基于单片机的人体红外感应系统论文

基于单片机的人体红外感应系统

（湖南师范大学物理与信息科学学院）

摘要：本设计是以AT89C52单片机作为控制核心，译码器、锁存器、人体红外传感器、LED（发光二极管）共阴数码管、时钟电路、GSM模块相结合的的监控报警系统。是对人体红外感应模块应用的一个极好例子，具有硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠等特点。

0引言

MCS-51单片机以其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理,众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统,堪称为一代“名机”,在工业测控、通信系统和家用电器控制领域中得到了广泛的应用,提高了生产效率,也提高了各种电器的性能,给人们的生活

和工作带来了很大的便利。

迄今为止,单片机系统和模块主要用于工业控制、科学研究和教学实验等领域,实现各类系统在线信号采集和监控功能。

本文尝试将MCS-51单片机应用在监控系统中。本装置可以检测某一区域内人员的有无，例如应用在对保安人员在岗与否的监测，当保安人员擅离职守时，该装置可以检测到，并记录离开时间，当达到预设时间时该装置可以给上级管理人员发送短信，告知人员离职情况，使管理人员能够对工作人员进行更好的监督管理

1系统总体设计

根据本设计需实现的功能，考虑到硬件电路的复杂性、性价比和软

件实现的难易程度等情况。控制器由传感器模块、控制功能模块、显示功能模块和GSM短信发送模块组成。传感器模块由人体红外感应器构成，控制功能模块由单片机构成，显示功能模块由74LS138译码器、74HC573锁存器和七段数码管构成。

该系统的工作原理如下：系统启动后，检测P3.0口是否为高电平，为高电平说明检测到范围内有人员存在，数码管不显示，当检测到

P3.0为低电平的时，系统进入计时状态，数码管显示时间，该时间即为检测不到人员存在的时间，当到达预设时间（如30分钟）时，单片机控制GSM模块发送短信到指定手机号码，继续计时，再过一个预设时间再发送一次短信，直到检测到P3.0口为高电平或者收到指定短信内容(如A)停止计时同时关数码管。

2系统硬件结构框图

硬件设计采用单片机最小系统,有传感器模块，计时模块，显示模块，GSM模块，控制模块等组成。（如图一）

图一

2.1传感器模块

传感器模块由HC-SR501普通型人体红外感应模块构成。全自动感应：当有人进入其感应范围则输入高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平。输出低电平。

人体红外感应模块的的技术指标如下：

1.工作电压：DC5V至20V

2.静态功耗：65微安

3.电平输出：高3.3V，低0V

4.延时时间：可调(0.3秒~18秒)

5.封锁时间：0.2秒

6.触发方式：L不可重复，H可重复，默认值为H

7.感应范围：小于120度锥角，7米以内

8.工作温度：-15~+70度

9.PCB外形尺寸：32*24mm，螺丝孔距28mm，螺丝孔径2mm，

感应透镜尺寸：(直径)：23mm(默认)

2. 2 控制功能模块

控制功能模块由单片机AT89C52及晶振复位电路构成。AT89C51是一个低电压、高性能CMOS 8位单片机,片内含4 kB 的可反复擦写的读程序存储器( PEROM)和128 B的随机存取数据存储器(RAM) ,器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。AT89C52是个低功

耗高性能单片机, 40个引脚, 32个外部双向输入/输出( I/O)端口,

同时内含2个外中断口, 2个16位可编程定时计数器, 2个全双工串行通信口。AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本复位电路采用按键电平复位方式,通过使复位端电阻和电容与VCC接通而实现。选择的电阻、电容参数适宜与12 MHz的晶振,能够保证复位信号高电平持续时间大于2个机

器周期。本设计的晶振电路采12MHz晶振。HC-SR501普通型人体红外感应模块的信号输出端S通过接到AT89C52的P3.0脚上。（如图二）

图二

2. 3 显示功能模块

显示功能模块由74LS138译码器、锁存器74HC573 和共阴极数码

管HS410561K构成。74LS138的3个输入分别接单片机的P2.2，P2.3，P2.4，8个输出分别接8个数码管的位选线，在显示模块中74LS138用作为位选。74HC573为高性能硅门 CMOS 器件,8个输入接AT89C51的P0口，在显示模块中74HC573作为段选。（如图三）

图三

2.4GSM模块

GSM模块通过串口线与系统连接,当计时电路计时到指定时间的时候单片机通过AT指令控制GSM模块发送短信到指定手机.

3系统软件设计

图四

结束语

本文设计的单片机系统是对人体红外感应模块的一个很好的应用。该系统除用作工作人员在岗与否的监测外，还可以作为防盗报警系统，当主人外出时，如有盗贼闯入住宅，该装置便可及时通知主人及时报警。该系统体积小,成本可以普遍接受，具有很强的实用性和极大的市场推广潜力。

参考文献

谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，2005.

林伸茂.8051单片机彻底研究：基础篇[M].北京：中国电力出版社，2007.

刘文涛，单片机语言C51典型应用设计[M].北京：人民邮电出版社.