畢業(yè)論文-紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).doc

紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：隨著科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因此對防盜措施提出了更高的要求。當(dāng)前基于紅外技術(shù)的目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩種：一種為主動(dòng)紅外跟蹤定位系統(tǒng)，另一種為基于熱釋電紅外傳感器的報(bào)警系統(tǒng)。本課題主要研究后者，設(shè)計(jì)基于STC89C52單片機(jī)的紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)。作為一種新型傳感器件，基于熱釋電效應(yīng)的熱釋電人體紅外線傳感器的功能更加完善，對體溫為37左右的人體輻射的中心波長為9um到10um左右的紅外線感知能力更強(qiáng)，在其防盜報(bào)警范圍內(nèi)，利用防盜報(bào)警電路探測是否有人進(jìn)入，當(dāng)有人闖入時(shí)可以通過一系列能量變化產(chǎn)生電信號(hào)，最終達(dá)到電聲報(bào)警的目的。本系統(tǒng)將紅外報(bào)警、溫濕度測量顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘集為一體，簡單實(shí)用，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。設(shè)計(jì)主要分硬件部分和軟件部分。硬件部分中單片機(jī)選用宏晶公司的高性能、低功耗單片機(jī)STC89C52；熱釋電紅外報(bào)警器使用DYP-ME003紅外人體傳感器，是根據(jù)紅外線技術(shù)制成的自動(dòng)控制產(chǎn)品；DHT11溫濕度傳感器給系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的溫度濕度數(shù)據(jù)；時(shí)鐘部分由DS1302實(shí)現(xiàn)；四鍵鍵盤可以切換系統(tǒng)的開、關(guān)報(bào)警狀態(tài)，設(shè)定時(shí)鐘/日歷初始值，查詢報(bào)警時(shí)間等。軟件部分包括DS1302初始時(shí)間設(shè)置，監(jiān)控信號(hào)采集記錄和液晶顯示部分。關(guān)鍵詞：紅外報(bào)警；被動(dòng)式；STC89C52單片機(jī)；溫濕度測量 中圖分類號(hào)：TP277Design of Infrared Alarm Monitoring and Control SystemAbstract：With the development of economy and science and technology, peoples living standards have greatly increased, and the consciousness to the private property protection is in the unceasing enhancement, so higher request for the security measures has been put forward. The current monitoring system based on infrared technology mainly has two kinds: one kind is active infrared tracking system, and the other is alarm system based on infrared sensor. This subject mainly studies the latter, designed a infrared alarm monitor system based on the single chip STC89C52.Infrared invasion alarm based on infrared detection technology as a new technology, has been more and more get the social attention from all walks of life and extensive application. As a new type of sensor component, the function of infrared sensors for human body based on effect is more perfect, the sensory ability for the human radiation whose temperature is 37 and the center of the wavelengths is 9 to 10 um around is more strong, in its security alarm range, it use security alarm circuit to detect if someone is in. When people come in, through a series change of energy it can generate signals, and finally reach the purpose of sound and light alarm. It Integrated infrared alarm, temperature and humidity measurement and