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1、淮北师范大学2016届学士毕业论文 基于单片机的防盗报警系统学士学位论文基于单片机的防盗报警系统学院、专业 物理与电子信息学院 电子信息工程 研 究 方 向 单片机的应用 学 生 姓 名 学 号 指导教师姓名 指导教师职称 讲 师 2016 年 4 月 15 日基于单片机的防盗报警系统淮北师范大学物理与电子信息学院 235000摘要 本次的毕业设计是基于51系列的单片机STC89C52所进行设计的防盗报警系统的模型，该系统模型基本上可以实现防盗报警系统在日常生活中的使用功能。本防盗报警系统模型大致有三个主要模块，包括单片机最小系统模块、红外人体感应模块、电机控制模块。其能够实现基本功能包括两个
2、，一是紧急手动报警功能，二是布防自动报警功能。该系统手动报警功能主要通过按键控制电平，将紧急报警信号以电信号的形式发送至单片机，单片机则在接收到信号的同时通过驱动信号控制蜂鸣器报警；自动报警功能的实现，主要是通过热释电红外传感器将感应到的红外信号转换为电信号发送至单片机，单片机控制报警。此外，大内存，高速率，通用性，价格便宜等单片机的特性也在该设计中得以体现。关键词 防盗报警 STC89C52单片机 红外感应 Anti-theft Alarm System Based on SCMYang ChaoSchool of Physics and Electronic Information, Hu
3、aibei Normal University, 235000Abstract The graduation project is based on the anti-theft alarm system STC89C52SCM model, achieve the daily anti-theft alarm using basic functions. The system includes a module smallest single-chip system module, infrared body sensor module, motor control module. To a
4、chieve the basic functions, including emergency manual alarm function, laying automatic alarm function. The system primarily through manual alarm function keys to control the level of the emergency alarm signal is sent to the microcontroller in the form of an electrical signal, the microcontroller i
5、n the received signal at the same time by driving control signal buzzer alarm; automatic alarm function primarily through infrared sensors the sensed infrared signals into electrical signals sent to the microcontroller, the microcontroller controls the police. In addition, large memory, high speed,
6、versatility, inexpensive microcontroller such characteristics are reflected in the design.Keywords: Anti-theft alarm；STC89C52 SCM；Infrared sensors目 录1 绪论11.1课题研究的背景及意义11.2课题研究的现状及其发展趋势12 方案论证32.1设计目标32.2系统总体设计方案论证与选择33系统硬件设计53.1设计原理及方法53.2热释电红外传感器53.3主机部分63.4蜂鸣器报警电路的设计93.5键盘电路93.6总电路连接图104系统软件设计114.
7、1主程序设计114.2键盘扫描程序设计124.3中断程序设计125结论135.1电路仿真及调试135.2总结13参考文献15致谢16附录17程序清单：17I1 绪论1.1课题研究的背景及意义随着当今科技的不断进步和经济的持续发展，人们生活水平得到了极大的提高，家庭私有财富的积累也愈加丰厚。但由此也产生了很多问题，经济迅速发展的同时，城乡、区域收入差距加大，流动人口也迅速增加，盗窃、入室抢劫等案件频发，让人们对拥有一个安全的空间尤其渴望。人们迫切地需要能够有个更加可靠稳定的防盗装置，以此来让自身的人身及财产安全得到更加周全的保障。就在这个时候，一个安全、稳定、持久的自动防盗报警系统也就适时地出现
8、了。随着传感器技术，集成电路以及微处理器等技术的成熟，自动防盗报警技术及其应用范围将更进一步发展，其在社会发展中也将发挥出不可或缺的作用。在最近三十年左右的时间里，自动控制技术，尤其是微电子控制技术领域以极其令人吃惊的速度得到了飞速的成长。目前，微电子控制技术已经在我国的工业制造领域、农业生产领域以及国防科研领域等方面起到了不可替代的作用。近年来，随着人们对于单片机技术越来越成熟的运用，单片机也出现在了愈来愈多的数字化智能设备中，作为数字化智能设备的核心部件存在于其中。作为近些年来民众关注的热点，我们国家在防盗报警系统领域的发展，也在微电子技术的不断成长中也取得了长足的进步。本次设计使系统的整
