報(bào)警器完整版

1、基于單片機(jī)的語(yǔ)音溫度計(jì)設(shè)計(jì)班級(jí):學(xué)號(hào):學(xué)生姓名:指導(dǎo)老師：李姿景基于單片機(jī)的語(yǔ)音溫度計(jì)設(shè)計(jì)防盜報(bào)警器的市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告1、防盜報(bào)警器的由來(lái)基于社會(huì)安全保障的需要，電子報(bào)警這門綜合技術(shù)的正在不斷的發(fā)展。與此同時(shí)，紅外技術(shù)已成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，由于紅外線是 不可見光，因此用它進(jìn)行紅外探測(cè)監(jiān)控，具有良好的隱蔽性，白天和黑夜 都可以使用，而且其抗干擾能力強(qiáng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)利用單片機(jī)控制技術(shù), 自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防區(qū)內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，一旦發(fā)生突發(fā)事件, 就會(huì)向人們發(fā)出報(bào)警提示，從而讓人即使采取應(yīng)對(duì)措施。2、防盜報(bào)警器的工作原理防盜報(bào)警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防監(jiān)測(cè)區(qū) 域

2、內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并輔助提示值班人員發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部 位，顯示可能采取的對(duì)策的系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外 事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過(guò)聲光報(bào)警信號(hào)在安保控制 中心準(zhǔn)確顯示出事地點(diǎn)，使于迅速采取應(yīng)急措施。防盜報(bào)警系統(tǒng)與出入口 控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對(duì)講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成 了入侵防范系統(tǒng)。報(bào)警探測(cè)器是由傳感器和信號(hào)處理組成的用來(lái)探測(cè)入侵者入侵行為的 電子和機(jī)械部件組成的裝置，是防盜報(bào)警系統(tǒng)的核心，而傳感器又是報(bào)警 探測(cè)器的核心元件。采用不同原理的傳感器件，可以構(gòu)成不同種類、不同 用途、達(dá)到不同探測(cè)目的的報(bào)警探測(cè)裝置。(1) 報(bào)警探測(cè)器按工作

3、原理主要可分為紅外線報(bào)警探測(cè)器、微波報(bào)警探測(cè)器、被動(dòng)式紅外線/微波報(bào)警探測(cè)器、玻璃破碎報(bào)警探測(cè)器、振動(dòng)報(bào)警探 測(cè)器、超聲波報(bào)警探測(cè)器、激光報(bào)警探測(cè)器、磁控開關(guān)報(bào)警探測(cè)器、開關(guān) 報(bào)警探測(cè)器、視頻運(yùn)動(dòng)檢測(cè)報(bào)警器、聲音探測(cè)器等許多種類。(2) 報(bào)警探測(cè)器按工作方式可分為主動(dòng)式報(bào)警探測(cè)器和被動(dòng)式報(bào)警探測(cè)器。(3) 報(bào)警探測(cè)器按探測(cè)范圍的不同又可分為點(diǎn)控報(bào)警探測(cè)器、線控報(bào)警探測(cè)器、面控報(bào)警探測(cè)器和空間防范報(bào)警探測(cè)器。報(bào)警探測(cè)器作為傳感探測(cè)裝置，用來(lái)探測(cè)入侵者的入侵行為及各種異常 情況。在各種各樣的智能建筑和普通建筑物中，需要安全防范的場(chǎng)所很多。這些場(chǎng)所根據(jù)實(shí)際情況也有各種各樣的安全防范目的和要求。因此，

4、就需 要各種各樣的報(bào)警探測(cè)器，以滿足不同的安全防范要求。根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和用戶的安全防范要求，合理的選擇和安裝各種報(bào)警 探測(cè)器，才能較好的達(dá)到安全防范的目的。當(dāng)選擇和安裝報(bào)警探測(cè)器不合 適時(shí)，有可能出現(xiàn)安全防范的漏洞，達(dá)不到安全防范的嚴(yán)密性，給入侵者 造成可乘之機(jī)，從而給安全防范工作帶來(lái)不應(yīng)有的損失。3、防盜報(bào)警器的特點(diǎn)報(bào)警探測(cè)器要求具有防拆動(dòng)、防破壞功能。當(dāng)報(bào)警探測(cè)器受到破壞、 人為將其傳輸線短路或斷路，以及非法試圖打開其防護(hù)罩時(shí)，均應(yīng)能產(chǎn)生 報(bào)警信號(hào)輸出；另外報(bào)警探測(cè)器還應(yīng)具有一定的抗干擾措施，以防止各種 誤報(bào)現(xiàn)象的發(fā)生，例如：防寵物和小動(dòng)物騷擾、抗因環(huán)境條件變化而產(chǎn)生的誤報(bào)干擾等。報(bào)警探

