专题讲座资料(2021-2022年)单片机红外线报警.doc
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1、河南工业职业技术学院毕业论文毕业设计报告书设计题目:单片机控制红外报警系统系部:电子工程系专业:应用电子技术班级:应用电子 0901学号:0503090107姓名:崔建磊指导老师:杨云2011 年 11 月 20 日河南工业职业技术学院毕业论文I摘要本系统是基于 AT89s52 单片机控制的红外线防盗报警器,主要由红外线发射部分、红外线接收部分、单片机以及声光报警部分组成。可通过发射电路发射的红外线被遮挡时控制报警系统报警,通过单片机控制报警电路的运行,并能同时进行声光报警,用红外线收发管进行检测,安装隐蔽,不易被发现;探测信号采用脉冲信号,节能且抗干扰。系统可以探测到一定范围内的人的闯入,可
2、以应用在安防范围比较确定的情况下。采用这种方法设计的防盗报警器具有成本廉价和探测效果好的优点,有着广阔的市场前景。关键词:单片机;红外线防盗报警器;声光报警ABSTRACTThe system is a infra-red anti-theft alarm controlled by single-chip AT89S52,includinginfra-red part of the launch,part of the infrared receiver,microcontroller,as well as part of soundand light alarm.The system wi
3、ll alarm when infrared ray has been blocked,through the single-chipmicrocomputer to control the operation of alarm circuit,and at the same time sound and light alarm,with infrared transceiver test tube,install hidden,can not easily be found;detection signal usingpulse signal,energy-saving and anti-j
4、amming.This system can detect a certain person within thescope of the intrusion,security can be applied to determine the scope of the case.Designed usingthis method of anti-theft alarm and detection in a cost-effectiveness of low-cost best advantages,hasbroad market prospects.KEY WORDS:Single chip m
5、icrocomputer;Infrared anti-theft alarm;Sound and light alarm河南工业职业技术学院毕业论文II目录1绪论.11.1课题研究的意义.11.2课题研究的日的.22整体设计.32.1方案要求:.32.1.1设计要求:.32.2电路结构分析.32.2.1方案比较.32.2.2系统总体框图.42.2.3原理简介:.43基于单片机的红外对管报警系统电路设计.53.1电源.53.2单片机最小系统.53.3声光报警系统.63.4红外发射电路.73.4.1发射电路.73.4.2脉冲形成电路.73.5红外接收电路.84主要元器件介绍.94.1红外发射二级管
6、与光敏三极管.94.1.1红外发射二极管.94.1.2光敏三极管.114.2NE555.124.2.1此器件主要特:.124.2.2NE555 工作原理:.134.3单片机 STC89C52RC.135整体仿真图.146结束语.15河南工业职业技术学院毕业论文11绪论绪论在一些电影、电视剧中我们常可以看到,有些博物馆等安全性要求比较高的场所,在安防电脑系统的屏幕上面,显示着一根根红线,如果有人进入不小心“触”到了这根红线,那么报警器就会发响。这就是红外线报警器。1.1 课题研究的意义课题研究的意义红外线报警器分主动式和被动式两种【1】。主动式红外线报警器,是报警器主动发出红外线,红外线碰到障碍
7、物,就会反弹回来,被报警器的探头接收。如果探头监测到,红外线是静止不动的,也就是不断发出红线线又不断反弹的,那么报警器就不会报警。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候,探头就会检测到有异常,就会报警。被动式报警器少了一项功能,就是发射红外线。物理学上告诉我们,当物体的温度高于 0 K 的时候,就会发出红外线,换句话说任何物体都能发出红外线【2】。而其后的原理,被动式报警器和主动式是一样的。红外线报警器对温度敏感,温度越高的物体辐射出的红外线越强,当感应到环境中存在高出背景强度的辐射时,就触发报警。主动式红外探测器是由收、发装置两部分组成【3】。发射装置向装在几米甚至于几百米远的接收装置辐
8、射一束红外线,当被遮断时,接收装置即发出报警信号,因此,它也是阻挡式报警器,或称对射式探测器。通常,发射装置由多谐振荡器、波形变换电路、红外发光管及光学透镜等组成。振荡器产生脉冲信号,经波形变换及放大后控制红外发光管产生红外脉冲光线,通过聚焦透镜将红外光变为较细的红外光束,射向接收端。接收装置由光学透镜、红外光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成【4】。光电管将接收到的红外光信号转变为电信号,经整形放人后推动执行机构启动报警设备。主动式红外报警器有较远的传输距离,因红外线属于非可见光源,入侵者难以发觉与躲避,防御界线非常明确。主动式红外报警器是点型、线型探测装置,除了用作单机的点警戒
