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1、国家职业资格全省（或市）统一鉴定维修电工 论文（国家职业资格II级）论文题目： 红外感应报警系统的设计姓 名： 石 荣 宽 身份证号： 320382198912261070 准考证号： 所在省市： 江苏省盐城市 所在单位： 江苏省盐城技师学院 红外感应报警器系统的设计石 荣 宽江苏省盐城技师学院【摘要】本系统重点介绍了红外感应报警器的基本工作流程和用途。它是结合单片机、电子基础、传感器为一体的新技术。随着科学技术的发展和人们生活的提高，人们对于商场、住宅、的安全性能的要求有所增强，然而红外感应报警器在防盗、报警、探测等领域中有效的提高了小区住宅、商场、仓库的安全，有效的保证了人们的生命和财产安
2、全。一般的红外线探测报警器由红外传感器，电压比较器，信号放大器，延时电路等组成。红外感应报警器之所以能在生活中应用广泛是因为，其成本低，体积小，不易被发现，技术性能稳定等优点，深受广大用户人的欢迎。【关键词】单片机 传感器 防盗报警 1.引言：随着社会经济的发展，安全问题显得十分重要，如今，安全防范及报警系统是保障人的生命、财产以及住宅的重要保障。然而，传统的防盗报警器无法满足现在的需求，而且容易破坏，无法控制，安装、扩展也不方便。本文采用无线防盗报警器以单片机为核心，功能强大，也易于扩展，利用传感器的红外发射、接受，从而达到防盗报警的效果。2.系统构成以及原理2.1系统框图图1 系统工作原理
3、框图2.2 系统的工作原理当一些不法分子跨过防范区时，会引起红外感应发生变化。这时红外辐射经过光学系统在热电红外感应器PIS-209S探测元上，红外感应器将输出电压信号，然后经过信号放大，并传送给信号采集与处理单元电路，最后向单片机输入高电平的数字信号。然而，对于有些情况，我们也可以通过键盘设置最佳响应报警时间来对不法分子进行区别，然后由单片机通过信号采集与处理电路传来的数字信号进行判别，是否启动报警。如果启动报警器，单片机则控制语音芯片对不法分子进行警告，进而使主人及周边的人得知有事发生，并记录报警的时间和不法分子录音，同时人们可通过键盘上的按键查询不法分子作案报警时间，最后在液晶屏上显示报
4、警时间。2.4系统框图各部件说明（1）红外传感器传感器是整个报警器的“触觉”，其重要性则是其它元器件无可代替的，它是现代防盗报警器的“眼睛”，如果没有了传感器，则整个防报系统则无法检测到信号源，就无法做出相应的处理。防盗报警器传感种类很多；红外线、门磁、声波传感器等等 菲涅尔透镜可将人体辐射的红外线得到的热传送到红外传感器上，用来提高传感器的灵敏度，扩大监测范围。主要用于监测人体移动，声波传感以产生交替变化的红外辐射盲区和高灵敏区来感知有无非法分子入侵，进而在通过报警器就可以达到防盗、防偷的效果（2）信号放大电路 如图2所示图2 信号放大电路大电路 热释电红外传感器PIS-209S输出电压信号
5、，使该电压信号通过一个电容电阻构成的滤波器，该滤波器上、下限截止频率分别为16HZ和0.16HZ。但是热释电红外传感器输出的电压信号是一个变化且十分微弱的信号源，同时光学系统的作用又使得输出信号电压呈现一种脉冲形式（被测物体的移动速度是由脉冲电压的频率所决定的）因此应该对热释红外感应报警器的输出电压进行放大，经集成运放LM324两级放大，从而输出VO1信号给信号采集与处理单元电路。（3）信号采集与处理单元电路 如图3所示图3 信号采集与处理电路 传出信号VO1先由外传感处理BISS0001中的运算放大器OP1前置放大，再由电容耦合运放OP2进行二次放大，然后由COP1和COP2构成的电压比较器
6、进行双向处理，再由检测出有效地触发电压信号来触发延迟定时器，晶体管VT1接单片机，VO2为读取输出信号。BISS0001由电压比较器、延迟时间定时器、运算放大器、状态控制器和封锁时间定时器以及电压源组成的CMOS数模专用集成电路。它具有可重复触发和不可重复触发两种工作方式，它还具有独立高输入阻抗放大器，与传感器相连接，相匹配，从而进行信号的处理。它内部的双向鉴幅器具有抑制抗干扰能力，并且封锁时间和时间定时器稳定可靠，调节范围广。在本电路中，我们采用了处于重复触发方式，引脚A与电源（VCC）相连接，在定时周期TX内，BISS0001输出电位为高电位时，VT1晶体管饱和导通，其集电极为低电位，并把
7、信号送入单片机内；当TX结束时，BISS0001封锁周期TI,其输出变为低电平，晶体管VT1截止，其集电极为高电平。TX定时间隔由3脚和4脚所接电容和电阻来决定。（4）键盘控制面板和显示电路 如图4所示键盘是人机对话的一种重要方式，本文采用HT1621液晶显示驱动芯片，在各种系统设计中，我们经常用键盘向微控制器输入程序载体和数据进行管理。通过对键盘操作来设定报警，来满足所需功能，最终达到更为人性化和智能化。HI1621芯片是324显存多功能LCD驱动器，只要将4个接口与控制器相连接，即可达到报警、火警等 用来构成直观的16个汉字显示内容，同时利用HI1621驱动芯片提供看门狗时钟的效果，来启动
