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文檔簡(jiǎn)介
摘要................................................................2
Abstract.............................................................3
1緒論...............................................................4
1.1引言.........................................................4
1.2光電防盜報(bào)警系統(tǒng)的開展?fàn)顩r....................................4
1.3論文研究的目的和MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)........................................7
第3章傳感器檢測(cè)系統(tǒng)原理介紹.......................................12
3.1防盜報(bào)警裝置.................................................13
3．2防盜報(bào)警探測(cè)器的種類........................................13
3.3溫度傳感器...................................................14
第4章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).................................................17
4.1電源電路的實(shí)現(xiàn)...............................................17
4.2傳感器檢測(cè)與信號(hào)控制電路.....................................18
4.3遙控發(fā)射局部電路設(shè)計(jì).........................................19
4.4報(bào)警電路功能的實(shí)現(xiàn)...........................................20
第5章軟件設(shè)計(jì).....................................................21
5.1主程序.......................................................21
5.2中斷返回效勞程序.............................................22
結(jié)論...............................................................24
參考文獻(xiàn)............................................................25
致謝...............................................................26
附錄1主電路.......................................................27
附錄2發(fā)射電路.....................................................28
附錄3程序........................................................29
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摘要
汽車成為很多人不可缺少的交通工具，現(xiàn)在汽車被盜的現(xiàn)象很多，盜賊的手法也層出不窮。為對(duì)付不斷升級(jí)的盜車手段，人們研制出各種方式、各種結(jié)構(gòu)的防盜器，但汽車被盜還是非常嚴(yán)重?；诖爽F(xiàn)象，本次設(shè)計(jì)了遙控汽車報(bào)警系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：8051單片機(jī)；紅外傳感器；18B20；無線發(fā)射和接收
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Abstract
Asthesocietyprogressesunremittinglywiththedevelopmentofscience,techniqueandeconomycontinuously,thelivesofpeoplegetaverygreatexaltation.Theprotectiveconsciousnessofprivatepossessionisinthecontinuoustobuildup,asaresult,putforwardanewrequesttowardstheguardingmeasurement.NowtheHousehold-usethief-guardingsystemhasbecomeessentialequipmentforbuildingahouse.Forsatisfyingamodernresidentialdemand,wedesignthisremotecontrolthief-guardingsystem.Thistextmainlyintroducesathief-guardingsystemwhichisbasedonthesinglechipmicrocomputer8051.Thesystemismainlyconstitutedbyaremoteinfraredblaster,aninfraredreceiverwhichiscontrolledbysinglechipmicrocomputer8051,hot-electricinfraredsensorP228,detectivecircuit,alarmcircuitandelectricswitchcircuit.Sincethissystemadoptdouble-checkmodetomonitoringanddiscriminatingtheindoorcircumstance,twocircuitsofsensorswilloutputtowtypesofsignals.Thelogic“and〞willdiscriminatethatthereisathiefornot,andtheninputthesignaltothe8051.The8051canmakethedecisionwhethertotriggerthealarmcircuitbasedonthesignalwhichisoutputbythemonitoringcircuit,soitcanpreventfalsealarms.Thesystemwilldialthepoliceontimeonceabreak-inisverified.