display, real time clock sets into a body, it is simple, practical, and strong anti-interference ability, high sensitivity, safe, reliable, and has a high application value. The design include hardware and software parts. The single chip microcomputer in hardware part chooses the high performance, low power consumption MCU STC89C52 produced by macro crystal company; infrared alarm uses DYP-ME003 infrared human sensor, is automatic control products based on infrared technology; DHT11 temperature and humidity sensor provides real-time temperature humidity data to the system; The clock part is implemented by the DS1302; Four keys keyboard can switch system open and close the alarm status, set the clock/calendar initial value, inquires the alarm time and so on. Software part includes DS1302 initial time settings, control signal acquisition records and liquid crystal display parts.Keywords: Infrared alarm； passive；STC89C52 SCM,；temperature and humidity measurementClassification: TP277目 次致 謝I摘要IIAbstractIII目次IV1 緒論11.1 課題的背景和意義11.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向21.3 本文研究的內(nèi)容32 被動(dòng)式熱釋電傳感器的分析42.1熱釋電紅外傳感器42.2 被動(dòng)式熱釋電傳感器防盜報(bào)警工作原理42.2.1 熱釋電效應(yīng)原理42.2.2 菲涅爾透鏡鏡52.3 DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器53 硬件電路設(shè)計(jì)73.1 單片機(jī)電路83.2 紅外熱釋電報(bào)警傳感器模塊103.3 溫濕度傳感器器及檢測電路113.4 DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路133.5 LCD顯示電路143.6 EEPROM存儲(chǔ)器電路153.7 鍵盤電路163.8供電及程序下載電路174 軟件部分設(shè)計(jì)184.1 程序流程圖184.2 各子程序?qū)崿F(xiàn)的功能204.2.1定時(shí)器程序204.2.2按鍵查詢程序205 紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)安裝運(yùn)行246 總結(jié)25參考文獻(xiàn)26附錄A28附錄B34作者簡歷35學(xué)位論文數(shù)據(jù)集36IV中國計(jì)量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論1.1 課題的背景和意義當(dāng)今社會(huì)的治安總體趨于平穩(wěn)，但是入室盜竊、搶劫等案件總是頻頻發(fā)生，給社會(huì)增添了幾分不和諧，既影響了治安安定也增強(qiáng)了群眾生活的恐慌感。另外，人們的安防意識(shí)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展也在不斷提高中，現(xiàn)如今人們對人身和財(cái)產(chǎn)的安全越來越關(guān)注1。越來越多的人致力于打造一個(gè)舒適時(shí)尚的家居生活，創(chuàng)建一個(gè)和諧安全的家居環(huán)境。如何做到真正的“安全”呢？在傳統(tǒng)的防盜窗和防盜門逐漸淘汰的同時(shí)，探測器所具有的獨(dú)特優(yōu)勢使其受到更多人的好評與青睞。紅外防盜報(bào)警器是基于紅外探測技術(shù)開發(fā)研制成的，廣泛應(yīng)用與軍工、安防領(lǐng)域。它是一種新時(shí)代、新技術(shù)的產(chǎn)兒，必將在不久的將來開創(chuàng)一個(gè)新的時(shí)代。根據(jù)不同的探測手段，紅外入侵報(bào)警器大體上可分為兩類2。第一類是被動(dòng)式紅外入侵報(bào)警器，人們更多的稱之為熱釋電紅外入侵報(bào)警器3。它的工作離不開探測元件，通過探測元件可以探測并接受紅外線，經(jīng)熱釋電效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷醯碾妷盒盘?hào)，再利用后續(xù)電路放大處理最后輸出報(bào)警信號(hào)?；顒?dòng)的生物體與靜止的生物體的不同之處在于，前者通過熱釋電紅外傳感器后，會(huì)使之內(nèi)部產(chǎn)生變化，輸出電壓信號(hào)，故熱釋電紅外入侵報(bào)警器能很好的區(qū)別運(yùn)動(dòng)著的和靜止的生物體，在很大程度上的降低了誤報(bào)率。