熱釋電紅外報(bào)警器

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1、熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)一、課題概述目前，隨著科技的不斷進(jìn)步，電子技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活水平得到了很大的改善，電話、手機(jī)、空調(diào)等高科技產(chǎn)品的使用越來越成為家庭生活的主旋律。但是，除了環(huán)境因素外，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也給人們的生活、財(cái)產(chǎn)帶來不安定因素，利用社會(huì)進(jìn)步創(chuàng)造出來的技術(shù)產(chǎn)品達(dá)到個(gè)人犯罪目的的事情時(shí)有發(fā)生。這就為監(jiān)控設(shè)備在居家安全、政府文件保密等領(lǐng)域的研究提供了必要的前提，當(dāng)然，純粹用于自然環(huán)境所帶來的一些必要的監(jiān)控處理方面的設(shè)計(jì)也是很廣泛的。如何進(jìn)行安全監(jiān)控成了一個(gè)熱點(diǎn)。本學(xué)期我們學(xué)習(xí)了單片機(jī)原理及應(yīng)用這門課程。在此基礎(chǔ)之上我們又開展了關(guān)于單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)，我們小組設(shè)計(jì)的是基于單

2、片機(jī)控制的紅外熱釋電報(bào)警系統(tǒng)?；趯?duì)課題的理解，本次設(shè)計(jì)要求我們完成一個(gè)基于單片機(jī)控制的紅外熱釋電報(bào)警的完整系統(tǒng)，即當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電便會(huì)采集到紅外信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后通過調(diào)理電路，有LED亮對(duì)信號(hào)輸入進(jìn)行提示并將其轉(zhuǎn)化為適合單片機(jī)處理的低電平；通過單片機(jī)的處理，判斷當(dāng)某一路有信號(hào)輸入時(shí)，相應(yīng)的LED數(shù)碼管會(huì)顯示房間號(hào)同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警器，以實(shí)現(xiàn)報(bào)警的效果。二、設(shè)計(jì)目的理論學(xué)習(xí)固然重要，但僅僅止于紙上談兵是沒有意義的，只有實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。因此為了進(jìn)一步深入地學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)，將實(shí)踐動(dòng)手能力與課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來，從而開展了此次單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)。我們小

3、組設(shè)計(jì)的課題為基于單片機(jī)控制的紅外熱釋電報(bào)警系統(tǒng)。這從硬件和軟件兩個(gè)方面鍛煉了我們的實(shí)際動(dòng)手能力和編程能力，目的是為了考查：1．能夠讀懂并分析技術(shù)資料2．鞏固、加深和擴(kuò)大單片機(jī)應(yīng)用的知識(shí)面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用的能力3．了解紅外熱釋電傳感器的組成及其工作原理4．如何將采集到的信號(hào)送入單片機(jī)處理5．定時(shí)程序、延時(shí)程序、顯示程序、功放、循環(huán)、串口程序的編寫6．學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)的電路7．學(xué)會(huì)課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機(jī)用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟。16熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)三、熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3．1系統(tǒng)分析本系統(tǒng)是

4、由紅外熱釋電傳感器模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、串口模塊、報(bào)警模塊五部分組成。熱釋電紅外探測(cè)器探測(cè)人體的紅外輻射信號(hào)，經(jīng)過調(diào)理電路，將人體的移動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)輸入到單片機(jī)中，電平轉(zhuǎn)換模塊則是對(duì)電平信號(hào)進(jìn)行處理，使其能夠適合單片機(jī)讀取信號(hào)。通過單片機(jī)查詢后驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路并且在數(shù)碼管和上位機(jī)上顯示從而達(dá)到報(bào)警的目的。系統(tǒng)框圖如圖1：熱釋電紅外傳感器被測(cè)目標(biāo)電平轉(zhuǎn)換單片機(jī)數(shù)碼管顯示上位機(jī)顯示功放報(bào)警圖1系統(tǒng)框圖3．2設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)根據(jù)上面框圖共設(shè)計(jì)了三套方案，第一套方案如圖2，在剛接到設(shè)計(jì)題目和要求的時(shí)候，通過查找相關(guān)的資料，設(shè)計(jì)出第一套方案。第二套方案如圖3，第二套方案是在拿到單片機(jī)

5、試驗(yàn)板以后設(shè)計(jì)出來的簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)電路。第三套方案（如圖4）是在第二套方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，使其更加合理化。三種方案的比較：第一種方案是這樣設(shè)計(jì)的，傳感器在檢測(cè)到人體移動(dòng)信號(hào)以后，產(chǎn)生相應(yīng)的電壓脈沖信號(hào)，通過后邊對(duì)電壓信號(hào)的兩次放大，窗口比較以后，使電壓脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平，然后通過單片機(jī)的查詢來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)報(bào)警操作。第二種方案是在拿到實(shí)驗(yàn)板和熱釋電傳感器模塊后設(shè)計(jì)的，因?yàn)闊後岆娔K中含有了脈沖到TTL電平轉(zhuǎn)換的電路，所以可以精簡(jiǎn)了這部分。第三種方案，除了第二種方案的功能以外，需要根據(jù)報(bào)警的方向和位置使數(shù)碼管循環(huán)顯示，而且需要靈活增加相應(yīng)的模塊和上位機(jī)顯示一樣，所以

6、選取兩個(gè)數(shù)碼管，并且采用暫停按鍵模式。使系統(tǒng)更加的人性化，合理化。所以最后選擇了第三種方案。16熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)圖216熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)圖316熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)圖416熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)具體方案設(shè)計(jì)：系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖5所示，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)上的紅外探頭將輻射的紅外光譜變換成脈沖電信號(hào)，經(jīng)過調(diào)理電路，送出TTL電平至電平轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)送AT89C52單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢及識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出人侵報(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)功放報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。若是檢測(cè)到有人走動(dòng)的情況，就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，持續(xù)5秒，要是

7、偶爾有人路過，持續(xù)五秒后自動(dòng)停止，要是一直有人在走動(dòng)，則報(bào)警器會(huì)一直持續(xù)響，直到監(jiān)控人員通過按鍵手動(dòng)解除，并通數(shù)碼管顯示報(bào)警位置而且在上位機(jī)中顯示。鑒于本次試驗(yàn)僅僅是實(shí)驗(yàn)，所以并沒有做的更復(fù)雜，及多增加傳感器模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊，本實(shí)驗(yàn)只用了兩個(gè)傳感器模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊已實(shí)現(xiàn)更多的功能，如果需要可以繼續(xù)增加，靈活性較高。如圖5所示，是本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖，亦即紅外熱釋電報(bào)警系統(tǒng)的這個(gè)工作流程圖數(shù)碼管顯示電平轉(zhuǎn)換傳感器模塊監(jiān)測(cè)點(diǎn)1單片機(jī)系統(tǒng)..上位機(jī)顯示.電平轉(zhuǎn)換傳感器模塊監(jiān)測(cè)點(diǎn)n功放報(bào)警圖516