8、自动复位和恢复工作的效果。图4 键盘控制面板（5）报警指示所谓报警系统的主要目的是为了在出现危急时给人以警示和提醒，从而进行相应的应急处理。从而达到避免意外事件减少发生意外情况而带来的各种损失，报警系统是整个系统的重要组成部分，它由传感器、报警装置和微控制器三大部分构成，形象的说，微控制器相当于人的“大脑”，传感器相当于人的“眼睛”，报警装置相当于人的“手和脚”。它向人们提供各种工作状态和信号，从而进行相应的各种报警处理。（6）语音录放电路 如图5所示电路采用的核心是AT89C52作为CPU。接口P0.0PO.5与ISD1420连接，在电路设计中，ISD1420的控制和地端都必须接高电平或者低
9、电平，而不能悬空。否则将会停止播放录音情况，信号耦合电容要与MICREF相连，并且到模拟地的电容相同。而ISD1420芯片的SP+、SP-端不能直接接地，这是值得我们注意的，只可悬空或接扬声器。外接功率放大器时，一端采取单向端输出，则另一端接10uf到地或者悬空，否则ISD元器件将会损坏。单片机AT89C52是一种低功耗，高性能CMOS 8位单片机，内含4KB在线可编程。ISD1420芯片也是一种低功耗（0.5W），放音时间20s，放音电流15mA；可以扩充级联，并且可以分段录放。持续放音等。可分160段；最小分段：20S/160段=0.125S；录放次数可高达10万余次；无需后备电流，并且断
10、电信息可以储存，信息可存达100年；并且ISD1420无需专用的编程器及语音开放器；高平伏先级录音，低电平放音。引脚SP+、SP-为音频信号输出端，并可驱动816扬声器。MICREF为话筒输入端，不用则悬空，MIC为话筒输入端，可通过电容耦合。通常ISD1420驱动在1W以下的扬声器，用低电压集成功率放大器LM386作为扬声器驱动芯片，也是本电路所选用的，1W-10W的可选用TDA2003作为扬声驱动芯片图5 语音录放电路3 系统软件设计3.1 软件设计思想本文的软件设计的基本思想是为实现用户安全保障功能的可编程。从而对警戒防盗区进行监视报警，软件设计的主要工作任务是完成单片机对红外报警器信号
11、处理器BISS0001输出的数字信号VO2处理，语音服务则来实现语音录放。 BISS0001芯片会对传感器传出来的信号进行抗干扰处理，从而得到VO2信号。但为了提高检测系统的准确和可靠性上，可用单片机对VO2信号进一步方法处理。同时对语音芯片1420编程进行工作过程编写。当按住“REC”键时，语音录音，同时灯亮；当放音结束时，就会自动停止。ISD1420的地址线是8位，有6位与AT89C52的I/O街口。每段语音可由地址控制输出。每125ms为一个地址、最小每段语音长度为125ms。并由A2A7六根地址线控制，用户录制并没有段语结束标志（EOM）和溢出标志（OVF）。并由单片机对起始地址进行放
12、音，当遇到EOM则自动停止放音。同时单片机接收到结束信号就开始对下一段语音起始地址进行触发，如此往复，从而达到语音的自动组合。3.2 程序流程图 如图6所示图6 系统软件系统流程图3.3 控制程序程序如下： ORG 0000H START: ACALL YS1S MOV, P1 CJNEA, #FFH, 2CJC SETB P3.5 MOV A, #0H MOV SBUF, A DF: JNB T1，DF CLR T1 ACALL YS2S AJMP START 2CJC: ACALL YS1S MOV A, P1 CJNE A, #FFH, K1 ACALL START K1: CJNE A
13、, #FEH, K2 MOV A, #F9H ACALL K K2: CJNE A, #FDH, K3 MOV A, #A4H ACALL K K3: CJNE A, #FBH, K4 MOV A, #BOH ACALL K K4: CJNE A, #F7H, K5 MOV A, #99H ACALL K K5: CJNE A, #EFH, K6 MOV A, #92H ACALL K K6: CJNE A, #DFH, K7 MOV A, #82H ACALL K K7: CJNE A, #BFH, K8 MOV A, #F8H ACALL K K8: CJNE A, #7FH, START MOV A, #80H ACALL K K: CLR P3.5 MOV SBUF, A DF: JNB T1， DF CLR T1