它的小功耗、低廉價(jià)格、高隱蔽性、寬闊的監(jiān)控視角優(yōu)點(diǎn)為其贏得了較高的市場占有率。但是其不足之處是：人體的紅外輻射易被遮擋、容易受到各種源的干擾、靈敏度受環(huán)境溫度影響較大。第二類是主動(dòng)式紅外入侵報(bào)警器，它的靈敏度更高、適應(yīng)氣候能力更好、探測距離也更遠(yuǎn)，但其視場角小，警戒區(qū)相對狹窄，價(jià)格稍高，安裝復(fù)雜。故在本次研究系統(tǒng)中，不予使用，本系統(tǒng)是基于被動(dòng)式紅外報(bào)警器的原理設(shè)計(jì)而成的。紅外報(bào)警器解決了市面上比較常見的幾種防盜報(bào)警器存在不可避免的缺點(diǎn)這一重大難題 4。紅外監(jiān)控報(bào)警技術(shù)是通過吸收接受紅外熱輻射來輸送信號(hào)的。紅外線是波長介于微波與可見光之間的一種電磁波，波長大約在770nm至1mm之間，它是一種透過云霧能力比可見光強(qiáng)的非可見光。所有高于絕對零度的物體都可產(chǎn)生紅外光，紅外線監(jiān)控報(bào)警技術(shù)正是根據(jù)紅外線的這些特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在通訊、探測、醫(yī)療、軍事、安防等等眾多領(lǐng)域中?，F(xiàn)如今傳統(tǒng)的人力防范往往受時(shí)間、地域、人員素質(zhì)和精力等因素的影響，出現(xiàn)一些很難避免漏洞和失誤。紅外監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)是無形的安全保鏢，在其安全范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)有人入侵時(shí)，就會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警，好像在設(shè)定區(qū)域內(nèi)增加了一雙忠誠守衛(wèi)著的電子眼，安裝先進(jìn)的紅外線監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)成為了當(dāng)今社會(huì)的一種必然趨勢5。本課題研究紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)，它將紅外報(bào)警、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、溫濕度測量與顯示集為一體，操作簡單，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。本設(shè)計(jì)的提出滿足新一代人們?yōu)榱俗非蟾咂焚|(zhì)生活所提出的對于住宅防盜的需要，在以前防盜器的基礎(chǔ)上它做了很多的改進(jìn)，既可以用于單一的住戶，也適用于大規(guī)模住宅區(qū)甚至于街區(qū)的防盜系統(tǒng)。它的工作性能好，安全可靠，出錯(cuò)率低，可以大大的避免諸如漏報(bào)和誤報(bào)的現(xiàn)象的發(fā)生。1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向從20世紀(jì)80年代起，基于傳感器技術(shù)的紅外監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展明顯提速。紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分是傳感器，而近30年來，各個(gè)發(fā)達(dá)國家都將傳感器技術(shù)作為顯示其科技發(fā)達(dá)水平的一個(gè)標(biāo)志，日本、美國等國家早已把傳感器技術(shù)列為國防和科技的重點(diǎn)發(fā)展方向，在傳感器這座高峰上，人人孜孜不倦的探尋，有如英勇無畏的登山者向著最高峰攀爬6。傳感器技術(shù)得到的如此的重視，在很大程度上也推動(dòng)的紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的快速發(fā)現(xiàn)。防盜監(jiān)控技術(shù)在安防領(lǐng)域內(nèi)蓬勃發(fā)展的今天，紅外技術(shù)無疑給該領(lǐng)域注入了一劑強(qiáng)心劑，作為一種新技術(shù)，它的應(yīng)用也是全新的，它為防盜監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展開辟了一條嶄新的道路。作為第一個(gè)進(jìn)入中國市場的安防產(chǎn)品，防盜報(bào)警器在20世紀(jì)60年代初首次安裝于故宮博物院，這標(biāo)志著我國跨入了電子防盜報(bào)警的新時(shí)代，在之后的20年中，我國又先后應(yīng)用了被動(dòng)式紅外報(bào)警器、超聲波報(bào)警器等等，形成了集多種探測手段為一體的新型防盜系統(tǒng)，技術(shù)水平也得到的更大的提升。 從80年代開始，防盜報(bào)警器在我國的使用得到的普及與推廣，大街小巷，十字街頭，越來越多的地方開始安裝報(bào)警器，研究、開發(fā)和應(yīng)用一代又一代的新技術(shù)，促使了報(bào)警器的發(fā)展。在2000年之后，我國的防盜報(bào)警行業(yè)的技術(shù)水平更是進(jìn)入了前所未有的發(fā)展中，深圳和浙江的一些沿海發(fā)達(dá)城市的廠商抓住了這一契機(jī)，迅速將自己的產(chǎn)品發(fā)展壯大，打出了品牌化、科技化的口號(hào)搶占先機(jī)。