关于单片机的毕业设计

基于单片机控制的无线防盗系统

摘要

本设计主要目的是建立一个整体的家庭及仓库等重要物品放置地的安防监控系统，主要功能是实时监测一定区域的人体接近状况，并把当前监测状态无线传输到距离在20-30M以内的安装主机的房间中，实现无线的监控，降低了小区或者仓库管理员的工作强度，借此希望小区或工厂的贵重物品安全问题得到有效解决。

系统主要由二个模块组成：一个人体接近动作模块，主要负责实时监控人体接近与否的状态，若人体接近则传感器立即向CPU发送标志数据，CPU接收到传感器数据后马上响应，向模块上的无线发送模块发送数据，无线发送模块接收到数据后以高速的方式向主机模块上的主机发送数据，实现实时监测人体接近与否的功能；一个主机模块，主要负责接收从机监测模块发送来的数据并处理送至液晶显示器显示以及当监测模块达到预设效果产生报警的功能，作为实时监控系统。为了丰富系统的功能和有效的利用系统资源，在主机模块还加入了一个掉电不丢失的精确时钟显示以及用红外遥控控制时间修改和报警解除的功能。

考虑到软件的执行效果和系统整体的稳定性，本设计中的所有软件均在整体和局部的事物电路上调试成功。因此，本次设计的方案具有可行性。

[Ⅰ]

关键字：单片机；

无线传输；

人体接近；

红外遥控

[Ⅱ]

目录

摘要 (Ⅰ)

关键字 (Ⅱ)

前言 (2)

1.功能概述 (3)

2.总体方案 (4)

2.1总体分析 (4)

2.2方案框图 (4)

3.系统构成 (5)

3.1人体接近模块 (5)

3.1.1 STC12C5410AD单片机介绍 (5)

3.1.2 人体感应模块 (6)

3.1.3 NRF24L01无线通信模块 (8)

3.2 主机模块 (12)

3.2.1 1602液晶显示器 (12)

3.2.2 STC89C52RC+单片机介绍 (14)

3.2.3 红外接收头及遥控 (15)

3.2.4 DS12C887 (17)

4.软件设计 (19)

4.1 人体接近动作模块流程图 (19)

4.2 主机模块流程图 (19)

结论 (20)

致谢 (20)

参考文献 (21)

附录 (22)

1.程序代码 (22)

1.1 人体接近模块C代码 (22)

1.2 主机模块C代码 (26)

2.原理图和实物图 (46)

前言

１

随着现代电子技术计算通信技术的迅速发展，有关防盗报警方面的产品愈来愈丰富。尤其红外技术得到了迅猛的发展，红外探测技术已渗透到国民经济的各行各业和人们生活的方方面面。

近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展，人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。

防盗报警系统是在探测到防范现场有入侵者时能及时发出报警信号的专用电子系统，一般由探测器（报警器）、传输系统和报警控制器组成。探测器检测到意外情况就产生报警信号，通过传输系统送入报警控制器发出声、光或其他报警信号。探测器（报警器）的种类很多，按所探测的物理量的不同，可分为微波、红外、激光、超声波和振动等方式；按电信号传输方式不同，又可分为无线传输和有线传输两种方式。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、警戒等安保装置中得到了广泛的应用，这时红外线报警器的简易、灵敏度高为人们解决了不少问题。但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构，价格高昂，一般人们难以接受，如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将为大多数需求者所利用，在人们的防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。

