红外家庭防盗报警器设计

长春工业大学人文信息学院

传感器及自动检测

课程设计报告

题目

：

红外家庭防盗报警器设计

学生姓名孙峰杰班

级

140931

系

别自动化

专

业

轨道交通信号与控制

学

号

18指导老师杨帅设计时间2016年12月26日——12月30日

目录

一、设计目的————————————1

二、设计要求————————————1

三、设计步骤————————————1

四、设计心得————————————8

五、程序编程————————————9

六、附录——————————————14

七、参考文献————————————15

一、设计目的

红外线作为一种不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。红外报警器大多数采用国外的先进技术，其功能也非常先进。其功能包括被动式热释型红外报警器，也即是本文将研究的产品。还有红外监控无线报警器，超声波防盗报警器，红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器，触摸式延时防盗报警器，触摸式防盗报警器，红外报警器，红外线声光报警器等。

通过设计进一步掌握传感器的原理与应用，熟悉传感器的测量电路的设计方法。达到根据设计要求，能借助参考书和网络查阅相关资料，独立完成设计任务。

培养学生分析问题和解决实际问题的能力。

二、设计要求

1、可实现非法入侵报警，警戒范围2-10cm，报警反应时间小于1s；

2、放大电路的设计；

3、采用复合式防盗传感器，热释红外传感器和振动位移传感器并接使用，增加报警可靠性；

4、蜂鸣器报警，并能显示出出事地点；

5、采用双电源技术，主电源停电或被切断，被动电源自动工作。

三、设计步骤

1、设计模块

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2-1总体设计框图所示：

图2-1总体设计框图

处理器采用STC系列单片机STC89S52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，经放大电路送出TTL 电平至STC89S52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，当警情消除后复位电路使系统复位。

2、方案设计

系统组成框图如图2-5所示，根据系统拟达到的总体功能，将其划分为以下功能模块：电源电路、热释红外传感器电路、振动位移传感器模块、STC89C51模块、警铃电路等。

图2-2系统组成框图

探测器安装在用户家里需要防范的部位，例如门窗、厨房、卧室等，当系统开机时,一旦有人入侵，与之相应的报警探测器立即向用户端自动报警主机发出

报警信号，接到警情事件后，自动报警主机立即进行确认，确认无误后，进行事件的现场声（蜂鸣器）报警，同时显示出出事位置。

3、模块设计

本系统主要有电源电路、热释电红外传感器电路、振动位移传感器模块、STC89C51控制电路、警铃电路、数码管显示电路部分组成。下面我们将简要介绍传感器技术和单片机技术。

（1）、感应器技术

感应器技术是信息采集技术的第一步，感应器是将能够受到的及按规定被测量的按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指感应器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分，转换元件是感应器中能将敏感元件感受的或响应的感应量转换成始于传输和（或）测量的电信号的部分。

（2）、单片机技术

单片机特点：

所谓单片机就是一块芯片上集成了 CPU、ROM、RAM、定时/计数器和多种I/O 接口电路等而具有一定规模的微型计算机。

STC89C51的特点：STC89C51是STCMEL公司采用CMOS工艺生产的低功耗、高性能8位单片机，与MCS-51单片机兼容，其功能特点为：

▪4K字节闪烁存储器（FLASH）,可进行1000次写、擦除操作。

▪静态操作，外接OHZ-24MHZ晶振。

▪三层程序存储器琐。

▪128字节内部数据存储器（RAM）。

▪32跟可编程输/输出线。

▪两个6位定时/计数器。

▪六个中断源。

▪一个可编程串口。

▪支持低功耗模式和掉电模式。

（3）电源技术

本系统电源电路采用3节1.5v电池来供电

4、主电路设计

报警器的主机采用STC89C51单片机是将中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时/计数器及输入输出接口电路等计算机主要部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

现在世界上已经有很多大公司能够生产单片机，随着超大规模集成电路的迅猛发展，单片机的功能也日渐强大，运算速度日益提高相继出现了32位和64位单片机，但根据实际系统的需要和产品的性价比，本文选用STCMEL公司的8位单片机STC89C51，构成系统的主机。

主机部分的电路原理图如图3-1所示，它由复位电路、震荡电路、蜂鸣器、共阴极7段数码管组成。

引脚P1.0和P1.4分别接到传感器的输出端，用以检测异常情况，以便进行报警处理。

下图中控制单元为STC89C51单片机。

图3-1 主机部分原理图