单片机红外防盗报警器课程设计详解:热释电传感器与51系列应用

需积分: 5 0 下载量 15 浏览量 更新于2024-06-30 收藏 439KB DOC 举报
本篇文档是关于基于单片机的防盗报警器课程设计的改良样本,主要针对电子报警系统中单片机控制技术的应用。随着社会对安全保障需求的增长,红外技术因其不可见光特性,成为现代安防系统的关键组成部分。热释电红外传感器被选为本系统的探测元件,其优点包括制作简易、成本低、安装便捷,且具有高灵敏度、抗干扰性强和安全可靠的特点。 系统设计包含硬件和软件两大部分。硬件部分构建了单片机控制电路(如AT89C51 51系列单片机),红外探头电路,驱动执行报警电路,以及LED控制电路。单片机作为核心控制器,负责整个系统的运行和处理信号。软件设计则涉及到模块化编程,如数据采集模块、键盘控制模块和报警模块,使得操作更为简便。 系统的主要功能是当用户外出时,可以设置防盗模式,红外传感器会持续监控。一旦有人非法入侵,传感器会检测到人体活动并将红外光谱转化为电信号,经过放大和比较电路,触发门限开关,将信号传输给单片机。单片机接收到信号后,经过处理驱动报警电路,触发警报,以便及时通知用户采取行动。 红外线的隐蔽性使得系统能够在不引起注意的情况下进行监控,特别适合在公共场所或家庭安全防范中使用。设计的关键在于准确判断入侵者并扩大防护范围,同时确保系统的稳定性。此外,热释电红外探测器因其性价比高和技术性能稳定,深受用户和专业人士青睐,被广泛应用于电子防盗和人体探测等领域。 这份课程设计不仅涵盖了单片机技术在防盗报警中的实际应用,还突显了红外传感器在其中的重要角色,以及如何通过智能化的软件设计提高系统的实用性和安全性。
2023-02-27 上传
基于单片机的防盗报警器课程设计报告 基于单片机的防盗报警器课程设计 摘 要: 基于社会安全保障的需要,电子报警这门综合技术的正在不断的发展。与此同时 ,红外技术已成为先进科学技术的重要组成部分,由于红外线是不可见光,因此用它 进行红外探测监控,具有良好的隐蔽性,白天和黑夜都可以使用,而且其抗干扰能力 强。防盗报警系统利用单片机控制技术,自动探测发生在布防区内的侵入行为,产生 报警信号,一旦发生突发事件,就会向人们发出报警提示,从而让人即使采取应对措 施。本系统采用了热释电红外传感器,它的制作简单、成本低、安装比较方便,而且 防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽,不 易被盗贼发现,同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信,便于多用户统 一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外 探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机 AT89C51,整个系统是在系统软件控制下工作的。因此在防盗、警戒等安保装置中得 到了广泛的应用。此外,在电子防盗、人体探测等领域中,热释电红外探测器也以其 价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。 关键词:单片机;红外传感器;数据采集;报警电路 1 设计任务与要求 (1)该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等 模块子函数。 (2)本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED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。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模 块等部分组成。 (3)系统可实现功能。当人员外出时,可把报警系统设置在外出布防状态,探测器工 作起来,当有人闯入时,热释电红外传感器将探测到动作,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、比较电路送至门限开关,打开门限阀 门送出TTL 电平至AT89C51单片机,经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声[1]。 (4)红外线具有隐蔽性,在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有 人出入。此类装置设计的要点:其一是能有效判断是否有人员进入;其二是尽可能大地 增加防护范围。当然,系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。至于报警可采 用声光信号。 2 方案设计 2.1 总体设计思路 本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模 块。电路结构可划分为:热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED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结构: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总体设计框图 所示: 图2总体设计框图 处理器采用51系列单片机AT89C51。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、比较电路送至门 限开关,打开门限阀门送出TTL 电平至AT89C51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[4]。 2.2 具体电路模块设计 2.2.1 热释电红外传感器原理 本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图 3所示, 在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压,同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检 测到人体移动信号时,电荷信号经过FET放大后,经过C2,R1的稳压后使输出变为高电位 ,再经过NPN的转化,输出OUT为低电平。 图3 热释电红外传感器原理图 2.2.2 放大电路的设计 如图4所示为最基本的放大电路,Vi是输入电压信号,Vo是输出放大的电压信号。 图4 放大电路图 2.2.3 时钟电路的设计 XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器 。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件