但是由于發(fā)達(dá)國家發(fā)展紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)間比我國早的多，國內(nèi)的產(chǎn)品無論從技術(shù)水平還是資金實(shí)力上，與他們都存在較大差距，一些國外的品牌在我國防盜報(bào)警市場上的占有率在未來一段時(shí)間內(nèi)將持續(xù)保持升高的態(tài)勢，國內(nèi)的產(chǎn)品很難撼動(dòng)他們，本設(shè)計(jì)的熱釋電傳感器就是一種來自美國的傳感元器件7-8。即便是這樣，我們也不能灰心，只有開創(chuàng)新技術(shù)，從創(chuàng)新層面上將落后之勢迎頭趕上。本文所涉及的熱釋電紅外傳感器與國內(nèi)使用的大部分防盜報(bào)警器不同的是，它基于紅外技術(shù)能將運(yùn)動(dòng)著的生物與非生物有效的區(qū)別開來9。近年來，智能化深入了我們生活生產(chǎn)的方方面面，因而防盜系統(tǒng)在新型社區(qū)的建設(shè)中為智能化奠定了堅(jiān)持的基礎(chǔ)10。安全感的滿足程度成為人們購買高檔住宅區(qū)、入住星級(jí)社區(qū)時(shí)所考慮的首要條件。這種安全感體現(xiàn)在舒適的住房、優(yōu)美的生活環(huán)境，以及對安全保障技術(shù)的放心程度上。擁有一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定的安全防范系統(tǒng)，必然會(huì)成為房地產(chǎn)開發(fā)商的一個(gè)新的制勝法寶11。目前被動(dòng)式紅外探測器在技術(shù)上的并沒有出現(xiàn)振奮人心的突破。雖然各多廠家都對致力于技術(shù)的開發(fā)研究，提出了藍(lán)波技術(shù)、雙邊浮動(dòng)技術(shù)、全數(shù)字技術(shù)等新的概念，但其實(shí)都是對傳統(tǒng)技術(shù)的一種語言提煉，并沒有多大的創(chuàng)新。無線化為被動(dòng)式紅外探測器提供了新的方向，也必會(huì)成為一種新趨勢。無線探頭既能滿足室內(nèi)的裝潢需要，更重要的是節(jié)省施工的成本，方便安裝?，F(xiàn)如今，人工的成本不斷增加，以前的有線報(bào)警器在安裝過程中要進(jìn)行繁復(fù)的布線工作，況且電線會(huì)有老化等問題，所以不管是出于安全還是成本的考慮，越來越多的工程商選擇了無線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)。無線被動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)的最大特點(diǎn)表現(xiàn)在協(xié)同模式上，根據(jù)使用環(huán)境的不同，紅外微波工作組合也會(huì)相應(yīng)的變化，使探測器對于環(huán)境的適應(yīng)性大大的提高；采用了雙向的溫度補(bǔ)償技術(shù)，可以非常有效的降低誤報(bào)率；“全防區(qū)”防寵物的功能，極大的降低了主人不在家時(shí)，由于寵物而給報(bào)警器造成的困擾12-13。1.3 本文研究的內(nèi)容本系統(tǒng)的組成部件：熱釋電紅外傳感器、DHT11溫濕度傳感器、DS1302時(shí)鐘電路、EEPROM存儲(chǔ)電路、1602液晶屏和四鍵鍵盤。其實(shí)現(xiàn)的功能有：（1）當(dāng)監(jiān)控功能打開時(shí)，如果有人入侵，紅外熱釋電傳感器能獲取人體入侵信息，控制蜂鳴器報(bào)警，LED報(bào)警燈亮。（2）在EEPROM存儲(chǔ)器中自動(dòng)存入報(bào)警時(shí)間，當(dāng)按查詢按鈕時(shí)可以顯示上一次報(bào)警時(shí)間。（3）在液晶屏上顯示實(shí)時(shí)更新的溫度和濕度數(shù)據(jù)。（4）具有不間斷的時(shí)鐘電路，可在液晶屏上顯示當(dāng)前時(shí)間。時(shí)鐘電路有后備電池，不必?fù)?dān)心斷電所造成的困擾。（5）鍵盤可以設(shè)置時(shí)鐘初始值，設(shè)置完后繼續(xù)按設(shè)置鍵進(jìn)入正常狀態(tài)。（6）通過設(shè)置鍵可以打開或關(guān)閉報(bào)警功能。（7）可以查詢上一次報(bào)警時(shí)間，再次按查詢鍵退出查詢狀態(tài)。 352 被動(dòng)式熱釋電傳感器的分析2.1熱釋電紅外傳感器熱釋電紅外傳感器在前面緒論中也有提到，是一種被動(dòng)式調(diào)制型溫度敏感器件 14。它的響應(yīng)速度雖然遠(yuǎn)不及如光子型，但是由于其具有光譜響應(yīng)寬、工作頻率范圍廣并且可以在室溫下使用等特點(diǎn)，它的靈敏度穩(wěn)定不會(huì)受波長影響，使用方便。因此在各類入侵報(bào)警器、自動(dòng)開關(guān)、非接觸測溫、火焰報(bào)警器等應(yīng)用極為廣泛。在安全防盜領(lǐng)域中，它也因?yàn)槠洫?dú)特的特性和價(jià)格低廉等現(xiàn)實(shí)問題廣受好評。熱釋電紅外傳感器的組成部分為熱釋電晶體、濾光鏡片、氧化膜、結(jié)型場效應(yīng)管FET和偏置電阻等。因?yàn)槿梭w會(huì)輻射出中心波長在9至10 um左右紅外線，而熱釋電傳感器的濾光片厚度通常為8至14 um，所以可以很有效的在探測范圍內(nèi)探測到是否有人進(jìn)入15。而在其內(nèi)部裝設(shè)偏置電阻及場效應(yīng)管(FET)，是為了將傳感器輸出的微弱電信號(hào)放大以及與輸出的高阻抗匹配。2.2 被動(dòng)式熱釋電傳感器防盜報(bào)警工作原理2.2.1 熱釋電效應(yīng)原理熱釋電傳感器是一種基于熱釋電效應(yīng)的主要是由一種高熱電系數(shù)的材料制成的探測元件，可以通過目標(biāo)與背景的溫差來探測目標(biāo)。