自动报警控制系统毕业论文

第1章 绪 论随着经济的发展，人们对防盗、防劫、防火保安设备的需求量大大增加。针对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行检测和报警的系统，其需求也越来越高。本设计运用单片机技术设计了一新颖红外线防盗报警器。而本设计中的输入部分主要是各种各样的传感器。不同类型的探测器用不同的手段探测各种入侵行为；不同作用的传感器，也可检测出不同类型的情况。本章节主要介绍了本设计的选题背景、课题介绍、本文主要工作、方案论证。选题背景单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护[1]。通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点[2]。当我们考虑的范围广一点：若是在小区每一住户内安装防盗报警装置。当住户家中无人时，可把家庭内的防盗报警系统设置为布防状态，当窃贼闯入时，报警系统自动发出警报并向小区安保中心报警[3]。周界报警系统：在小区的围墙上设置主动红外对射式探测器，防止罪犯由围墙翻入小区作案，保证小区内居民的生活安全[4]。目 录第1章 绪 论 选题背景 课题介绍 本文主要工作 方案选择论证 单片机的选择 显示器工作原理及其选择 液晶显示和数码显示 防盗报警选择传感器的选择 硬件系统总体设计 AT89C51芯片的介绍 引脚功能 结构原理 AT89C51定时器/计数器相关的控制寄存器介绍 MAX708芯片介绍 单片机复位设置 8255A芯片介绍 8255A的引脚和结构 8255的工作方式 8255的控制字 AT89C51与8255的接口电路 显示部分 七段显示译码器 7448译码驱动 单片机与7448译码驱动器及LED的连接 外部地址锁存器 23第3章 检测信号放大电路设计 热释红外线传感器典型电路 红外光敏二极管警灯电路 光敏二极管控制电路 红外线探测信号放大电路设计 光电耦合器驱动接口 集成电路运算放大器 精密多功能运算放大器INA105 低功耗、双运算放大器LM358 34第4章 电源设计 单片机系统电源 检测部分电源 主程序设计 核对子程序设计 中断子程序设计 读数子程序设计 程序设计说明 程序清单 41第6章 调试 安装调试 音响（和继电器）驱动线路具体连接 程序修改 程序执行过程 47结论 48参考文献 49致谢 51原理图 52基于单片机控制的红外防盗报警器的设计[摘要]：随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。 本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89S51。整个系统是在系统软件控制下工作的。系统程序可以划分为以下几个模块： 数据采集、键盘控制、报警和显示等子函数。[关键词]：单片机、红外传感器、数据采集、报警电路。Infrared burglar alarm design controls which basedon the monolithicintegrated circuitAbstract :Along with society's unceasing progress and science and technology,economical unceasing development, the people living standard obtainsthe very big enhancement, to private property protection consciousnessin unceasing enhancement, thus set the new request to the securitymeasure. This design is for satisfy the family type electron securitysystem which the modern housing security needs to present in the market condition equips mainly has the pressure totouch the hair style burglar alarm, the switch electron burglar alarmand the pressure shields light the hair style burglar alarmand so on each kind of alarm apparatus, but these kind of quite commonalarm apparatuses all have some shortcomings. This system used hashotly released the electricity infrared sensor, its manufacturesimple, cost low, installm the antijamming ability strong, thesensitivity high, safe was reliable. This kind of security installmenthiding, was not easily discovered by the bandits and its signal after monolithic integrated circuit systemprocessing the convenience and P the C machine correspondence, isadvantageous