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热释电人体感应红外报警器设计制作.doc.doc

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.92M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    一、引言
    二、设计任务分析
    三、技术方案的详细设计（实施）
    3.1本系统的设计方案
    3.1.1系统概述
    3.2硬件电路设计
    3.2.1红外感应部分
    3.2.1.1 电源模块
    3.2.1.2 热释电传感器
    3.2.1.3 菲涅耳透镜
    3.2.1.4 BISS0001芯片简介
    3.2.1.5 信号采集处理模块
    3.3单片机部分
    3.3.1 AT89S52单片机简介
    3.3.2 单片机最小系统
    3.3.3按键控制电路
    3.3.4指示灯和报警电路
    3.4软件的程序实现
    3.4.1主程序工作流程图
    3.4.2中断程序工作流程图
    3.5硬件调试及调试中遇到的问题
    3.6软件调试及调试中遇到的问题
    四、总结评价
    致谢
    参考文献
    附件一：总体原理图设计
    附件二：实物图
    附件三：程序源代码
    附录四：元件清单
    摘 要 随着人们生活水平的不断的提高，入室抢劫时有发生，尤其是在现在化技术高度发展的今天，犯罪 更趋于智能化，手段更隐蔽，所以采用电子技术、传感技术和计算机技术为基础的安全防范技术的器材 设备，并将其构成一个系统，将发挥最大的功能做作用。由于红外线是不见光，有很强的隐蔽性和保密 性，因此在防盗、警戒等安保装置中等到了广泛的应用 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，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模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、 LED 控制模块等部分组成。处理器采用 51 系列单片机 AT89S52，程序使用 C 语言编写，用 Multisim 仿真软件进行仿真。整个系统是在系统软件控制下工作的。 关键字：热释电红外传感器、AT89S52、红外线
    此处写论文题目 目 录 一、引言 .........................................................................................................................................................3 二、设计任务分析 ........................................................................................................................................ 3 三、技术方案的详细设计（实施）............................................................................................................ 4 3.1 本系统的设计方案 .......................................................................................................................... 4 3.1.1 系统概述 ............................................................................................................................. 4 3.2 硬件电路设计 .................................................................................................................................. 4 3.2.1 红外感应部分 ....................................................................................................................... 5 3.2.1.1 电源模块 ................................................................................................................... 5 3.2.1.2 热释电传感器 ........................................................................................................... 5 3.2.1.3 菲涅耳透镜............................................................................................................... 6 3.2.1.4 BISS0001 芯片简介 ...................................................................................................6 3.2.1.5 信号采集处理模块 ............................................................................................... 10 3.3 单片机部分.....................................................................................................................................11 3.3.1 AT89S52 单片机简介......................................................................................................... 11 3.3.2 单片机最小系统................................................................................................................ 11 3.3.3 按键控制电路 ..................................................................................................................... 12 3.3.4 指示灯和报警电路 ............................................................................................................. 12 3.4 软件的程序实现............................................................................................................................ 13 3.4.1 主程序工作流程图 ............................................................................................................. 13 3.4.2 中断程序工作流程图 ....................................................................................................... 14 3.5 硬件调试及调试中遇到的问题.................................................................................................... 