9、体体积缩小，对提高系统的隐蔽性、运行的稳定性及增加设备的耐用性有明显的成效；除此之外，单片机所拥有的出色的运算能力和优良的扩展性等这些特性，可以让报警更加地可靠与智能化。而以上这些优点，都让本次毕业设计所设计的基于单片机的自动防盗报警系统的模型具有更加实用的价值和发展的前景。1.2课题研究的现状及其发展趋势1.2.1防盗报警系统的现状所谓防盗报警系统，就是利用机械原理或者是电子技术，在工作状态下能够自动检测预先设定的需要监控的地带内的人类非法闯入行动，一旦发现到有人类非法的闯入行为，就会发出警告信号提示相关人员，并且将被闯入的位置报告给相关人员，同时显示与被闯入行为相对应的应对方法的系统。这种
10、系统广泛应用于家庭，仓库以及店铺等需要防盗的区域，其种类繁多。就目前市面上来看，几种常见的报警系统都存在或多或少的不足，例如误报、检测范围不够大、成本过高，使用寿命短等。1.2.2 防盗报警系统的发展趋势通过综合分析防盗报警系统产品在近年来的发展状况以及防盗报警系统在国内外市场上的需求，防盗报警系统的发展趋势总的来说，是趋向于整体的更加微小型化、系统更加模块化、电路更加集成还有操作更加便捷易上手；在技术性能的趋势上，主要是在运行过程中速率快、稳定性好、可靠性高、使用寿命长；在功能趋势上，大体是将报警方式与个人智能终端更加科学化和现代化的结合；在应用性能趋势上，则是更加趋向于系统的全面性和组合性
11、。2 方案论证2.1设计目标本次毕业设计预计的设计目标是设计制作完成一个自动智能防盗报警系统的装置。该装置应具备以下功能： 紧急状态下，按下一键报警键，装置发出声响，提示报警； 下布防键，预留20s时间供人员撤离。20s之后，系统进入布防状态，此状态下，一旦装置检测到人体入侵，迅速发出声响，提示报警设置报警终止，在紧急报警状态下和自动报警下可以用按键控制，停止装置报警。2.2系统总体设计方案论证与选择防盗报警系统报警的工作原理：在紧急情况下，按下一键报警键启动紧急报警模式，按下按键时改变电平，并在同时将入侵警报信号传送至单片机，然后单片机根据预先设定好的程序驱动蜂鸣器以发出声响来达到报警目的，
12、提示有紧急非法入侵行为发生。在布防的状态下，如果是未探测出陌生人入侵的情景，则热释电红外传感器的输出端就会输出低电平；一旦探测到陌生人入侵时，则输出高电平，并在同时将信号传入单片机，驱动蜂鸣器报警，提示有人非法闯入布防区域。一键紧急报警部分与自动布防报警部分共同构成本次毕业设计中一个完整的防盗报警系统。根据工作原理预先构想两套设计方案：方案一：利用短信通知和通过互联网通知警方的系统来实现布防区域的防盗报警，主要模块有控制主机、入侵检测器、信号发射器。当检测到发生入侵行为时，将被闯入的信息立即以短信的形式发送到预先设定好的手机中，与此同时，通过网络向110指挥中心报警，并在报警指挥中心显示被入侵
13、的方位以及时间，可以让警方的出动更加具有效率。本方案可以将防盗报警系统与现代化的智能终端联系起来，报警更加精准和方便。但这一方案也有一定缺陷，其缺点是：电路较为复杂，编程难度较大，完成起来较为不易等。方案二：利用传感器对于人体的感应能力，检测需要防止被盗的布防区域的入侵行为，一旦检测到入侵行为的发生，就将信号传入控制芯片，控制芯片则同时控制蜂鸣器发出声响鸣叫和警报灯闪烁启动报警。由于现在较为成熟的单片机技术，以及其所具备的功能也很强大，足以满足本次防盗报警系统的设计需求，且软件的编程和硬件的制作实现起来较为简便易行，其所具备的功能效果也更加简单有效。通过全面对比以上两种方案的优缺点，在本次毕业
14、设计的具体要求下，综合考虑防盗报警系统的实用性、可行性以及成本等因素的前提下，最终选择了第二套设计方案来实现本次毕业设计（即防盗报警系统模型）的设计目标。3系统硬件设计3.1设计原理及方法此次防盗报警系统硬件部分设计的系统框图如图1所示，图1 硬件系统的总体设计框架 3.2热释电红外传感器数据采集部分最重要的模块就是传感器。经过多方面的综合对比，我们最终选择了热释电红外传感器来作为此次的毕业设计中所使用的用来感应人体非法入侵防盗布控区域的传感器。传感器的原理：在我们生活的统一的客观物质世界中，客观存在的有形体的物质只要是高于绝对零度，无一例外都存在红外光谱情况，而该物质自身所具有温度的不同，则
15、会导致其辐射出的红外线波长也不同，所以我们可以根据这种独特的性质让热释电红外传感器用一种不直接接触的形式来测定特定的温度所对应的特定的红外波长，并将其应用到防盗报警系统中。传感器开始运行后，人的身体所发出的特定波长（约为910微米）的红外线透过菲涅尔透镜被传感器上的感应部分检测到。作为传感器的重要元件部分，菲涅尔透镜有两个非常重要的作用，一是利用其所具有的特别的光学方面的原理，在感应区域形成一个来回变换的“盲区”和“灵敏区”的特殊区域，一旦出现人体经过传感器的情况时，其身体所发出的特定波长的红外线就交替不断地从这两个区域来回通过，可以提高传感器的感应灵敏度；第二个作用则是菲涅尔透镜的滤光片仅允许波长为7微米10微米的红外线，正好适用于人体所发出的红外的探测，可以极大地减少系统装置的误报率。传感器工作电路原理如图2所示，电容C