5、測(cè)器的靈敏度和可靠性是相互影響的。合理選擇報(bào)警探測(cè)器的探測(cè)靈敏度和采用不同的抗外界干擾的措施，可以提高報(bào)警探測(cè)器性能。采用不同的抗干擾措施，決定了報(bào)警探測(cè)器在不同環(huán)境下的使用性能。了解各種報(bào)警探測(cè)器的性能和特點(diǎn)，根據(jù)不同使用環(huán)境，合理配置不同的報(bào)警探測(cè)器，是防盜報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。4 、防盜報(bào)警產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì):1.更穩(wěn)定/可靠：如探測(cè)器需可抗RFI/EMI、防雷電等，以適應(yīng)惡劣氣候;2.更多樣的功能：如探測(cè)器可調(diào)頻、防遮擋、防噴蓋、防破壞等;3.更精美、小巧的外觀：以符合品味日益提高的室內(nèi)裝潢需求;4.更智能化的設(shè)計(jì)：方便地設(shè)/撤防，人性化的操作界面;5.更強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能；6.更方便的擴(kuò)展

6、性?？傮w而言，防盜報(bào)警產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)品技術(shù)將在數(shù)字化、無(wú)線化、集 成化核心前提下力求突破。5、適用范圍在應(yīng)用市場(chǎng)上，將朝更細(xì)化的方向前進(jìn)針對(duì)不同市場(chǎng)，推出不同 產(chǎn)品。以成長(zhǎng)最快的住宅小區(qū)應(yīng)用為例，有廠商表示，專為住宅小區(qū)設(shè)計(jì) 的定向幕簾式+防寵物探測(cè)器，成本低、安裝簡(jiǎn)單、適合家庭用的無(wú)線聯(lián) 網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，以及小區(qū)智能化安防+報(bào)警集成系統(tǒng)產(chǎn)品都將是亮點(diǎn)。而除 了住宅小區(qū)、商辦大樓的室內(nèi)/外應(yīng)用，機(jī)場(chǎng)、碼頭、養(yǎng)殖場(chǎng)、礦場(chǎng)、油 田等室外應(yīng)用更是尚待廠家們大力拓展的空間。6、選題意義隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人每年對(duì) 其住宅的要求也越來(lái)越高，表現(xiàn)在不僅希望擁有舒適、溫馨的住

7、所，而且 對(duì)安全、智能性等方面也提出了更高的要求。所以傳統(tǒng)的家庭住宅已不能 滿足人們的需求，人們迫切需要一種智能化的家庭防盜系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)課題使我們能夠掌握單片機(jī)控制電路、紅外探頭電路、驅(qū)動(dòng)執(zhí) 行報(bào)警電路、LED空制電路的原理和設(shè)計(jì)方法，對(duì)防盜系統(tǒng)這個(gè)行業(yè)有了較 為深刻的了解和認(rèn)識(shí)。并且對(duì)大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)行了實(shí)踐，使 我們對(duì)所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)。并且通過(guò)該設(shè)計(jì)課題掌握了單片 機(jī)的編程，為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。-19 -1方案設(shè)計(jì)1.1總體設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、

8、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、 本地報(bào)警等功能。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來(lái)說(shuō)，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)的研制過(guò)程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。從設(shè)計(jì)的要求來(lái)分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)： 熱釋電紅外傳感探頭電路、報(bào)警電路、 單片機(jī)、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖 1總體設(shè)計(jì)框 圖所示：圖1總體設(shè)計(jì)框圖處理

9、器采用51系列單片機(jī)AT89C51整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在 監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至 門限開關(guān)，打開門限閥門送出 TTL電平至AT89C5仲片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、 識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并推動(dòng)聲光 報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲10s 一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警 信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警10s鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。1.2具體電路模塊設(shè)計(jì)1.2.1熱釋電紅外傳感器原理本設(shè)計(jì)所用的熱釋感器就采用這種雙探測(cè)元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原

10、理及設(shè)計(jì)電路如經(jīng)過(guò)C2, R1的穩(wěn)壓圖2所示,在VCCt源端利用C1和R2來(lái)穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件 穩(wěn)定信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到人體移動(dòng)信號(hào)時(shí)，電荷信號(hào)經(jīng)過(guò)FET放大后，后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過(guò) NPN勺轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平。Vcc3TVCC12vT2RS遲Q1FETR2C1R3R4OUTC2&)NpNR1I1圖2熱釋電紅外傳感器原理圖1.2.2放大電路的設(shè)計(jì)如圖3所示為最基本的放大電路，Vi是輸入電壓信號(hào)，Vo是輸出放大的電壓信號(hào)。圖3放大電路圖223時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振 蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩

11、均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè) 機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為 12MHZ一個(gè)振蕩 周期為1/12US，故而一個(gè)機(jī)器周期為1us。如圖4所示為時(shí)鐘電路。圖4時(shí)鐘電路圖1.2.4復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位方法一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后在RESET端持續(xù)給出2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。例如使用晶振頻率 為12MHz時(shí)，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于 2us。本設(shè)計(jì)采用的是外部手動(dòng)按鍵復(fù)位電 路。如圖5示為復(fù)位電路。1.2.5發(fā)光二極管

12、報(bào)警電路的設(shè)計(jì)由4個(gè)發(fā)光二極管接上電阻后連上單片的 RXD的引腳，外接VCC當(dāng)單片機(jī)的RXD 引腳被置低電平后，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，起到報(bào)警作用。圖6所示為發(fā)光二極管報(bào)警電路。圖6發(fā)光二極管報(bào)警電路圖1.2.6聲音報(bào)警電路的設(shè)計(jì)如下圖所示，用一個(gè)Speaker和三極管、電阻接到單片機(jī)的TXD引腳上，構(gòu)成聲音 報(bào)警電路，如圖7示為聲音報(bào)警電路。圖7聲音報(bào)警電路圖1.3系統(tǒng)硬件電路的選擇及說(shuō)明硬件電路的設(shè)計(jì)見附圖1所示，從以上的分析可知在本設(shè)計(jì)中要用到如下器件： AT89C51熱釋電紅外傳感器、LED按鍵、反相器74LS04蜂鳴器等一些單片機(jī)外圍應(yīng) 用電路，以及單片機(jī)的手工復(fù)位電路等。其中 D1是正

13、常工作指示燈，D2- D5是起報(bào)警 指示作用，當(dāng)RXE腳被置低電平時(shí)，D2-D5亮紅燈開始報(bào)警，同樣，TXD腳置高電平時(shí)聲音報(bào)警電路開始工作。電路設(shè)有 2個(gè)按鍵，S1鍵作為模擬盜竊信號(hào)輸入鍵，S2鍵作 為作為電路復(fù)位鍵。1.4軟件的程序?qū)崿F(xiàn)1.4.1主程序工作流程圖按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如下圖8所示;圖8主程序工作流程圖1.4.2中斷服務(wù)程序工作流程圖本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到外部熱釋電傳感器送來(lái)的脈沖信號(hào)后，表 示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警，報(bào) 警持續(xù)10秒鐘后自動(dòng)停止報(bào)警，然后程序開始循環(huán)工作，檢測(cè)是否還有

14、下次觸發(fā)信號(hào), 等待報(bào)警從而使報(bào)警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。同時(shí)，利用中斷方式可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警持續(xù)時(shí)間 未到10秒時(shí)，用手工按鍵停止的聲光報(bào)警的作用。手工按鍵停止報(bào)警中斷服務(wù)程序工 作流程圖，如下圖9所示；圖9中斷服務(wù)程序工作流程圖所以在仿真電路圖紅燈產(chǎn)生報(bào)警，10秒后紅燈滅，喇仿真過(guò)程中用到的主程序和中斷程序見附錄 32軟件仿真本設(shè)計(jì)通過(guò)利用Proteus仿真，將所編寫的程序用 Keil軟件編譯，所仿真原理圖 見附錄1圖所示。由于在Proteus軟件中沒有專門用作紅外線發(fā)射與接收的器件, 中以開關(guān)代替紅外器件，其原理和效果是一致的。本設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的目標(biāo):(1)在正常工作情況下，電源指示燈綠燈亮。(2

15、)在接收到開關(guān)S1帶來(lái)的低電平信號(hào)，可使圖中的綠燈由亮變暗, 可觀察到紅燈亮一直亮產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。并且報(bào)警喇叭一直響，持續(xù) 叭停止報(bào)警，電源指示燈綠燈亮。(3)在報(bào)警過(guò)程中，外部中斷開關(guān) S2可使警報(bào)解除。實(shí)物照片：、r.;_ - 古CT養(yǎng)2.J戸! *魯 _匕二 -,fV：'i2； It ； A，匚 r r【，斜“ 3,' 1_3(r.I化熱釋電紅外感應(yīng)器Mi防盜報(bào)警器2:W£.Ji 亠”產(chǎn)11嚴(yán)虛5*3總結(jié)本文研究了一種基于單片機(jī)技術(shù)的無(wú)線智能防盜報(bào)警器。該防盜報(bào)警器通過(guò)以AT89C51單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式紅外 探測(cè)器件，

