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1、-摘要随着信息技术的飞速开展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对住宅的需求已从追求简单的生存空间向着追求质量、功能、效劳等多重需求过渡。同时，随着人们的保护意识不断增强，防盗措施的紧迫性也逐渐被提上了日程，防盗报警系统应运而生。 本文设计了住宅智能化中的红外防盗报警系统。本系统以单片机89C51为核心，配以各种功能模块，来满足人们日常生活中的平安需求，本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、本钱低，安装比拟方便，抗干扰力强、灵敏度高，而且安装较隐蔽，不易被觉察。该系统主要包括红外探测电路、LCD控制电路、声光报警电路及单片机控制电路等。自动检测功能由红外探测电路实现，当有盗贼穿过此装置时，
2、红外传感器立即将检测到的信号经过信号处理后传送给主机电路，由主机来判断信号并驱动电路报警。报警功能由扬声器、蜂鸣器等发声装置实现，同时通过RS-485通信报警给小区警卫。本设计通过红外传感器探测人体红外线信号，从而到达报警的功能，满足了人们日常生活对防盗报警功能的需要。关键词：防盗报警，红外探测，RS-485通信，声光报警目 录摘要I目录II第1章绪论11.1 前言11.2 防盗报警系统在国内外的开展11.3 防盗报警器的开展前景与趋势2第2章系统方案设计22.1 系统总体设计思路22.2 系统方案设计32.3 传感器简介42.3.1 热释电红外传感器简介42.3.2 热释电红外传感器电路图5
3、2.4 51系列单片机的内部组成5第3章硬件设计63.1 电源电路设计63.2 红外探测信号输入电路83.4 实时时钟电路93.5 液晶显示模块设计93.6 RS-485 通信的设计103.6.1 RS-485芯片选型103.6.2 MA*485简介103.6.3 MA*485电路设计11第4章软件设计124.1 软件的程序实现124.2 主程序工作流程图13第5章结论15参考文献16致谢17. z-第1章 绪论1.1 前言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断开展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需
4、要而设计的基于51单片机的家庭式电子防盗系统。1.2 防盗报警系统在国内外的开展从上世纪初，报警系统就已经在北美稍具雏形。在北美，报警呼救箱放置在街头巷尾，在呼救时发出声响提示，以寻求附近警察的帮助；同时，这种呼救箱直接连接到附近的警局，使得稍远一些的警察也能够收到呼救信息。随后，由于通信技术的开展，提供远程通信效劳的电报公司参加到这个行业中，从而使得报警信息可以通到达更远的地方；不过，这种电报方式毕竟难以普及，所以稍后出现的理所当然地成为报警通讯的主要手段。而此后自动拨号系统的出现以及普及到千家万户，更使得通过线报警的方式得到了前所未有的开展。从以上过程来看，报警行业的开展是以工业技术开展为
5、根底的，只有具备良好的通信手段，才能够把各地的报警信息会聚到相应的权威部门，然后由权威部门负责分配有限的警力来帮助到所有的社会个体。国外智能监控防盗技术开展已处于一个较高水平阶段，从具有代表性的北美开展过程，可以清楚的看出世界智能监控防盗技术的开展概况。其具有以下特点，值得我们借鉴。目前，对北美的安防产业来说，最成功的经营模式就是联网报警效劳模式，联网报警将整个北美的安防产业从横向到纵向进展整合串并，形成了一个集中许多高科技手段和产业化管理水准的一体化综合性产业。比方世界排名第一，北美最大的安防跨国公司-美国棋诺亚公司，它在世纪年代开场搞简单的防盗报警，其当时的业务*围和技术水平跟中国现在很多
6、安防企业是相当的。到70年代，它对其产业的整体开展方向做了很大的调整，变为联网报警效劳商，建立了首家网管中心，尤其是在年代引用了大量的网管技术、系统集成技术和电子技术，现己成为十分先进的联网报警效劳平台，它在美国、加拿大、英国、*、*等多个国家和地区都有分公司，北美的客户数已超过600万，2003年防盗报警收入总产值达105亿美元。1.3 防盗报警器的开展前景与趋势随着社会的开展，农村城镇化和人员流动性增大，社会治安状况更趋复杂，因此作为社会的根本单元“平安防*问题就显得尤为重要。传统的机械式防盗网、防盗窗家居防卫在实际使用中暴露出一些明显的问题，如：影响楼房美观，市容整洁；影响火灾救援通道；
7、给犯罪分子提供了便利的翻越条件；时间久了会有高空坠物的危险等。所以作为新一代的智能平安防盗报警器系统就应运而生，并日益受到广泛的重视和运用。另外，为了进一步规*住宅小区智能化建立，建立部特别制定了智能小区的等级标准，按照其要求智能小区中必须具有平安防*、信息管理、物业管理和信息网络等系统。因此，小区平安防*系统建立已逐渐纳入许多小区建立的必备工程中。第2章 系统方案设计2.1 系统总体设计思路本系统由五路热释电红外探测器采集五路门、窗、阳台等报警监测点报警信号，将报警信号送入89C51控制芯片，触发声光报警，并通过串口通信将报警信号传给小区警卫，进展警情处理从而实现家庭用防盗报警系统的功能。根
