基于51单片机的家用防盗报警系统设计.docVIP

黑龙江科技学院 09号 姓 名 刘继红 指导教师 孙鹏 成 绩 电气与信息工程学院 课程设计报告说明 一、写报告前，请认真阅读《课程设计报告说明》。 二、打印装订要求 1、一律用A4纸，双面打印，并左侧装订，一式1份，并同时上交电子版（电子版上传邮箱123244441@）。《课程设计报告说明》页也打印。 2、课程设计概述部分占一页；课程设计内容长度根据实际需要填写；结论和指导教师评语及成绩单独占一页。保证打印格式工整。 三、报告内容要求 1、课程设计目的结合实际自己写，不要雷同 2、课程设计要求按下发的设计题目写 3、课程设计原理简要说明所完成课程设计项目所涉及的理论知识 4、课程设计内容 这是报告极其重要的内容。画出流程图再配以相应的文字说明。 图1 热释电红外传感器内部的热释电晶体具有极化现象，并且随温度的变化而变化。当恒定的红外辐射照射在探测器上时，热释电晶体温度不变，晶体对外呈电中性，探测器没有电信号输出，因而恒定的红外辐射不能被检测到。当交变的红外线照射到晶体表面时，晶体温度迅速变化，这时才发生电荷的变化，从而形成一个明显的外电场，这种现象称为热释电效应。由于热释电晶体输出的是电荷信号，不能直接使用，需要用电阻将其转换为电压形式，该电阻阻抗高达10000兆欧，故引入N沟道结型场效应管接成共漏形式（即源极跟随器）来完成阻抗变换。 本设计采用的是双探测元件热释电红外传感器，其结构示意图如图2所示。该传感器将两个特性相同的热释电晶体逆向串联，用来防止其他红外光引起传感器误动作。另外，当环境温度改变时，两个晶体的参数会同时发生变化，这样可 以相互抵消，避免出现检测误差。 为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10到20米范围内人的行动。菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地 交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强其能量幅度。 二、课程设计内容 本系统以ATMEL公司的AT89S52单片机为控制核心，采用Hamamatsu Corp公司的P2288热释电红外传感器。硬件电路包括：信号检测及放大电路、键盘控制、报警。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、、本地报警等功能。 框图如图3所示： 图3 设定报警部分为本系统主体工作部分，即实时监控房内安全情况，在软件上表现为主循环，当有铃声信号或设定信号时才中断去执行相应操作。在此我们需要对人体的红外辐射敏感并且抗干扰的传感器，为此我们选用被动式红外传感器，并在它的辐射照面覆盖特殊的菲涅尔透镜，使环境的干扰受到明显的控制作用。设定部分的功能是存储入侵时间，为了降低系统成本，采用数码管显示。 当红外线人体检测电路检测到有人入侵时，信号会被放大传给单片机，单片机会控制发出声光报警、通过RS-485串行通信通知小区保安室、驱动电机自动关闭窗口、存储当前入侵时间并显示出来。当小区保安到达后手动复位即可实现消除报警。 信号检测电路 红外传感器信号检测电路如图4所示。 图4 配以菲涅尔透镜抗阻匹配用场效应管组成的热释电红外传感器P2288，以非接触方式检测出来自人体的红外辐射并将其转换成电信号。P2288的1脚为电源引脚接+5V电源，2脚为输出引脚，3脚接地，有效探测范围在10m左右。在正常状态下，若没有人员的活动，P2288的2脚没有输出，处理电路的输出端口保持低电平；若在其探测范围内有人员的活动，则P2288的输出引脚就输出一个微弱的电流，经R1转化成电压值加在一个单管共射放大电路的输入端，经放大后送至LM324组成的比较器，产生一个高电平输出。 单片机工作的最小系统电路 如图5所示，单片机工作需要系统时钟电路、复位电路及+5V供电。 图5 选用ATMEL公司的AT89S52单片