一些晶體在受熱時(shí)會(huì)在兩端將會(huì)產(chǎn)生大小相等而符號(hào)相反的電荷，這種由于熱變化而產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)16。我們把能產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)的晶體稱為熱釋電體或熱電元件。如果此時(shí)在熱電元件兩端并聯(lián)上電阻，當(dāng)元件受熱時(shí)，則電阻上就有電流流過，在電阻兩端也能得到電壓信號(hào)。而紅外線的熱效應(yīng)很強(qiáng)，當(dāng)紅外輻射交替的照射在晶體表面上時(shí)，就會(huì)使晶體溫度發(fā)生變化，產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)，再通過后續(xù)電路的放大處理，就可以得到一個(gè)相對較為穩(wěn)定的電壓信號(hào)繼而輸出。作為一種新型傳感器件，基于熱釋電效應(yīng)的熱釋電人體紅外線傳感器的功能更加完善，對體溫為37左右的人體輻射的中心波長為9至10um左右的紅外線感知能力更強(qiáng)，在其防盜報(bào)警范圍內(nèi)，利用防盜報(bào)警電路探測是否有人進(jìn)入，當(dāng)有人闖入時(shí)可以通過一系列能量變化產(chǎn)生電信號(hào)，最終達(dá)到電聲報(bào)警的目的17-18。如下圖2.1 所示，為被動(dòng)式紅外報(bào)警器的組成框圖。放大濾波電路熱釋電紅外傳感器菲涅爾透鏡物體電壓比較器驅(qū)動(dòng)電路報(bào)警器基準(zhǔn)電壓圖2.1 被動(dòng)式紅外報(bào)警器組成框圖2.2.2 菲涅爾透鏡鏡菲涅爾透鏡鏡是根據(jù)法國物理學(xué)奧古斯汀.菲涅爾發(fā)明的原理，采用聚乙烯（PE）材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的。菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成本比普通的凸透鏡低很多19。菲涅爾透鏡有兩個(gè)最重要的作用：一是聚焦作用，焦點(diǎn)一般為5厘米左右，并且具有多焦距，對各方向的光線有相同的敏感度；二是將探測區(qū)域劃分為若干個(gè)“明區(qū)”和“暗區(qū)”，這樣進(jìn)入探測區(qū)域的移動(dòng)物體可以通過溫度變化的形式在被動(dòng)式紅外線探測器上產(chǎn)生信號(hào)，但是僅限于移動(dòng)的物體，所以如果是靜止站立在透鏡前的人體是無法被感知的。在與PIR配合使用后，使探測范圍提高數(shù)倍，沒有安裝使用菲涅爾透鏡的PIR中探測距離只有2米左右，安裝菲涅爾透鏡后探測距離變成了10至15米20。菲涅爾透鏡現(xiàn)已應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括投影顯示、聚光聚能、紅外探測等等。 2.3 DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器目前P288型熱釋電紅外傳感器應(yīng)用的是最廣泛的，它外接一個(gè)12V電源，內(nèi)部裝有菲涅耳透鏡，檢測區(qū)域?yàn)榍蛐?，該球形的方向角?5，有效警戒距離為12至 15m?？梢苑浅ｌ`敏的檢測到移動(dòng)的人體所輻射的紅外線，然后與后續(xù)的電路配合輸出穩(wěn)定的電信號(hào)。但是由于熱釋電傳感器檢測電路比較繁瑣，調(diào)試難度也較大，在本系統(tǒng)中不使用。為解決熱釋電傳感器檢測電路復(fù)雜，難調(diào)試等問題，在本設(shè)計(jì)中使用了DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器。經(jīng)過一系列加工處理將熱釋電傳感器、菲涅耳透鏡和放大處理電路三者全都集成在一個(gè)模塊上，就叫做集成紅外人體感應(yīng)器。這里就可以簡化電路，操作方便許多。DYP-ME003是根據(jù)紅外線技術(shù)制成的自動(dòng)控制產(chǎn)品，在各類自動(dòng)感應(yīng)設(shè)備（尤其是以干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品）中應(yīng)用的十分廣泛。它的性能穩(wěn)定，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)5V電壓供電，是生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)偷懶的最佳選擇。在本文的在第三章第二節(jié)中會(huì)對DYP-ME003做更具體的介紹。3 硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)框圖如圖3.1所示。溫度濕度上限溫度、濕度數(shù)據(jù)STC89C52單片機(jī)外部EEPROMLCD顯示溫濕度值DHT11溫濕度傳感器DS1032時(shí)鐘電路DYP-ME003紅外人體傳感器按鍵輸入聲光報(bào)警圖3.1 紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)方框圖圖中DYP-ME003紅外人體傳感器可以隨時(shí)輸送報(bào)警信號(hào)至STC89C52單片機(jī)中。報(bào)警功能打開后，當(dāng)傳感器檢測到有人侵入，輸出高電平時(shí)，單片機(jī)會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，主要蜂鳴器發(fā)出聲響，LED發(fā)光管燈亮，而此時(shí)的時(shí)間會(huì)被外部存儲(chǔ)芯片AT24C04記憶并保存，以便之后查詢報(bào)警時(shí)間。