Keywords:Singlechipmicrocomputer8051;infrareddetector;hot-electricsensorP228
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1緒論
1.1引言
隨著信息技術(shù)的普及和開展，尤其是在跨入新千年以后，紅外技術(shù)得到了迅猛的開展，紅外線側(cè)技術(shù)已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)和人們生活的方方面面，在平安防范方面，基于紅外探測(cè)技術(shù)的紅外入侵報(bào)警器又稱為紅外防盜報(bào)警器，作為一種新的技術(shù)，它已經(jīng)越來越得到社會(huì)各界的重視和廣泛的應(yīng)用。紅外入侵報(bào)警前期探測(cè)手段的不同可以分為被動(dòng)式，主動(dòng)式和多技術(shù)復(fù)合式入侵報(bào)警器。被動(dòng)式紅外傳感技術(shù)是利用紅外光敏器件將活動(dòng)生物體發(fā)出的為紅外線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并進(jìn)行放大，處理，它能可靠的將在附近運(yùn)動(dòng)的生物體〔人〕和飄落的物體加以區(qū)別，同時(shí)它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)和誤報(bào)率低等特點(diǎn)。
被動(dòng)式紅外入侵報(bào)警器又稱為熱釋電紅外入侵報(bào)警器，有光學(xué)系統(tǒng)，紅外傳感器和信息處理等三個(gè)局部組成。目前與紅外傳感器配套的光學(xué)系統(tǒng)有三種，即反射式，透射式和折射式。其中反射式光學(xué)系統(tǒng)的靈敏度最高，其探測(cè)距離可到達(dá)25~60米；透射式的靈敏度最低，探測(cè)距離為2~10米；折射式居中，兼有反射式和透射式的優(yōu)缺點(diǎn)。反射式系統(tǒng)的紅外傳感器要置于鏡前，體積大，不好密封，在防塵，放水，抗擊，隱蔽性等方面較差，尤其在防盜報(bào)警方面不宜采用。而透射式系統(tǒng)的體積小，密封容易，穩(wěn)定性好，其價(jià)格相對(duì)較低，因此目前國(guó)外多采用透射式系統(tǒng)。其工作原理為：由多元組合菲涅爾透鏡構(gòu)成一定視場(chǎng)和距離的警戒區(qū)，監(jiān)視警戒區(qū)內(nèi)紅外輻射量的變化。當(dāng)警戒區(qū)內(nèi)無盜賊出現(xiàn)時(shí)，紅外輻射場(chǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，紅外傳感器無信號(hào)輸出。當(dāng)盜賊出現(xiàn)在警戒區(qū)時(shí)，紅外輻射場(chǎng)發(fā)生變化，這種變化立即被經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)的多視場(chǎng)組合菲涅爾透鏡會(huì)聚，敏感的紅外傳感器接收后迅速將這種變化轉(zhuǎn)為電信號(hào)，這種信號(hào)經(jīng)信息處理局部放大，處理后立即輸出報(bào)警信號(hào)，然后通過傳輸送達(dá)監(jiān)控器，于是發(fā)出報(bào)警，示出事發(fā)地區(qū)。
1.2光電防盜報(bào)警系統(tǒng)的開展?fàn)顩r
傳感器技術(shù)是21世界人們?cè)诟咝录夹g(shù)開展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)，各興旺國(guó)家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)開展的關(guān)鍵。從20世紀(jì)80年代起，日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先開展的高新科技之首，美國(guó)的西方國(guó)家也將此技術(shù)列為國(guó)家科技和國(guó)防技術(shù)開展的重點(diǎn)。而基于傳感器技術(shù)的光電防盜報(bào)警系統(tǒng)也得到了高4
速的開展。
最早的非可見光束入侵物探測(cè)器，有發(fā)射機(jī)將一個(gè)編碼信號(hào)饋送到一只IRLED中。此LED的輸出聚焦成一束很窄的光束，并使其對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)距離仿制的接收機(jī)中的一只匹配的IR光敏探測(cè)器。整個(gè)系統(tǒng)的工作就是這樣的：當(dāng)光束到達(dá)接收機(jī)時(shí)接收機(jī)的輸出就處于“關(guān)〞的狀態(tài)，但是如果光束被人，動(dòng)物或其他的物品遮擋住時(shí)，接收機(jī)的輸出就開啟并觸發(fā)外部報(bào)警器或繼電器。此系統(tǒng)是以針尖視線的原理來工作的，它可以被任何一個(gè)進(jìn)入到發(fā)射機(jī)與接收機(jī)透鏡之間瞄準(zhǔn)直線上的大于針尖的物體所觸發(fā)。因此，這種簡(jiǎn)單系統(tǒng)的弱點(diǎn)就是它可能被一只飛入光束或落在某一透鏡上的蒼蠅或飛蛾之類的昆蟲所觸，所以誤報(bào)的可能性非常大，后來改用雙光束系統(tǒng)，隨后又出現(xiàn)了給予被動(dòng)是紅外傳感器技術(shù)的被動(dòng)式紅外入侵報(bào)警器，被動(dòng)式紅外傳感器技術(shù)是利用紅外光敏期間將活動(dòng)生物體發(fā)出的微量紅外線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并進(jìn)行放大，處理，再利用電路輸出報(bào)警信號(hào)，它能可靠的將運(yùn)動(dòng)著的生物體〔人〕和飄落的物體加以卻別，同時(shí)它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)和誤報(bào)率低等特點(diǎn)。