16、能夠以非接觸方式探測(cè)出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào) 輸出，同時(shí)能有效的抑制人體輻射波長(zhǎng)以外的紅外光線與可見光的干擾。平時(shí)傳感器輸 出低電平，當(dāng)有人在探測(cè)區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖捷斎雴纹瑱C(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)， 驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡(jiǎn)單、易懂、靈 活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的 快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。在利用Proteus軟件仿真過(guò)程中，出現(xiàn)了很多的問(wèn)題，初次接觸這個(gè)軟件，一點(diǎn)都 不

17、熟悉，很多知識(shí)都是用的時(shí)候在網(wǎng)上找的，或者查資料得出的。對(duì)于器件庫(kù)中的元件 的性能不熟悉，不如說(shuō)是最常用的電容器就有好多種，并不了解我們需要的是哪一個(gè)， 而且電容的種類那么多，很難一次性選擇正確。再者就是本圖中所用的三極管放大器， 由于是從單片機(jī)的輸出端來(lái)導(dǎo)通三極管，所以也要選擇功率很小的器件，這樣單片機(jī)才 能驅(qū)動(dòng)。這一點(diǎn)也是慢慢領(lǐng)悟出來(lái)的。仿真圖畫好之后，雖然整體看起來(lái)線條連接都很 可靠，但是有的地方還是“接觸不良”，所以還要認(rèn)真排查，解決問(wèn)題。電路圖畫好之后就是裝入程序進(jìn)行仿真。我們的程序也有一些問(wèn)題，開始時(shí)中斷程 序似乎不起作用，然后查了很多資料，找老師幫忙，最終問(wèn)題還是解決了。用Kei

18、l軟件編譯好程序后載入，滿足設(shè)計(jì)的要求，我們小組充分感受到團(tuán)隊(duì)合作重要性和自主克 服困難的喜悅。通過(guò)本次的電子工藝課，我們不僅掌握了硬件電路設(shè)計(jì)的基本步驟和方法，還認(rèn)真 的回顧了匯編語(yǔ)言編程方面的知識(shí)。將我們所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)踐中。真正的做到 了學(xué)以致用的效果。同時(shí)也鍛煉了我們小組每位成員的動(dòng)手能力，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作的意 識(shí)和能力。大家都是受益匪淺。附錄、附錄1電路圖設(shè)計(jì)與仿真-Cl.-hF- - - -I -/er - ur ，HF M 礦.，Vt -gi*jaiHiD1'.LEMRE別.；訂E，- J I.yrt 1 -1IW1nn7jriniimuu pa.iADi ra即閃X

19、TAUra貼Dj KMi n騙訊 ra邸曲RSTWl.TADT壯.晩KMraG3M1ALE11P倆3EA氏翎"PITH16PinPl.1P yjMBl JiT¥*hPJ.lrlAhidP12P 個(gè)RlUPOPI価mn.imPI5麗1PIJ6舊腳RPIFru麗:TER-旳*LED-RH).23LED-RB訂證-<I-'.'鬱1J. 1» _-1別出畑i訂際附錄2設(shè)計(jì)編程程序主程序清單如下:ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP PI NT0ORG OOOBHLJMP TINTORG 0200HMAIN: MOV IE,#

20、81HSETB ITOMOV SP ,#30H;CPU 開放中斷，INT0允許中斷 外部中斷為邊沿觸發(fā)方式 指針入口地址SETB P 3.0CLR P 3.1MOV P 1,#0FFHMOV P 2,#00H;P2使P1 口全部置1口清零CLR P 1.2LP: JNB P 1.0,LA;LA: ACALL DELAYJNB P 1.0,ALARM ;監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)，是否有輸入信號(hào)延時(shí)消抖再次監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)，若有輸入信號(hào)轉(zhuǎn)入報(bào)警子程序AJMP LPDELAY:MOV R1,0AAHLD2:MOV R2,0BBHLD1:N OPDJNZ R2,LD1DJNZ R1,LD2RETALARM:SETB P1.2開始報(bào)警使運(yùn)行正常綠指示燈熄滅，紅燈和聲報(bào)警啟動(dòng)CPL P 3.0;10S鐘定時(shí):MOV R7,#0C8H;10SMOV TMOD,#01HMOV TL0,#0B0H循環(huán)次數(shù)定時(shí)器T0定時(shí)方式1置50ms定時(shí)初值MOV TH0,#03CHSETB ET0