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)的更新顯示當(dāng)前環(huán)境溫度和濕度的功能，該功能由DHT11溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)。DHT11每2秒鐘發(fā)送一次溫度和濕度數(shù)值，單片機(jī)讀取后在1602液晶屏上即時(shí)顯示。此外， DS1302時(shí)鐘電路，可以為單片機(jī)系統(tǒng)提供當(dāng)前的時(shí)間信息。通過設(shè)置鍵、上調(diào)鍵和下調(diào)鍵可以設(shè)定該初始時(shí)間或任一想修改的時(shí)間。由于具有后備電池，所以主控系統(tǒng)不必受到斷電的困擾，斷電后時(shí)鐘仍然繼續(xù)運(yùn)行。通過鍵盤可以切換系統(tǒng)的開、關(guān)報(bào)警狀態(tài)，設(shè)定時(shí)鐘/日歷初始值，查詢報(bào)警時(shí)間等。3.1 單片機(jī)電路本設(shè)計(jì)的主控芯片選用宏晶公司的高性能、低功耗單片機(jī)STC89C52，它是CMOS8位單片機(jī)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳，支持ISP下載。其管腳如圖2.2所示，由STC89C52組成的單片機(jī)系統(tǒng)原理圖如圖2.3所示21。圖3.2 STC89C52單片機(jī)管腳圖圖3.3 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖如上圖所示，ALERT引腳為DYP-ME003紅外人體傳感器的輸出信號(hào)22。DATA引腳是DHT11溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)輸入與輸出引腳，該引腳為單總線引腳。2402_SCL和2402_SDA分別與AT24C04的SCL和SDA引腳相連，它們均為外置芯片AT24C04的通信引腳。K2、K3、K4、K5為四鍵鍵盤，作用分別為設(shè)置、上調(diào)、下調(diào)和查詢。L2為LED報(bào)警發(fā)光管。P0.0至P0.7連接LCD的數(shù)據(jù)線，P2.5至P2.7連接 LCD的控制線。本系統(tǒng)采用了晶振頻率為11.0572MHz的外部晶振電路。3.2 紅外熱釋電報(bào)警傳感器模塊圖3.4 DYP-ME003紅外人體傳感器電路在熱釋電紅外報(bào)警器中，傳感器使用DYP-ME003紅外人體傳感器，如圖2.4所示。ALERT引腳為輸出信號(hào)，為高電平時(shí)表示有人入侵，為低電平時(shí)無人入侵。R17為下拉電阻，防止管腳誤報(bào)。DYP-ME003紅外人體傳感器的功能特點(diǎn)：（1）全自動(dòng)感應(yīng)：若有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍，則輸出高電平；人離開之后自動(dòng)延時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，將高電平轉(zhuǎn)換成低電平。（3）光敏控制（可選擇）：可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置光敏控制，例如在白天或光線強(qiáng)時(shí)不產(chǎn)生感應(yīng)。（4）溫度補(bǔ)償(可選擇)：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至30以上時(shí)，探測距離稍變短，溫度補(bǔ)償在一定程度上可作為性能補(bǔ)償。（5）兩種觸發(fā)方式：可重復(fù)觸發(fā)方式和不可重復(fù)觸發(fā)方式。（6）具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置為2.5s)：在每一次感應(yīng)輸出后（即輸出高電平變?yōu)榈碗娖剑?，感?yīng)模塊可以緊跟著設(shè)置一個(gè)不接受任何感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間段，稱為封鎖時(shí)間。（7）工作電壓范圍寬：可接受直流4.5v-20v的電壓。（8）微功耗：靜態(tài)電流不超過50微安，適合以干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。（9）輸出高電平信號(hào)：與各類電路的連接方便。DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器的感應(yīng)范圍如圖3.5所示：圖3.5 DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器的感應(yīng)范圍DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器的電氣參數(shù)如表1所示：表3.1 DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器的電氣參數(shù) 工作電壓范圍DC 4.5-20V靜態(tài)電流50uA電平輸出高3.3 V /低0V觸發(fā)方式L不可重復(fù)觸發(fā)/H重復(fù)觸發(fā)延時(shí)時(shí)間5-200S(可調(diào))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十分鐘封鎖時(shí)間2.5S(默認(rèn))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十秒電路板外形尺寸32mm*24mm感應(yīng)角度= 450) FlagStartRH = 1; RHCounter = 0; /設(shè)定閃爍標(biāo)志 if (hide = 1) hide = 0; else hide = 1; 4.2.2按鍵查詢程序程序采用查詢方式獲取按鍵狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時(shí)，所連接的管腳被接通，該按鍵被響應(yīng)。