但上述兩種類型的光電防盜報(bào)警器裝置都有很高的誤報(bào)率，而多技術(shù)復(fù)合入侵報(bào)警器誤報(bào)率那么很低，除了雙探測(cè)技術(shù)報(bào)警器產(chǎn)品外，目前三探測(cè)技術(shù)和四探測(cè)技術(shù)的復(fù)合報(bào)警器均有產(chǎn)品上市。例如英國(guó)的帕朗尼斯四探測(cè)技術(shù)報(bào)警器，它包括微波、紅外、IFT及微波鑒控等技術(shù)。其本質(zhì)是熱釋電紅外-微波雙探測(cè)技術(shù)的開展和完善。[1]
1.3論文研究的目的和內(nèi)容
紅外技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成局部，它在各領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。由于它不是可見光，因此用來制作防盜報(bào)警系統(tǒng)，具有良好的隱蔽性，白天和夜里都能用，而且抗干擾能力強(qiáng)，這種報(bào)警裝置可以廣泛用于博物館，單位要害部門和家庭的防護(hù)。本設(shè)計(jì)是在對(duì)現(xiàn)有的光電防盜報(bào)警裝置的優(yōu)缺點(diǎn)的綜合研究的根底上進(jìn)行的，具有價(jià)格低廉，安裝操作簡(jiǎn)易，誤報(bào)率低等特點(diǎn)。
通過查找資料，采用無線發(fā)射與接收來控制是否進(jìn)入報(bào)警模式，通過紅外線判讀信號(hào)，再將信號(hào)通過電路傳輸給8051單片機(jī)處理，由單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)模塊輸入的信號(hào)來決定是不是對(duì)報(bào)警電路進(jìn)行觸發(fā)。
1.4報(bào)警系統(tǒng)原理框圖
近年來，報(bào)警器行業(yè)開展非常迅猛，特別是光電防盜報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛，光電防盜報(bào)警系統(tǒng)以其監(jiān)測(cè)范圍寬，探測(cè)距離遠(yuǎn)，可靠性高，隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)著稱，雖說報(bào)警器種類繁多，但基于單片機(jī)控制的報(bào)警器的根本結(jié)構(gòu)都大同小異，根本的原理框圖如圖1.4所示：
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圖1-1報(bào)警系統(tǒng)框圖
系統(tǒng)核心局部是傳感器檢測(cè)和單片機(jī)的處理，利用傳感器檢測(cè)車的情況，傳感器一般采用雙鑒別模式即由兩個(gè)具有功能互補(bǔ)性的傳感器同時(shí)對(duì)室內(nèi)情況監(jiān)測(cè)，然后輸出兩路不同的信號(hào)，再經(jīng)過邏輯“與〞關(guān)系判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)有盜情時(shí)檢測(cè)電路輸出信號(hào)給單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)輸入的信號(hào)發(fā)出報(bào)警指令給報(bào)警電路，從而觸發(fā)報(bào)警電路，到達(dá)能及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警功能。
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第2章單片機(jī)原理介紹
2.1單片機(jī)開展概況
微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘９ぷ骱蜕铑I(lǐng)域中去的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。它已經(jīng)深入應(yīng)用到非微型計(jì)算機(jī)所無法應(yīng)用的領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了極大的影響。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)開展的一個(gè)重要分支，它以其獨(dú)特的機(jī)構(gòu)和性能，越來越普遍的應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。
單片機(jī)全稱為單片微型計(jì)算機(jī)〔SingleChipMicrocomputer〕。因?yàn)閱纹瑱C(jī)主要用于控制系統(tǒng)中，所以又稱微控制器〔MicrocontrollerUnit，MCU〕或嵌入式控制器〔EmbeddedController〕。它具有嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)所要求的體系結(jié)構(gòu)，微處理器，指令系統(tǒng)，總線方式，管理模式等。他把計(jì)算機(jī)的根本部件都微型化集成到一塊芯片上了，通常片MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定
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時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：
·中央處理器：
中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。
·數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)
80518051內(nèi)部結(jié)構(gòu)
·程序存儲(chǔ)器(ROM)：
8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。·定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：
8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。
·并行輸入輸出(I/O)口：
8051共有4組8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸?！とp工串行口：
8051內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。