9、和线警戒外,为了在更大范围有效地防范,也可以利用多机采取光墙或光网安装方式组成警戒封锁区或警戒封锁网,乃至组成立体警戒区。单光路由一个发射器和一个接收器组成。双光路山两对发射器和接收器组成【5】。两对收、发装置分别相对,是为了消除交叉误射;多光路构成警戒面;反射单光路构成警戒区。河南工业职业技术学院毕业论文21.2 课题研究的日的课题研究的日的近年来,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钻为许多家庭所拥有。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
10、十分担忧。现在很多小区都安装了和能报警系统,因而大人提高了小区的安全程度,有效保证了居民的人身财产安全。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。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。其中包括被动式热释电型红外报警器。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,红外线声先报警器等。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
11、系统送入报警控制器发出声、光或其他报警信号【7】。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【8】。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而发挥更加有效的作用。本课题尝试用价格低廉、应用普遍的 AT
12、89S52 单片机控制的电路来设计一个主动式对射式的红外线防盗报警器,期望达到方便、实用的效果。河南工业职业技术学院毕业论文32整体设计整体设计2.1 方案要求:方案要求:设计一套红外发射和接收装置,当有人体或其他物体从中间通过时,发出报警的声音。2.1.1设计要求:设计要求:(1)红外发射和接收之间的距离可以控制在 0.1 米1 米;(2)要能对人体或其他物体遮挡后,能传送给单片机控制;(3)当单片机检测到有遮挡时发出报警的声音;(4)设计分析的总框图一张,硬件电路图一张以上;(5)程序调试环境介绍,源程序清单若干;2.2 电路结构分析电路结构分析根据设计要求红外计数器整个电路可大致分成四个
13、部分:红外线发射电路与红外线接收电路、报警电路、单片机控制电路。2.2.1方案比较方案比较1、方案一:被动式红外报警器采用了美国的传感元件热释电红外传感器.这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号,同时,它还能鉴别出运动的生物与其它非生物.热释电红外传感器既可用于防盗报警装置,也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域.河南工业职业技术学院毕业论文42、方案二:主动式红外报警器该系统以单片机 STC89C52RC 系列为核心,采用红外对管装置,当在一定的时间内检测到光束被遮挡时,由 P2.3 口输出报警信号,驱动声光报警电路进行报警。它的制作简单、成本低、安
14、装比较方便,而且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、灵敏度高。这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现,本系统采用方案二。2.2.2系统总体框图系统总体框图如图 2.1.1 所示:STC89C52RC单片机控制电路红外发射电路红外接收电路声光报警电路图 2.1.1 系统总体框图2.2.3原理简介:原理简介:在该电路中,红外发射管与接收管相对安放,每当被有物体通过时,红外线接收管的输出电压发生一次变化产生一个电压信号并进行第一级放大。这个变化的电压信号再通过检波的信号处理后,送往单片机处理,经单片机控制报警系统是否报警。河南工业职业技术学院毕业论文5红外发射电路(以 NE555 为核心)和红外接收电路(由
15、 NE555 为核心)构成红外检波单元及形成触发电平。有红外光照射的时候,红外接收管输出为低电平;当无红外光照射的时候,红外接收头输出为高电平;采用脉冲控制发射红外线,经过检波,然后通过单片机处理,驱动报警电路。3基于单片机的红外对管报警系统电路设计基于单片机的红外对管报警系统电路设计3.1 电源电源采用 DC+5V 直流电源,也可 USB 供电。3.2 单片机最小系统单片机最小系统电路图如图 3.2图 3.2 单片机控制系统河南工业职业技术学院毕业论文6电路说明:1、该单片机内部有 4 个 8 位并行 I/O 端口(P0,P1,P2,P3),可以实现数据的并行输入输出。2、该单片机内部有时钟
16、电路,只需外接石英晶振及微调电容即可。3、单片机复位条件是:必须使 RST(第 9 引脚)加上持续两个周期以上的高电平。时钟频率为 12MHz,每个机器周期为 1us,则需要加上持续 2us 以上的高电平。R1 取值在 1K 到 10K。3.3 声光报警系统声光报警系统电路图如下图 3.3图 3.3 报警电路当 SPK 段加低电平时 Q5 饱和导通,speaker 发出声响,并且 LED-YELLOW 亮起。河南工业职业技术学院毕业论文73.4 红外发射电路红外发射电路电路图如下图 3.43.4.1发射电路发射电路该电路由红外发射管、三极管以及脉冲形成电路组成。在该电路中,红外发射管 D2 是
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