15 3.6 软件调试及调试中遇到的问题.................................................................................................... 16 四、总结评价 ...............................................................................................................................................16 致谢 ...............................................................................................................................................................17 参考文献 .......................................................................................................................................................17 附件一：总体原理图设计.......................................................................................................................... 18 附件二：实物图...........................................................................................................................................20 附件三：程序源代码.................................................................................................................................. 20 附录四：元件清单 ...................................................................................................................................... 25 2
    丽职院机电信息分院毕业设计 一、引言 随着科技的提高，电子电器飞速发展，人民生活水平有了很大提高。各种高档家电和贵重物品为 许多家庭所拥有。然而一些不法分子也越来越多。这点就是因为不法分子看到了大部分人防盗意识不 够强所造成的结果。因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警系统这时为人们解决了 大部分问题。但是市场上的报警系统大部分是适用于一些大公司的重要机构。其价格昂贵，使普通家 庭难以承受。如果设计一种价格低廉，性能可靠、智能化的报警系统，必将在私人财产的防盗领域起 到巨大作用。由于红外线是不可见光，隐蔽性能良好，因此在防盗、警戒等安保装置中被广泛应用。 而本设计的电路包括硬件和软件两个部分。硬件部分包括红外感应部分与单片机控制部分，整个系统 电路可划分为：电源接口部分、信号采集处理、单片机控制电路，而单片机控制由最小系统和指示灯 电路、报警电路等子模块。主要工作由热释红外感应器完成信息采集、处理、数据传送经过单片机功 能设定到达报警模块这一过程。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元。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 件是主要是工作的程序通过编写程序来控制输入的信号。 二、设计任务分析 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 AT89S52 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。 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。 3
    此处写论文题目 三、技术方案的详细设计（实施） 3.1 本系统的设计方案 3.1.1 系统概述 1.系统设计简介 本系统采用了热释电红外线传感器，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，便于多用户统 一管理和用户操作。 为了探测移动人体，通常使用双元件型热释电红外线传感器，在这种传感器内部，两个灵敏元件 反相连接，当人体静止时两元件极化程度相同，互相抵消。但人体移动时，两元件极化程度不同，净 输出电压不为 0，从而达到了探测移动人体的目的。 该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块化分为数据采集、键盘控制、报警等模块子函数。电 路结构做成可划分为：热释电红外传感器、家庭智能报警器、单片机控制电路、LED 控制电路及相关 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，软件组成的系统，软件是各种工作程序的总称。 3.2 硬件电路设计 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：红外感应部分、AT89S52 单片机、报警系统三 大部分。电路总原理图如图 3-1 所示： 4
    丽职院机电信息分院毕业设计 时钟电路 复位电路 按键控制 红外线传感器 LED 指示灯 AT89S 52 单片机 报警电路 图 3-1 总体设计框图 处理器采用 51 系列单片机 AT89S52。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 AT89S52 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。 3.2.1 红外感应部分 3.2.1.1 电源模块 本系统电压为 4.5v 左右，直接接 3 个 1.5V 的直流干电池提供电源，然后用导线连接电源接口模 块。还有这种设置就是为了滤波提高电源质量，加一个 LED 指示灯，当电路接通时 LED 指示灯就亮了， 可以清楚看到板子是否供电。如图 3-2 所示电源原理图。 图 3-2 放大电路图 3.2.1.2 热释电传感器 热释电红外传感器(简称 PIR)是 80 年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。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，如作电源开关控制、防盗防火报警、自动览测等，人体辐射的红外线中心波长为 5
    此处写论文题目 9~10--um，而探测元件的波长灵敏度在 0.2~20--um 范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装 有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为 7~10--um，正好适合于人体红外辐射的探测， 而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器， 本传感器是整个系统的关键，只有本传感器才能感应到人体红外线。如图 3-3 所示。 图 3-3 热释感应传感器 3.2.1.3 菲涅耳透镜 菲涅耳透镜片相当于热释感应传感器的“眼镜”，它和人的眼睛一样的作用，配用得当与否直接 影响到使用的功效，配用不当产生错误的动作，致使用户或者开发者对其失去信心。它的作用是有效 的将探测到空间的红外线集中到传感器上，菲涅耳透镜根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距 离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。如图 3-4 所示为菲涅耳透镜模型图。 图 3-4 菲涅耳透镜 3.2.1.4 BISS0001 芯片简介 BISS0001 是一款传感信号处理集成电路，只要热释感应器把红外线接收到信号传输到 BISS0001 里 进行信号处理，它本身静态电流极小，工作电压在 3V—5V 之间，当工作电压为 5V 时输出的驱动电 流为 10MA。配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式热释电红外传感器，广泛用于 安防，自控等一些领域，它是有 16 个管脚组成的一种集成块。如图 3-5 所示为 BISS000 集成芯片 的内部框图，管脚功能说明如表 1 所示。 6
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