·中斷系統(tǒng)：
8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。
·時(shí)鐘電路：
8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。
單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即8
哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTEL的MCS-51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式。
圖2-3MCS-51結(jié)構(gòu)框圖
MCS-51的引腳說明：
MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明：
MCS-51的引腳說明：
MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明：
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圖2-451單片機(jī)引腳圖
Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開始工作，在RESET
引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用存放器被清“0〞。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM〔包括工作存放器R0-R7〕的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。
8051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下列圖4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)復(fù)位電路圖
·Pin30:ALE/當(dāng)訪問外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過一個(gè)脈沖。
如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。·Pin29:當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲(chǔ)器那么把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。
·Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB
的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址那么讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，那么不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無程序存儲(chǔ)器的8031,EA端必須接10
地。
在編程時(shí)，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。
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第3章傳感器檢測(cè)系統(tǒng)原理介紹
“傳感器〞這一術(shù)語來自英文“Sensor〞，該詞也可譯為敏感裝置或敏感元件。傳感器最初是作為一種控制元件被引入自動(dòng)化技術(shù)和電子系統(tǒng)中的，隨著工業(yè)自動(dòng)化和社會(huì)信息話的開展，人們對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)已從過去單純作為一種控制元件而提高到人類開發(fā)自然、利用自然的關(guān)鍵手段的高度。
眾所周知，人類是依靠耳、眼、鼻、舌、身等感官來接受外界信息的。隨著科學(xué)技術(shù)的開展，人類光靠自身的感覺器官來攝取外界信息已不能滿足要求，必須借助于能夠延伸人的感官的新技術(shù)手段來完成這一任務(wù)。于是，仿效人體感官功能的各種傳感器及其技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。這些傳感器不僅能在人不能到達(dá)的后對(duì)人有危險(xiǎn)的場(chǎng)所起到人的“耳目〞作用，而且還能突破人的生理界限，感受到人的感官所不能感受的外界信息，有效地延伸了人的感官，豐富了人們對(duì)外部世界的認(rèn)識(shí)。
當(dāng)今人類已進(jìn)入信息時(shí)代，以電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為中心的信息處理、信息傳輸技術(shù)已滲透到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。電子計(jì)算機(jī)由于能夠局部地代替人的大腦勞動(dòng)，因而被譽(yù)為人的第二大腦。然而，電子計(jì)算機(jī)要進(jìn)行“思維〞活動(dòng)，要“發(fā)號(hào)施令〞，還必須向它提供各種各樣的信息。因此，采集信息的傳感器就成為“電腦〞所必不可少的“五官〞。國(guó)外自動(dòng)專家認(rèn)為，如果沒有象人的五官那樣的傳感器提供正確可靠的信息，計(jì)算機(jī)將一事無成，自動(dòng)化也是紙上談兵。