本次设计采用性价比较高的51单片机作为处理器，在加上1602字符型液晶作为显示设备，采用NRF24L01无线传输模块作为主要无线传输模块，辅助采用双元热释电传感器作为检测器件。在微控制器方面，51系列单片机虽然在处理速度上和AVR及ARM等系列单片机有一定差距，但作为8位单片机，51单片机的简单但实用的各种资源决定了它作为低速单片机的主流产品，而本次设计由于对单片机的速度没有特殊的要求，也将此款单片机作为首选控制芯片。在显示器选用方面，由于考虑到数码管只能显示数字和少数简单的字母，达不到显示要求，因此决定采用液晶显示器。又考虑到本次设计中可以精简到不用汉字显示，遂决定选用1602的字符型液晶。此液晶虽不能显示汉字但可以显示全部的数字和英文字母及一些较复杂的字符，内部还存有字符库，编程上非常方便。而在无线传输设备的选用上，NRF24L01这款无线模块内部有6路无线通道，可以实现1对6的无线传输，而且可以低速传入高速发送，非常适合和51系列低速单片机接口连接，而价格方面相对其他的无线模块要低得多。通过对这些主要器件选用的严格控制，有效的减少了该系统的设计成本，虽然在性能上会弱于市面上的系统，但无疑对于家庭和仓库这些对灵敏要求不很高的地方使用，本系统是一个较好的选择。

1.功能概述

２

人体接近模块上的红外热释电传感器在通电后持续监控外部红外线热信号，当在其监控区域范围内产生了一定范围内变化的红外热信号（人体红外信号），热释电传感器将热信号转换为电信号通过其模块电路转化成单片机能区分的电平信号。单片机检测到信号后转化为字符串发送到无线模块上，无线模块接收到数据后转化成数据包高速发送出去并立即转换为接收模式，等待主机发来确认信号，接收到确认信号后确认发送成功，传输模块进入待机模式，等待下一个数据的到来。

主机模块功能由时间产生芯片、显示时间和信号变化的显示器（液晶屏）、报警器件（蜂鸣器）、信号接收装置（无线模块）组成、时间修改装置（红外接收头和红外遥控器）。其中时间芯片能内部产生精准的时间信号，并保存到其内部的寄存器中，单片机读取其寄存器时间数据然后经过处理后发送至显示器显示。无线模块接收到从机模块发送过来的数据后，将人体接近模块的数据存储到无线数据模块中，然后通过SPI总线将数据传送到单片机中，单片机处理数据后送至液晶显示器上显示。如果接收到的数据超过或者达到预设的效果，则蜂蜜器产生报警。红外接收头主要接收红外遥控器通过外部中断发送过来的数据包，然后将数据包送至单片机中，单片机外部中断检测到数据后停止主程序的执行，转向执行中断程序，中断执行完毕后通过返回来的值实现时间的修改和蜂蜜器报警解除等功能。

人体接近无线报警实现过程为：当人体接近到热释电传感器范围内时，传感器检测到信号动作并将信号传入从机模块的CPU中，CPU检测到信号传入便马上通过SPI总线向无线传输模块中发送预设标志数据。传输完毕后，无线模块自动加上地址位、检验位、开始位等打包成一个数据包并在加强模式下高速发送出去。主机模块检测到数据包并确认数据正确后去除发送模块添加的数据部分取出发送来的数据并发送至主机模块的CPU中，CPU检测是否是人体接近信号。判别无误后，CPU向显示器发送显示'F'指令，刷新显示屏的初始化设置的'N'显示并控制蜂鸣器发声，借以通知主机安装房间有人进入检测区域。当主机检测房间监控人员察觉后可以通过遥控键来解除报警，再去处理问题。

另外，主机模块上还附加了一个精确的万年历功能，主机开机后进入显示器自检界面，进入欢迎界面停留后进入时钟显示界面，该界面显示当前年、月、日、时、分、秒、星期并根据当前时间不断进行刷新。该时钟具有两个较为明显的特点：一是采用DS12C887这款时钟芯片来作为时间发生芯片，这款芯片的最大特点是它能在主机断电后持续工作长达10年的时间，而且时间精确度很高；其二是在调节时间日期的功能上取消了原有的用主机键盘调节的模式，改用红外遥控来修改时间，方便工作人员的同时也充分的利用了遥控的资源。

2.总体方案

2.1总体分析

本设计主要主要是实现通过对重要地区的人体接近检测达到人体接近重要地带时放置在重要地方附近的主机系统显示并报警，以及主机系统精确显示当前时间并能通过红外遥控修改当前的时间的功能。整个系统采用单片机作为控制元件，辅助采用人体接近释电模块作为检测人体接近并将信号传入

３