故按鍵從按下到彈起時(shí)，該按鍵被響應(yīng)，它的響應(yīng)變量值為0。其中Keyvalue的值為1，2，3，4時(shí)分別代表Up，Down，Set，Review鍵被按下，F(xiàn)lagSet的值為0，1，2，3，4，5，6，7時(shí)分別代表的狀態(tài)是報(bào)警，關(guān)報(bào)警，設(shè)置年，設(shè)置月，設(shè)置日，設(shè)置時(shí)，設(shè)置分，設(shè)置秒。當(dāng)然只有在非查詢狀態(tài)下才能設(shè)置時(shí)間。Void KeyProcess(uint num) switch (num) case 1: switch (FlagSet) /Up鍵被按下 case 0:case 1: break;case 2: if (year99)year+; /年 Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_YEAR,year); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 3: if (month12) month+; /月 Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_MONTH,month); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 4: if (day31) day+; /日 Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_DAY,day); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 5: if (hour23) hour+; /時(shí) Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_HOUR,hour); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 6: if (minute60) minute+; /分 Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_MINUTE,minute); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 7: if (second0)year-; Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_YEAR,year); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 3: /月 if (month0) month-; Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_MONTH,month); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 4: /日 if (day0) day-; Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_DAY,day); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 5: /時(shí) if (hour0) hour-; Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_HOUR,hour); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 6: /分 if (minute0) minute-; Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_MINUTE,minute); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break;case 7: /秒 if (second0) second-; Write1302(0x8e,0x00); /寫入允許 DS1302_SetTime(DS1302_SECOND,second); Write1302(0x8e,0x80); /禁止寫入 break; break;case 3: /Set鍵被按下。 if (FlagReview=0) /只有不查詢時(shí)才能設(shè)定 FlagSet +;if (FlagSet=1) L1602_string(2,10,A); else L1602_string(2,10, ); if (FlagSet=8) FlagSet = 0; break; case 4: /Review鍵被按下 if (FlagReview = 0) FlagReview = 1; LoadAlert();L1602_string(1,1, );L1602_string(2,1, ); L1602_string(1,1,AlertDate);L1602_string(1,9, Alert );L1602_string(2,1,AlertTime);L1602_string(2,9, ); else FlagReview = 0; break; default: break; 5 紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)安裝運(yùn)行隨著科技的不斷進(jìn)步，在安防工程中被動(dòng)紅外人體報(bào)警器廣受青睞。