for the multiuser unification design designs two parts including the hardware and software. Thehardware partially including the monolithic integrated circuit controlcircuit, infrared pokes head in the electric circuit, the actuationexecution alarm circuit, the LED control circuit and so on the partialcompositions. The processor uses 51 series monolithic integratedcircuits AT89S51, the overall system is works under the systemsoftware control. The system program may divide into following severalmodules: The data acquisition, the keyboard control, reports to thepolice with the demonstration small steelyard words: AT89S51 monolithic integrated circuit, infrared sensor,data acquisition, alarm circuit.目 录1. 绪论 1 前言 设计任务与要求 12. 热释电红外传感器概述 PIR传感器简单介绍 PIR 的原理特性 PIR 结构特性 33. AT89S51单片机概述 AT89S51单片机的结构 管脚说明 主要特性 振荡器特性 AT89S51单片机的工作周期 AT89S51单片机的工作过程和工作方式 AT89S51的指令系统 164. 方案设计 系统概述 总体设计 系统硬件选择 硬件电路实现 软件的程序实现 215. 结论概述 主要结论 结束语 27致谢 28参考文献 29

家用无线防盗报警器摘 要：这套家用无线防盗报警系统，总体设计思路是由入侵探测器、微型报警发射机和无线接收报警控制器两部分组成。防盗入侵探测器和微型无线报警发射机电路通过小磁铁通过外磁场作用，其内部两触点依靠自身的弹力而闭合，微型发射机得电立即发出编码报警电信号。而无线接收报警控制器则是由超再生接收、放大、整形、译码电路及报警信号发生电路组成，ＶＤ５０２７的脚呈高电平时，ＳＣＲ被触发导通，音乐片９５６１因得电而输出报警信号，推动喇叭发声，报警指示灯Ｄ２点亮。首先在引言中介绍了该课题背景、目的、工作原理及它的抗干扰功能、还有它的国内外发展状况以及论文构成和研究内容。第二章详细介绍了主芯片80C51的引脚描述及结构。第三章中论述了红外线报警系统的工作原理以及它的原理图，还有相关元器件的简介。第四章中具体论述了该报警系统的软硬件设计及调试。关键词：防盗入侵探测器、微型无线报警发射机、无线报警接收控制器目 录结论. 16致谢. ................................................ 17 参考文献. 18附录. 19第一章 引言 课题背景及目的 随着社会不断发展，人们的生活水平不断的提高，公众的私有财产日益丰富，同时由于社会发展的不平衡和贫困差距的存在，社会关系也日趋复杂，入室盗窃行为时有发生，危及到人们的生命和财产安全。此防盗产品已经成为中产阶级以上的广大家庭所必须购买的。随着国家智能小区的推广，防盗系统已成为智能小区的必需设备，各种防盗系统应运而生。本文将参考市场上的已有的防盗器材，综合他们的优点，开发出一种智能化的无线系统。采用无线数据传输方式，不需要重新布线，特别适用于已装修用户及布方便场合。因此本产品将不仅工作稳定可靠，能高效防盗而且体积小巧，外形美观，价格低廉，有着良好的社会价值和经济价值。其有如下特点：●灵敏度高、控制范围大●抗干扰能力强●隐蔽性好，可流动安装 国内外发展情况 在报警系统方面，西方发达国家的产品比国内的品种更多，其性能也比国内良好。所谓每样东西都有其发展的原因，报警器的出现也有其出现的原因。首先，西方资本主义国家的经济基础好，起步早，发展就比较快，人们的私有财产更加丰富；其次，西方的资本主义制度金钱观始终统治了人们的思想，人们更加注重对自己私有财产的保护，人们有了购买需求，自然会推动相关产品的涌现；再次，在资金和技术上，我们国家也与西方国家有一点的差别。因此，国内的相关产品品种没有国外丰富，不过国内的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，其中包括智能红外线报警器，也是本文将研究的产品。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，等等 。 论文构成及研究内容本文将通过查阅相关资料详细的了解相关产品的原理特性及优缺点，经过反复比较其优越性以及经过当前的市场形势和前景，合理选择系统的各个部件，并对各个部件的工作原理和工作条件所起的作用进行详细描述；此外，本文将在译述本系统工作机理的基础上，尽可能的拓展其功能，详细的阐述拓展功能的原理及现实意义，既突出研究它在安全防盗方面的稳定可靠，又注重当前社会发展的需要。同时研究出更多的智能化新功能，使之既易于操作，又安全可靠，注重其性能的改善和功能的完善。最后，本文还将列举同类相关产品的工作原理以及对当前产品市场进行分析，提出推广和建议。