和朋友，感谢他们陪我一起走过大学生涯的最后一段，使得我的论文能够如期顺利完成。在毕业设计的过程中，虽然本人在指导老师的帮助下对所设计的问题有初步的实习调研。但由于本人缺少实际工作经验，遇到了一些设计和实际加工中的问题，受到师傅和指导老师的指导与帮助，从而得到了全面的解决同时也受

15、到各位老师优良工作作风的影响，培养了我严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风，并树立了正确的生产观、经济观和全局观。在设计中，由于个人能力有限，设计中漏洞和错误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时发现并修正。通过此次毕业设计，希望能把所学的知识有机的联系起来，培养自己分析问题，解决问题的能力，为充实自己，并在未来工作岗位上好好工作打下坚实的基础。在这里，向在这次毕业设计中给予过帮助我的老师表示衷心的谢意。参考文献1 李广弟，朱月秀，王秀山单片机基础，第2版（修订版），北京航空航天大学出版社，2001年7月，1-221. 2 张培仁MCS-51单片机原理与应用，第1版，清华

16、大学出版社，2003年1月，1-1003 张洪润，张亚凡传感技术与应用教程，第2版，清华大学出版社，2005年4月，41-464 康华光电子技术基础(模拟部分)，第4版，高等教育出版社，1999年6月,333-3345 童诗白，华成英模拟电子技术基础，第4版，高等教育出版社，1998年12月，1-1006 刘永智液晶显示技术，第1版，电子科技大学出版社，2000年12月，1-1807 李晓莹传感器与测试技术，第1版，高等教育出版社，2004年11月，1-40.8 康华光电子计数基础，第1版，高等教育出版社, 1996年7月，1-1009 蔡锦福运算放大器的原理与应用，第1版，2005年7月，137-16110 蔡莹液晶技术与电子纸，电子产品世界，2003年，11上半月，38-4011 李维提，郭强液晶显示应用技术，第1版，电子工业出版社，2000年3月，1-10012 黄智伟，王彦，陈文光等全国大学生电子设计竞赛训练教程，第1版，电子工业出版社，2004年，73-8013 于长军，张秀珍，杨向明，杨魁，王辉传感器技术，1993年，哈尔滨工业大学，第1版，1-4114 全国大学生电子设计竞赛组委会2002年，第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编，北京理工大学出版社，1-18附录系统总体电路图15谷风书苑#