《传感器原理与应用》课程设计报告-基于热释电传感器的防盗系统汇.doc

《传感器原理与应用》课程设计报告 题目： 基于热释电传感器的防盗系统 专 业： 电子信息科学与技术 2011年7月3日 前言 2 一、系统概述 2 1.1 系统的组成 2 1.2 系统的处理方法及工作原理 3 二、红外探测器 4 2.1 热释电传感器 5 2.1.1敏感元件 5 2.1.2滤光片 6 2.1.3场效应管和高阻值Rg 6 2.1.4菲涅尔透镜 7 三、系统的硬件电路设计 8 3.1 信号检测放大电路 8 3.2 A/D转换模块 9 3.2.1 MAX197 9 3.2.2内部采样模式的数据转换时序 12 3.2.3 MAX197与单片机硬件接口设计 12 四、G18 GSM通讯模块 13 4.1 G18的简介 13 4.2 G18与89C52的接口电路设计 14 4.3 89C52控制G18收发短信息的软件流程 15 五、 小结 17 前言 随着社会的发展，农村城镇化和人员流动性增大，社会治安善更趋复杂，因此作为社会的基本单元——家庭的防范问题就显得变尤其重要。传统的机械式（防盗网、防盗窗）家居防卫在实际使用中暴露出一些隐患，正如国务院下达的《关于住宅小区禁止安装防盗的建议》中指出，防盗网带来的问题：（1） 影响楼房美观，市容整洁；（2）影响火灾救援通道；（3）给犯罪分子提供便利的翻越条件；（4）时间久了会有高空坠物的危险；（5）压抑人性自由。所以作为高科技的家居安全防盗报警系统就应运而生，并日益受到广泛的重视和运用。另外，为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设都特别制定了智能小区的等级标准，按照 其要求智能小区中必须具有安全防范信息管理、物业管理和信息网络等系统。因此小区安全防范系统建设已逐渐纳入许多小区建设的必备项目中了。 一、系统概述 家居安全报警系统一般通过有线网络传输和无线公用网络传输两种传输方式。通过铺设专用线路网络来构成报警信息的传输，其优点是系统专用化，信息传输不受外界因素的干扰，做到专线专用。缺点是铺设镉工程量大，前期投资高，扩容困难，不适用单家独户，必须由社区或公安部门的接警中心来控制，传输线路易遭到破坏。所以此种系统只适合工程安装，不适用终端时常推广。无线网络传输是用电波发射的办法来传输信息，具有较强的抗破坏性，传输速度快的优点，肯不影响住户原有的装饰美观。特别利用公共网络（如电话网、宽带网）进行信息传输有其十分优越的条件：（1）借助电信网络可实现零投入；（2）可联网也可单独使用，这是有线网络传输无法比拟的。当然这种方法也有缺陷，如用电池供电可能产生误报，易受环境局限影响传输效果，电话线被剪无法传输等，但这些缺陷通过技术处理还是可以解决的。 1.1 系统的组成 通过上述的描述，综合考虑报警系统的及时性和可靠性，本系统采用热释电红外传感器来设计信号收集模块，将收集到的模拟信号进行整形放大，再经过MAX197模/数转换模块转换成数字信号，进入单片机处理，通过G18无线通信模块实现给公安部门和用户通信报警，基本的系统框图如图1-1所示。 图1-1 系统的结构框图 1.2 系统的处理方法及工作原理 本系统采用热释电红外传感器进行收集信号，为了收集的信号准确无误，设计了多路信号采用的模式。在采集信号时，用三个热释电探测器并列，当探测器同时检测出两个及两个以上的信号时，才向处理模块发送信号，进行信号处理，这样提高了信号采集的准确度。在信号处理部分，以STC89C52单片机作为处理芯片，以串口的方式作为通信的方式，向GSM通信模块发送控制指令。GSM通信模块采用G18 GSM短信模块，它是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM短信模块，支持数据、语音、短消息和传真。使用AT命令控制GSM模块，以电话、短信等方式向用户或者公安部门报警。本系统的最小系统如图1-2所示。 图1-2 最小系统 二、红外探测器 红外辐射技术在最近40多年中已经发展成为一门新兴技术科学。培训的广泛的领域中，特别是在科学研究、军事工程和医学方面起着极其重要的作用。例如红外制导火箭、红外成像、红外遥感等。红外辐射技术的重要工具就是红外辐射传感器，它是遥感技术、空间科学等的敏感部件。 红外辐射就是指辐射波长为1.0~1000um的红外光。红外光是太阳光谱的一部分。红外光的最大特点就是具有光热效应，能辐射热量，它是光谱中最大光热效应区。红外光处在光谱中可见光之外，它是一种不可见光。红外光与所有电磁波一样，具有反射、折射、吸收等性质。红外光在真空中的传播速度为3.8×10m/s。红外光在介质中传播会产生衰减。红外光在金属中传播衰减很大，但红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料，大部分液体对红外辐