入侵探测器、微型报警发射机和无线接收报警控制器的工作原理 第二章 智能红外线报警器的设计本文介绍的报警器采用无线反馈报警原理，由两大部分组成：第一部分由防盗入侵探测器和微型无线报警发射机组成；第二部分为无线报警接收控制器。使用时将第一部分安装在储藏室、车库等需要防范的场所；第二部分则放置在居民住室内。2．1 无线报警发射机的电路原理一、 入侵探测器和微型报警发射机部分如图1 所示无线报警发射机的电路原理图图１为入侵探测器和微型无线报警发射机的电路原理图。小磁铁与触点常闭型干簧管Ｅ组成入侵探测器，将小磁铁安装在储藏室的门扇上，干簧管Ｅ紧靠小磁铁，安装于相对的门框上。平时门处于关闭状态，由于小磁铁紧靠Ｅ，使Ｅ内部两常闭触点依靠外磁力作用而断开，微型发射机因无电源不工作。一旦发生盗情，小磁铁就会随门扇远离Ｅ，Ｅ失去外磁场的作用，其内部两触点依靠自身的弹力而闭合，微型发射机得电立即发出编码报警电信号。ＩＣ１(ＶＤ５０２６)是一数字编码集成电路，其共设８个地址码，即Ａ１～Ａ８；４个数据码，即Ｄ１～Ｄ４。(编者注：ＶＤ５０２６／５０２７的相关介绍可参见今年《电子报》第３５期本版中《编解码电路与系统安全》一文)。经地址编码的数据由ＩＣ１的脚输出。ＩＣ１的振荡频率由外接电阻Ｒ１决定，Ｒ１阻值越小，振荡频率越高。Ｒ１的阻值可在１２０ｋΩ～４７０ｋΩ之间选择，但应注意Ｒ１的阻值必须和报警接收部分的***ＶＤ５０２７的振荡电阻Ｒ１５(见图２)的阻值严格一致，否则无法可靠解码。晶体管Ｖ１与Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１、Ｌ２等元件组成调制和射频发射电路，其发射频率在３００ＭＨｚ左右，为了增加发射电路的稳定性，天线Ｌ２可直接印制在电路板上。二、 探测器的抗干扰功能 无线接收报警控制器如图2 所示无线接收报警控制器的电路原理图图２是无线接收报警控制器的电路原理图，它由超再生接收、放大、整形、译码电路及报警信号发生电路等部分组成。由天线输入的３００ＭＨｚ射频信号，经Ｃ１送到Ｔ１的发射极，通过Ｔ１高频放大后，经Ｃ４送至超再生射频解调器Ｔ２的发射极，解调出的编码数据脉冲信号经Ｃ１２送至运放集成电路ＩＣ１的Ａ１和Ａ２进行放大和整形，最后送入解码电路ＩＣ２的第脚进行数据解码。解码集成电路ＶＤ５０２７是编码集成电路ＶＤ５０２６的配对电路。使用中ＶＤ５０２６和ＶＤ５０２７两电路的地址码Ａ１～Ａ８应绝对保持一致，它们的状态码也应保持一样。当ＶＤ５０２６停止发送信号(发射机关机)时，ＶＤ５０２７的脚ＶＴ端复零。电路中利用单向可控硅ＳＣＲ做报警保持，ＶＤ５０２７的脚呈高电平时，ＳＣＲ被触发导通，音乐片９５６１因得电而输出报警信号，推动喇叭发声，报警指示灯Ｄ２点亮。此后，即使ＶＤ５０２７的脚复零，由于可控硅ＳＣＲ已导通，因而报警喇叭将一直发声，直至按下报警解除开关Ｋ２为止。为了防止停电发生漏报警，无线报警接收控制器采用交、直流两种方式供电，并可自动转换。当有交流电源时，整流输出的９Ｖ电源加在二极管Ｄ５的负极，二极管Ｄ５截止，电路依靠交流供电工作。一旦交流停电，Ｄ５的负端因失去９Ｖ电压而导通，９Ｖ电池通过Ｄ５给电路供电，实现交、直流供电自动切换。 元件选择图１中的小磁铁和干簧管Ｅ可在市场上购买成品的常闭式门窗戒备传感器。要求防范场所的门扇和门框之间的间隙要小，门关闭后要牢靠，否则被风吹动可能引起误报警。Ｌ２可用镀银线或∮１.５ｍｍ的漆包线围成，也可直接印刷在电路板上。编码器不需要编码开关，只要将某点与电源正极或负极相连即可。电源用１５Ｖ叠层电池。整个发射电路可制作在一块比火柴盒还小的电路板上。图２中的报警信号接收和报警控制部分中，Ｔ１、Ｔ２的 β值要求不大于１００。电感Ｌ１用４.７μＨ的色码电感，Ｌ２用∮０.５ｍｍ的漆包线在∮４ｍｍ的钻头上绕３匝自制，天线可用３０ｃｍ长的软导线代替，Ｋ２为报警解除开关，应采用触点常开按钮。电池为９Ｖ叠层电池。整个电路除电源开关、报警解除开关、电源指示灯、报警指示灯安装在面板上外，其它元件均安装制作在一块电路板上。 制作调试根据图１、图２选好元件、焊接在电路板上，将ＶＤ５０２６和ＶＤ５０２７的地址码和状态码设置一致，检查无误后即可通电调试。调试的难点为收发频率要严格一致，为此需要将报警发射部分和报警接收部分的调试配合起来进行。初次安装调试，为了确保调试成功，最好在示波器的配合下进行。首先，将发射机部分中的干簧管两端用短接线短路，让发射机一直工作，接通接收部分的电源，先将Ｒ１６焊开，将示波器的探头接在图２中ＩＣ１（ＬＭ３５８）的⑦脚处，将发射机靠近接收机（相距２０ｃｍ左右），用无感起子调节发射机的微调电容Ｃ３和接收机的微调电容Ｃ９，直到示波器上有编码脉冲显示为止。再拉开发射机和接收机的距离，使发射机和接收机相距１０ｍ左右，将示波器的探头改接在图２中ＩＣ１（ＬＭ３５８）的②脚上。仔细调整接收部分的微调电容Ｃ９和电感线圈Ｌ２，直到示波器显示的解调输出的编码脉冲信号的波形幅度最大为止。然后再调整发射机的微调电容Ｃ１，边调整边观察示波器波形的变化，使波形幅度达到最大值。反复几次使之达到最佳状态。如果一切都正常，可接上电阻Ｒ１６，此时扬声器应发出报警声，报警指示灯发光，断开发射机电源，报警仍能维持，按下报警解除开关后，报警应解除。最后可拉开距离进行实验，本报警器在调试正常的情况下，报警距离可达５０ｍ以上。本报警器电路简单，整机成本仅几十元。通过改变其发射端的传感器，并设置ＶＤ５０２６／５０２７的地址码、状态码可大大拓展本报警器的用途（如多路报警、数据传输等）。�总结[23] 李华,朱光喜,朱耀庭. 基于视觉特性和小波分解的数字水印隐藏方法[J]. 通信学报, 2000. [4] 钟桦,张小华,焦李成. 数字水印与图像认证——算法及应用[M]. 西安电子科技大学出版社,2006.