红外探测器论文.doc

一、前言： 随着计算机的普及和信息技术的迅猛发展,人们已不满足于传统的居住环境,对家庭及住宅小区提出了更高的要求,智能化被引入家庭及住宅小区,并迅速在世界各地发展起来，住宅小区是否智能化，安防系统是否完备、可靠将成为评价小区的重要指标。家庭防盗也一直是人们所关注的问题，尤其是家庭成员都有工作，一般白天不在家或经常出差的情况，而传统的防盗门窗外看不美观，内住受压抑，防不住盗贼，却网住了自己，使自己和家人感觉住进了“牢笼”，有时也成为了“助盗梯”，易被攀爬。更甚者成为了“夺命网”，使我们火灾也无法逃生。在某些大城市已相继限制其安装，因此新产品问世势在必行。 安防的最好方法,是在不法分子有入侵企图时通过各种警告方式,增加其心理压力,使之主动离开。在警告失效的情况下,可以记录入侵时间、进行现场录音。而门口位置一般是犯罪份子待得时间最长的地方，因此人们首选的是将防盗报警系统安装在门口。 二、总体方案设计： 本系统主要由报警系统和语音服务系统两大部分组成，如图1所示。其中报警系统采用红外传感器作为报警信号采集装置,单片机作为主控制器,语音芯片ISD4004作为报警和语音服务执行装置,键盘和LCD1602显示屏作为人机接口。 系统工作时,红外传感器对门口位置的红外地进行采集,当在警戒范围内出现人体时,检测系统向单片机发送信号。 系统工作状态：1).MASTER AT HOME;(主人在家) 2).ONLY ME AT HOME;(仅我自己在家) 3).BAD LUCK,SOMEONE COME;(不幸，家中来不速之客了) 三、硬件设计 1、防盗探测器 电红外传感器对人体信号进行检测,电红外传感信号专用处理芯片对所采集信号进行初步处理。使其由模拟信号变为数字信号，并传输到单片机上，使单片机进行信号处理。 红外线传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光敏元件,通常将红外线传感器分为热型和光子型两种。热释电红外传感器是利用红外辐射的热辐射作用引起元件本身的温度变化,其探测率、响应速度都不如光子型传感器。但由于热释电型传感器可在室温下使用,灵敏度与波长无关,所以应用领域广。通用性好的热型传感器有热电堆、热敏电阻测辐射热计、高莱管等。其中,利用铁电体热释电效应的热释电型红外传感器灵敏度高,可以广泛地用于民用领域。 语音录放模块 语音录放模块的硬件电路如图4所示。MK1为麦克风,用于录入语音,可完成普通的现场录音。在放音电路中,输出端选用低电压通用集成的功率放大器LM386作为扬声器的驱动电路。 3、键盘显示模块 按键分别为MENU/OK，UP，DOWN三键，使用者可根据自己的情况进行欢迎次和警示语的录入内容；使用LCD1602显示屏进行菜单显示。 四、系统软件设计 软件部分的主要任务是完成对热释电传感器信号处理电路的输出信号进行处理和语音模块录放功能的控制。当主人回家时，系统对防盗门上安装的开关端的电压进行检测（防盗门上安装拨动开关，在钥匙开关门时各按下一次），当有两个脉冲信号输入时，并且信号处理电路的输出状态V0为高电平时，判断为正常开门；当“来着”不安心等待，企图强行破门时，系统将发出警告，并记录犯罪份子入侵前几分钟的录音和入侵时间。通过3个按键实现系统语音的录制，通过程序的设置来实现LCD屏的显示菜单。 系统设置菜单：1).RECORD WEL(Welcome);(录制欢迎词) 2).RECORD ALM(Alarm);(录制警示音) 3).PLAY WEL;(播放欢迎词) 4).PLAY ALM;(播放报警音) 5).PLAY INTRUDE RECORD;(播放入侵记录) 6).Exit.(退出) 基于上述分析,系统软件示意图如图5所示： 六、设计总结 经过实验室测试证明该系统操作简单,方便实用,工作稳定,可靠性好。对于普通家庭很实用,具有较高的推广价值。当在本系统的基础上可以通过增加传感器数目实现多目标检测。 LCD屏显示 模拟信号 红外传感装置 数字信号 信号处理 电路 SPI总线 ISD4004 语音录放 键盘 门铃按钮 MCU 输出 图1 系统结构总体框图 开始 系统设置状态 工作状态 有人入侵 播放警报语音 并录制入侵音频 主人在家 空闲状态 否 是 图5 系统软件示意图