8、本工作原理如下:利用被动式热释电型红外传感器检测人体辐射的红外线，当检测到红外信号变化时，将其转化为微弱的电信号，经过信号处理电路对电信号进展滤波、放大、比拟、输出高电平作为告警信息送给CPU，CPU判断是否报警，如果满足报警条件，就会发出控制信号，完成声音报警和发光报警。此外，CPU有一个全双工的串行通信口，需通过RS-485总线通信将报警区域的地址传送到小区监控中心的PC机上，监控中心可以及时的发现报警的具体地点，进展警情的处理。2.2 系统方案设计本设计包括硬件和软件设计两个局部。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。电路构造可划分为：热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LC
9、D控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下构造：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图2-1总体设计框图所示：信号处理电路89C51单片机传感器1传感器5复位电路12
10、864液晶显示小区警卫声光报警电路. . . . . .RS485总线时钟电路图2-1 总体设计框图处理器采用51系列单片机89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比拟电路送至门限开关，翻开门限阀门送出TTL 电平至51单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。2.3 传感器简介2.3.1
11、 热释电红外传感器简介被动式红外探测器不需要附加红外辐射光源，本身不向外界发射任何能量，而是由探测器直接探测来自移动目标的红外辐射，因此才有被动式之称。被动式红外探测器是利用热释电效应进展探测的。被动式红外探测器又称为热释电红外探测器，其主要工作原理便是热释电效应。热释电效应是指如果使*些强介电质材料(如钦酸钡、钦错酸铅P(zT)等)的外表温度发生变化，则随着温度的上升或下降，材料外表发生极化，即外表上就会产生电荷的变化，从而使物质外表电荷失去平衡，最终电荷变化将以电压或电流形式输出1。热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动速度，距离，方向有关的低频
12、电信号。当热释电红外传感器受到红外辐射源的照射时，其内部敏感材料的温度将升高，极化强度减弱，外表电荷减少，通常将释放掉的这局部电荷称为热释电电荷。由于热释电电荷的多少可以反映出材料温度的变化，所以由热释电电荷经电路转变成的输出电压也同样可以反映出材料温度的变化，从而探测出红外辐射能量的变化。红外探测器的光学系统可以将来自多个方向的红外辐射能量聚焦在探测器上，这样红外探测器就可以探测到*一个立体探测空间内热辐射的变化。当防*区域内没有移动的人体时，由于所有的背景物体(如墙壁、家具等)在室温下红外辐射的能量比拟小，而且根本上是稳定的，所以不能触发报警器。当有人体突然进入探测区域时，会造成红外辐射能
13、量的突然变化，红外探测器将接收到的活动人体与背景物体之间的红外热辐射能量的变化转化为相应的电信号，电信号的大小，决定于敏感元件温度变化的快慢，经过后级比拟器与状态控制器产生相应的输出信号U，送往报警器，发出报警信号。红外探测器的探测波长为814um，人体的红外辐射波长正好处于这个*围之内，因此能较好的探测到活动的人体。被动式红外探测器属于空间控制型探测器，其戒备*围在不同方向呈多个单波束状态，组成锥体感热区域，构成立体戒备。由于被动式红外技术具有监测距离较远，灵敏度较高，节能价廉等优点，本课题采用红外探测器作为报警探测器，并在设计中增加了自动声光报警的功能，使报警系统更加趋于完善。2.3.2
14、热释电红外传感器电路图热释电红外线(PIR)传感器是80年代开展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。图2-2为热释电红外传感器的内部电路框图。图2-2 热释电红外传感器的内部电路框图2.4 51系列单片机的内部组成AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器EPROM和128 bytes的随机存取数据存
15、储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器CPU和Flash 存储单元，功能强大。AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域2。MCS-51单片机是在一块芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O线等一台计算机所需要的根本功能部件。MCS-51单片机内包含以下几个部件： MCS51系列单片机的典型芯片是89C51，所以以89C51为例来介绍MCS51系列单片机。8 位的 CPU，片内有振荡器和时钟电路,工作频率为112MHzAtmel 89C*为024MHz 片内有 128/256字节 RAM 片内有 0K/4K/8K字节 程序存储器ROM 可寻址片外 64K字节 数据存储器RAM 可寻址片外 64K字节 程序存储器ROM 片内 21/26个 特殊功能存放器SFR 4个8位 的并行I/O口PIO 1个 全双工串行口SIO/UART 2/3个16位 定时器/计数器TIMER/COUNTER 可处理 5/6个中断源，两级中断优先级 内置1个