傳感技術(shù)在軍事、工業(yè)、科研等領(lǐng)域早已有著廣泛的應(yīng)用，在公安業(yè)務(wù)中也有廣泛的應(yīng)用前景。隨著我國(guó)平安防范技術(shù)的開展，特別是信息技術(shù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)已日益廣泛地用于平安防范技術(shù)中，作為信息采集主要手段的傳感器，在平安防范技術(shù)中的地位就顯得越來越重要。比方在防衛(wèi)工作中常常需要設(shè)計(jì)各種各樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)特前端裝置〔包括各種探測(cè)器、監(jiān)聽器、攝像機(jī)等〕和終端設(shè)備〔各種報(bào)警顯示板、監(jiān)聽器、監(jiān)視器、指揮圖板等顯示記錄設(shè)備〕實(shí)際上都屬于傳感器的范疇。因此，可以豪不夸張的說，如果沒有傳感器及其相應(yīng)的技術(shù)，各種警用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)便無法組成。再如，圖像及平安檢查技術(shù)，需要各種各樣的光敏傳感器〔包括X光、紫外線、可見光和紅外線〕才能完成圖像的傳遞、增強(qiáng)、儲(chǔ)存、處理和顯示。至于竊聽和反竊聽技術(shù)更離不開各種體積小、重量輕、靈敏度高的聲傳感器和電磁傳感器。在刑事偵察中，對(duì)各種發(fā)案現(xiàn)場(chǎng)的如實(shí)記錄、手紋、足紋眼紋的提取、識(shí)別與顯示，都需要敏感器件的幫助。12
3.1防盜報(bào)警裝置
一個(gè)有效的電子保安系統(tǒng)主要由以下幾局部組成：傳感器、放大處理電路、輸出電路。其中，由傳感器所構(gòu)成的探測(cè)器相當(dāng)于人的眼睛，負(fù)責(zé)監(jiān)視保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的任何入侵活動(dòng)。
3．2防盜報(bào)警探測(cè)器的種類
防盜報(bào)警系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器采集的信息而報(bào)警的，按探測(cè)器工作方式不同，可分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式的探測(cè)器有干簧管、微動(dòng)開關(guān)等，非接觸式的有利用紅外線、超聲波和微波做成的探測(cè)器。
通常，防盜探測(cè)器有如下6種類型。
1.開關(guān)類
機(jī)械式開關(guān)在安保系統(tǒng)中已很少用，以磁簧開關(guān)為主，其觸點(diǎn)有常開與常閉之分，一個(gè)安裝在門窗上作為第一個(gè)層次的防護(hù)。開關(guān)類防盜探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、防潮、防塵。
2.玻璃破碎探測(cè)器
這種探測(cè)器利用壓電拾音器探測(cè)玻璃門窗破碎時(shí)的高頻聲音，通常安裝于玻璃面的正對(duì)面。
3.人體探測(cè)器
人體熱輻射產(chǎn)生的波長(zhǎng)約10μm的紅外線，可由人體探測(cè)器通過探測(cè)該波長(zhǎng)的紅外線信號(hào)而確定是否有人入侵，其中熱型焦電式人體探測(cè)器中有一個(gè)7.15μm的帶通濾波器，可屏蔽其它背景輻射的紅外光，它靈敏度高，相應(yīng)快。為進(jìn)一步降低誤保率，可選用內(nèi)裝兩只探測(cè)元件的差動(dòng)式探測(cè)器，它要求被探測(cè)對(duì)象移動(dòng)速度不低于0.1m/s，人體探測(cè)器是安保系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍而有效的探測(cè)器。
4.光束遮擋式探測(cè)器
光束遮擋式探測(cè)器具有一對(duì)相對(duì)安裝的紅外線發(fā)射/接收器，發(fā)射器發(fā)射經(jīng)特定載頻調(diào)制的紅外光，接收器中有相應(yīng)的頻率與相位識(shí)別電路，當(dāng)入侵者遮擋紅外光時(shí)即被探測(cè)器探知。利用激光作光源時(shí)，還可利用光學(xué)系統(tǒng)屢次反射形成一個(gè)防護(hù)網(wǎng)以提高平安性。
5.振動(dòng)探測(cè)器
振動(dòng)探測(cè)器以壓電式為主，它內(nèi)置的壓電應(yīng)變片可以探測(cè)到門、窗及其它物體被移動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生電信號(hào)的變化。這種探測(cè)器常用于重要物品和特殊點(diǎn)的入侵探測(cè)。
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6.移動(dòng)探測(cè)器
移動(dòng)探測(cè)器包括微波/超聲波移動(dòng)探測(cè)器、偵光式移動(dòng)探測(cè)器、影像偵測(cè)器等，前兩者均利用多普勒效應(yīng)。探測(cè)器發(fā)射微波/超聲波，當(dāng)入侵者在探測(cè)區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，會(huì)使接受到的反射波有頻率差即多譜勒頻率，進(jìn)而被探測(cè)，此類探測(cè)器安裝位置應(yīng)防止震動(dòng)和其它波源的干擾；偵光式探測(cè)器那么利用一對(duì)差動(dòng)式光電晶體探測(cè)器因人體移動(dòng)所致的環(huán)境光線的變化，但它應(yīng)安裝在背景光源穩(wěn)定之外，否那么易產(chǎn)生誤報(bào)；影像偵測(cè)器利用電荷耦合式CCD攝像機(jī)將入侵者圖像經(jīng)過類比對(duì)數(shù)位轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，然后再比擬先后兩幅圖的差異而進(jìn)行探測(cè)，它靈敏度高、穩(wěn)定、防磁、防震，但入侵者移動(dòng)極慢時(shí)會(huì)漏報(bào)。
3.3溫度傳感器
DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改良型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：
●獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；
●多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；
●無須外部器件；
●可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5Ｖ；
●零待機(jī)功耗；
●溫度以９或１２位數(shù)字；
●用戶可定義報(bào)警設(shè)置；
