热释电红外感应报警器

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1、热释电红外感应报警器热释电红外感应报警器摘要：现代科技快速进步，社会飞速发展，高科技技术已经在人民生活中普及，使人们生活有了很大进步。人们也越来越重视自己财产的安全性，同时人身安 全也是很重要的一方面。所以现在为了我们的人身安全和财产安全，防盗报警 器广泛的用于家庭之中。本文设计了利用热释电红外传感器进行监控，当检测 到活动的人体时可以报警的报警器。 热释电红外传感器，它的制作简易、原理易懂、成本便宜、便于安装，而且抵 抗干扰的性能优良，反应快速。硬件部分使用单片机控制模块、红外探头模块、 驱动执行报警模块、LED 控制模块等器件。软件部分采用 51 系列单片机 STC89C52。关键词：热释

2、电红外传感器;单片机 STC89C52;红外线目目 录录1 设计背景12 设计任务分析13.系统概述14 本系统的设计方案14.1 硬件电路设计14.1.1 电源模块24.1.2 红外热释电模块24.1.2.1 热释电传感器24.1.2.2 菲涅耳透镜24.1.2.3 BISS0001 芯片 34.1.2.4 信号采集处理模块44.1.3 51 单片机模块 44.1.3.1 单片机 STC89C52 44.1.3.2 单片机最小系统44.1.4 按键控制电路54.1.5 报警模块54.1.6 发光二极管状态指示模块64.2 总体原理图设计64.3 软件的程序实现74.3.1 主程序工作流程图7

3、4.3.2 报警判断程序74.3.3 程序的编写 84.4 硬件调试及调试中遇到的问题 85 总结评价 8参考文献 9附件一：实物图 11附件二：程序源代码 1201 设计背景 改革开放以来，中国的国民收入飞速提高，生活质量节节攀升。人们的家 中购置了许多价值不菲的东西，防盗就成为了一个不可忽视的问题。许多家庭 的防盗措施只停留在锁上，防盗意识并不十分强。等到丢失了东西，才后悔莫 及。一次如何保护家庭的财产安全成为问题。报警系统可以在一定程度是遏制 不法分子的盗窃行为。但是市场上的报警器多是为了重要的大型公司制作，真 正的普通家庭不可能去购买这样的报警系统。如果有价格更加大众，适合普通 家庭使

4、用的报警器，一定会受到广大群众的欢迎。由于人体可以发出红外线， 并且红外线的探测技术已经成熟，可以将其用于防盗等用途中。本设计就是运 用这个原理做的一个红外防盗报警器。 2 设计任务分析 一 该设计由 51 单片机模块、红外热释电模块、发光二极管状态指示模块、按 键模块，蜂鸣器报警模块和电源模块组成。二 本系统实现的功能。当需要开启防盗报警器的时候，将布防键按下，报 警器将会在黄灯和绿灯同时亮后进入防盗状态，报警器开始工作。如果有人靠 近，人体发出的红外线会被探测到，然后通过红外探测器变成电信号，红外热 释电模块将 TTL 电平传给单片机，通过单片机处理，报警电路开始工作，红色 LED 灯亮，

5、蜂鸣器报警。 3.系统概述本系统运用了热释电红外线传感器，它价格低廉，非常容易制作，并且小 巧，不容易被发现，并且很稳定，又耐用，反应灵敏，可以起到防盗报警的作 用。本设计使用双元件型红外线传感器来探测活动的人体。在传感器内部，两 个灵敏元件反向连接，当人体不动时，两灵敏元件产生相同的偏振度，会抵消 不做反应。但当人体移动时，极化程度不同，会产生输出电压，就会探测到移 动的人体。 该设计由硬件和软件设计两个部分构成。有 51 单片机模块、红外热释电模 块、发光二极管状态指示模块、按键模块，蜂鸣器报警模块和电源模块。 4 本系统的设计方案4.1 硬件电路设计该设计的六个模块的总体设计。电路总原理

6、图如图 4-1 所示：红外感应模块电源模块 STC89 C52 单片机电源开关LED 指示灯报警电路按键控制模块 图 4-1 总体设计框图14.1.1 电源模块 本设计的系统电压需要 4.5V 左右，用干电池提供电力，构成电源模块，然 后用导线连接至电源接口。另外，也可以用太阳能板，通过采集太阳能来提供 电力。4.1.2 红外热释电模块 4.1.2.1 热释电传感器热释电红外传感器一种新式高灵敏度探测元件。它不需要接触，就可以检测人体辐射红外线，并且将红外转变成电信号。把电压信号放大，可以用来控着各种电路，红外传感器的波长灵敏度的范围是 0.220um，人的红外线辐射波长为 910um。选取可

7、通过波长为 7-10um 的滤光片，将其装在传感器的顶端，用来探测人体的红外线辐射情况，本系统可以感应人体红外线的只有本传感器，所以传感器是系统的核心。如图 4-2 所示。 图 4-2 热释感应传感器4.1.2.2 菲涅耳透镜 菲涅尔透镜片像人的眼睛一样，需要选择合适的才能达到预期的效果，所 以选择合适的透镜也很重要。菲涅尔镜片可以将空间红外聚焦到传感器上检测， 菲涅尔镜片具有不同的性能，不同的感应距离，因此可以调整显示器的位置， 达到想要的效果。如图 4-3 所示。图 4-3 菲涅耳透镜24.1.2.3 BISS0001 芯片图 4-4 BISS0001 内部框图BISS0001 芯片是传感