如何才能避免漏報(bào)和誤報(bào)的發(fā)生呢26?為了能發(fā)揮探測器的最大功效，首先要了解其基本概念及其技術(shù)特點(diǎn)，然后根據(jù)所了解的，具體落實(shí)到安裝、調(diào)試、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)中。安裝位置和方式對紅外人體報(bào)警器的誤報(bào)率影響最大，注意事項(xiàng)如下：（1）紅外人體報(bào)警器與地面的距離控制在2米-2.2米處，可以放置在墻壁上或拐角懸梁處；（2）在它的探測區(qū)域內(nèi)盡量不能有隔板、墻壁、家具等遮擋物； （3）盡量避免直接朝向窗口；（4）在使用時(shí)要遠(yuǎn)離容易使空氣溫度發(fā)生變化的地方，例如空調(diào)出風(fēng)口處和日光燈旁等；（5）人的運(yùn)動(dòng)方向也會(huì)影響紅外人體報(bào)警器對人體的敏感程度。當(dāng)人體徑向移動(dòng)時(shí)它最不敏感，切向移動(dòng)時(shí)最為敏感。所以若要得到最佳靈敏度，安裝時(shí)應(yīng)該根據(jù)人體的走向選擇合適的位置，力求在最大程度上避免紅外探頭誤報(bào)。安裝完后監(jiān)控系統(tǒng)后，最后所要做的工作是調(diào)試紅外人體報(bào)警器。它的調(diào)試一般是步測，為了感知警戒區(qū)的長度和寬度，在警戒范圍內(nèi)調(diào)試人員按照S型的路線行走來，驗(yàn)證該報(bào)警系統(tǒng)是否滿足要求。DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器的靈敏度過高或過低都將影響防范效果，故要適當(dāng)調(diào)整它的靈敏度。6 總結(jié)全文圍繞紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開，在人們生活富裕之后，更多的關(guān)注起生活的品質(zhì)，安全成為首要條件。在紅外報(bào)警器得到越來越多市場份額的今天，人們對它也越來越重視，本文的介紹由此展開?？偨Y(jié)如下：一、簡要介紹了該課題的背景、意義、發(fā)展與未來。雖然紅外線早在1800年就被英國科學(xué)家霍胥爾發(fā)現(xiàn)，但是基于紅外技術(shù)的報(bào)警器卻是安防領(lǐng)域不可小視的新生兒27。我國在這方面雖然落后較多，但是相信在不遠(yuǎn)的將來定能迎頭趕上。二、闡述了熱釋電紅外傳感器的工作原理及其組成結(jié)構(gòu)，而本設(shè)計(jì)使用了DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器，它將熱釋電傳感器、菲涅耳透鏡和調(diào)理電路集成在一個(gè)模塊上，使用非常方便。三、主要介紹硬件電路部分。分別簡要說明了元器件的特點(diǎn)和技術(shù)說明，與單片機(jī)的電路連接圖等等。四、簡述軟件編程部分，介紹了主程序的流程圖和主程序代碼。五、列舉紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)安裝注意事項(xiàng)。3個(gè)多月的時(shí)間內(nèi)，查找資料、設(shè)計(jì)原理圖、布板、焊接以及軟、硬件調(diào)試，最終完成了該設(shè)計(jì)，自己感慨也很多。這過程中遇到了許多困難，非常感謝學(xué)姐學(xué)長和老師的悉心簡答。通過該設(shè)計(jì)，我培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問題的能力，我的理論水平也提高到一個(gè)新的層次。當(dāng)然這中間也有許多不足之處，望今后能加以改善。參考文獻(xiàn)1 唐桃波,陳玉林.基于AT89C51的智能無線安防報(bào)警器J .電子設(shè)計(jì)應(yīng)用,2003,(6):49-51.2 鄭長風(fēng),程光偉,郭軍.一種基于紅外探測轉(zhuǎn)無線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)J.現(xiàn)代電子技術(shù),2003,4:84-86.3 朱華,葛世榮,左明等.礦車紅外探測報(bào)警系統(tǒng)研制J.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,31(2):166-170.4 劉梅鋒,鐘國韻.基于單片機(jī)AT89C51熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.安防科技,2007,2:27-28.5 呂力波, 忠誠的“周界衛(wèi)士”漫談周界入侵報(bào)警系統(tǒng)J. 安全技術(shù)防范,2002.05:16-19.6 李萬安.傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀J.礦山機(jī)械,2001,01:65-66.7 Wang Xianzhen, Miao Changyun, YanHuan, Zhang Cheng. The design of locomotive alarm and parking system based on infrar