●報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度〔溫度報(bào)警條件〕的器件；●負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；
DS18B20采用３腳PR－35封裝或８腳SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
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圖2-7DS18B20其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
64位ROM的結(jié)構(gòu)開始８位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有48位，最后８位是前面56位的CRC檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè)DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報(bào)警上下限。
DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存ＲＡＭ和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖3所示。頭２個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第５個(gè)字節(jié)，為配置存放器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時(shí)存放器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)
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值。該字節(jié)各位的定義如下圖。低５位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為０，用戶要去改動(dòng)，R1和Ｒ0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率。
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第4章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用交直雙供電方式，交流電采用220V生活用電，直流電采用汽車?yán)锩娴?12V電瓶供電，220V交流市電經(jīng)過變壓器T1降壓，然后經(jīng)過整流電橋BRIDGE1對(duì)交流電進(jìn)行整流，得到的直流電經(jīng)過電容C1濾波，于是得到電路所需的+12V直流電，所得到的+12V直流電再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器78L05輸出電路需要的+5V電壓，直流供電系統(tǒng)與濾波電容C1并聯(lián)，并且在電瓶“+〞端串連一個(gè)二極管與電阻并聯(lián)的電路，當(dāng)交流電正常供電時(shí)電瓶不放電，而且經(jīng)整流電橋轉(zhuǎn)換而得到的直流電還能通過電阻給的電瓶充電，這樣能使電瓶時(shí)刻充滿電，當(dāng)交流電供電出現(xiàn)故障時(shí)，電瓶通過二極管放電仍能保證整個(gè)電路的正常工作。電路圖如4-1
[7]
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4.2傳感器檢測(cè)與信號(hào)控制電路
通過三種類型的傳感器采集信號(hào)，分別是無線傳感器、紅外傳感器和溫度傳
感器。利用無線傳感器控制報(bào)警系統(tǒng)啟用還是關(guān)閉的狀態(tài)，利用無線傳感器檢測(cè)是否有人靠近汽車、利用溫度傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，看車是否別啟動(dòng)，其電路圖如下所示：
我們將P1.0-P1.3口作為檢測(cè)信號(hào)輸入口，P2.0-P2.2口作為信號(hào)輸出口，即
通過P2.2控制是否觸發(fā)報(bào)警電路，P1.0口作為是否啟動(dòng)報(bào)警，如圖4-3,首先單片時(shí)機(jī)掃描P1.0口是否啟動(dòng)報(bào)警〔即掃描P1.0口的值為0或1〕，假設(shè)單片機(jī)不啟動(dòng)報(bào)警電路〔即P1.0口輸入為1〕，那么不管任何動(dòng)作都不會(huì)觸發(fā)報(bào)警電路，當(dāng)掃描到P1.7口為解鎖狀態(tài)時(shí)〔即掃描P1.0口的值為0〕假設(shè)輸入的六路信號(hào)都為低電平，那么單片機(jī)根據(jù)內(nèi)部固化程序做出不觸發(fā)報(bào)警電路的決定，假設(shè)輸入的六路信號(hào)中有任何一路跳變成高電平時(shí)，單片時(shí)機(jī)根據(jù)原先固化的程序做出是否觸發(fā)報(bào)警電路的決定[11]。
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第5章軟件設(shè)計(jì)
僅僅有通過硬件設(shè)計(jì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須要與相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)結(jié)合起來才能到達(dá)預(yù)期的效果，所以軟件的設(shè)計(jì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面，它的好壞直接關(guān)系畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功與否。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是用C語言完成的，這就需要能熟練的掌握C語言，會(huì)使用編譯軟件。下面首先通過流程圖和具體的程序清單對(duì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)過程作詳細(xì)介紹.