8、信号处理的集成电路，收集到信号，并且传输到BISS0001 里进行分析，它工作电压在 3V5V 之间，有 16 个管脚。如图 4-4 所示为框架图，管脚功能说明见表 1。表 1 管脚功能说明引脚名称I/O功能说明1AI可重复触发和不可重复触发端口2VOO控制信号输出端3RR1-输出延迟时间 Tx 的调节端4RC1-输出延迟时间 Tx 的调节端5RC2-触发封锁时间 Ti 的调节端6RR2-触发封锁时间 Ti 的调节端7VSS-工作电源负端，一般接 0V8VRFI参考电压及复位输入端。9VCI禁止触发端10IB-运算放大器偏置电流端11VCC-工作电源正端，范围为 35V122OUT O第二级运

9、算放大器的输出端口132IN- I第二级运算放大器的反相输入端口34.1.2.4 信号采集处理模块图 4-5 信号处理模块图 4-6 实物图本电路可以将红外信号变为电信号输出。人体发出的红外线通过菲涅尔镜 片传到热释电传感器，热释电传感器以电信号输出到 BISS0001 进行电信号的放 大。信号的采集能适应各种的距离，最大可以调到 7 米左右。 4.1.3 51 单片机模块4.1.3.1 单片机 STC89C52STC89C52 是一种低功耗、高性能微控制器，可编程 Flash 存储器。这一模块以单片机为中心把程序代码烧进去，然后接上复位电路、时钟电路、按键控制、LED 显示电路、报警电路等子

10、模块。4.1.3.2 单片机最小系统 单片机最小系统为工作最基本的电路，如图 4-7 所示。4P1.01 P1.12 P1.23 P1.34 P1.45 P1.56 P1.67 P1.78 RST9 (RXD)P3.010 (TXD)P3.111 (INT0)P3.212 (INT1)P3.313 (T0)P3.414 (T1)P3.515 (WR)P3.616 (RD)P3.717 XTAL218 XTAL119 GND20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.732P0.633P

11、0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U1U1Y1 12MC20.1uFC30.1uFVCCGNDR610KC110uFVCC1234J1 VCCS1P20P21P22P23P10 P11 P12 P13图 4-7 信号处理模块 单片机最小系统含有单片机复位电路和时钟电路。 STC89C52 单片机正常工作电压 4.5v,本设计用 3 节干电池提供电力。 复位电路的作用是，当出现问题时，保护单片机的工作起始状态的电路， 用来重启单片机。单片机产生一个复位信号，确定芯片回到起始状态。当单片 机运行时，犹豫多种因素出行程序问题时，按复位键，程序重新开始运行

12、。 时钟电路用于控制着单片机的工作节奏。时钟电路提供信号作为基准，用 来确定芯片的执行速度。 4.1.4 按键控制电路 本电路设计有两种状态，一是监控状态，二是紧急状态。当按下布防键以 后，20 秒以后，绿灯持续亮起，开始监控，有人时，探测器感应到红外线，红 灯亮，蜂鸣器报警。当有紧急情况是，按下紧急报警器，蜂鸣器立刻报警。如 图 4-8 所示。S2S3G N DS4P10P11P12图 4-8 按键部分4.1.5 报警模块 红色 LED 灯作为指示灯，蜂鸣器和一个三极管组成了报警电路。如图 4- 9。5B1蜂鸣器Q1 8550VCCGND+R32KP23图 4-9 指示灯和报警电路4.1.6

13、 发光二极管状态指示模块红色发光二极管：当有报警时此发光二极管长亮，否则熄灭。绿色发光二 极管：用做布防状态指示灯。黄色发光二极管：用做传感器指示，当传感器有 信号输出，此灯会亮，否则熄灭。 4.2 总体原理图设计546231SW1sw-外外12P2GNDR71K12D4 DVCCP1.01 P1.12 P1.23 P1.34 P1.45 P1.56 P1.67 P1.78 RST9 (RXD)P3.010 (TXD)P3.111 (INT0)P3.212 (INT1)P3.313 (T0)P3.414 (T1)P3.515 (WR)P3.616 (RD)P3.717 XTAL218 XTAL

14、119 GND20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U1U1Y1 12MC20.1uFC30.1uFVCCGNDR610KC110uFVCC1234J1 VCCS1S2S3GNDB1蜂鸣器Q1 8550VCCGND+R32KP23R1470R2470R447012D212D312D1VCC1 2 3P1外外外外外GNDVCCR5 10kP20P21P22P23P20P21P22S4P10 P11 P12 P13P10 P11 P12P13图 4-10 总体原理图64.3 软件的程序实现4.3.1 主程序工作流程图 通过工作原理和硬件结构，可以画出系统工作流程图，见下图：开始布防按键按下倒计时结束30 秒倒计时开 始检测到有无 信号蜂鸣器报警，发光二级管闪烁紧急按键按下YYN蜂鸣器报警结束图 4-11 主程序工作流程图