設(shè)計(jì)的目標(biāo)是，先檢測(cè)報(bào)警鎖定口P1.0上下電平，假設(shè)P1.0口為高電平那么無論外界什么情況都不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，假設(shè)P1.0口為低電平，那么報(bào)警系統(tǒng)處于正常警戒狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)并確認(rèn)動(dòng)車時(shí)就將P2.2口置1，輸出信號(hào)觸發(fā)報(bào)警電路，本設(shè)計(jì)讓P2.2口維持高電平一秒鐘可以通過定時(shí)器T0(工作于定時(shí)方式1)重復(fù)定時(shí)100ms十次來實(shí)現(xiàn)。用工作存放器R1作為循環(huán)計(jì)數(shù)器，初值為10(0AH)。采用中斷方式編程，整個(gè)軟件有主程序和中斷效勞程序兩局部構(gòu)成。
5.1主程序
主要功能是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，看是否有人盜車闖入。其程序流程框圖如下列圖所示
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圖5-1主程序流程圖
5.2中斷返回效勞程序
主要功能是判斷定時(shí)1S是否完成，從而決定是否對(duì)P2.2口置1，其程序流程框圖如下列圖所示：
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圖5-2中斷程序流程圖
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結(jié)論
1、在本論文中系統(tǒng)地分析了防盜報(bào)警器的原理和工作流程，經(jīng)分析得知得出采用無線發(fā)射接收電路控制防盜報(bào)警電路啟動(dòng)和停止。
2、本設(shè)計(jì)采用被動(dòng)式紅外線探測(cè)是否有人靠近汽車，其根本原理為:熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到入侵者的紅外熱輻射(人體體溫)，將其轉(zhuǎn)換成超低頻信號(hào)，經(jīng)電路放大，輸出。同時(shí)由主動(dòng)紅外探測(cè)器接收裝置根據(jù)接收到的信號(hào)得到上下電平，輸出。經(jīng)判斷，再將報(bào)警信號(hào)通過電路輸入到單片機(jī)接口上，由單片機(jī)根據(jù)輸入的信號(hào)來決定是否對(duì)報(bào)警電路進(jìn)行觸發(fā)。
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致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年的總結(jié)，因而投入了極大的熱情和很高的積極性，更幸得指導(dǎo)老師XX老師、及同學(xué)的多方幫助，使得設(shè)計(jì)能順利完成，圓滿結(jié)束了四年的大學(xué)生活。
再次感謝XX老師長(zhǎng)期以來悉心的指導(dǎo)，李孝友老師的學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。對(duì)學(xué)術(shù)工作精益求精，給我留下了深刻的印象，很多方面深得體會(huì)。
XX老師在設(shè)計(jì)過程提供了大量資料、修改意見及屢次的參觀時(shí)機(jī)，讓我對(duì)所學(xué)知識(shí)有了較全面了解，為日后的工作和更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的根底，也積累了許多珍貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
XX老師的教誨讓我終身受益。感謝同組同學(xué)的默契配合，我從他們身上也學(xué)到了不少東西。同樣感謝四年來給予我支持和幫助的所有老師和同學(xué)。
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附錄1主電路
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附錄3實(shí)物圖
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附錄4源程序
#include"reg51.h"
#include"absacc.h"
#include"intrins.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#definetrue1
#definefalse0
ucharcond_tele;//定義存儲(chǔ)遙控輸入值的全局變量bitrunning=false;//裝置啟動(dòng)或停止標(biāo)志，為true時(shí)啟動(dòng)sbitstar_tele=P0