警报传感检测技术论文

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

基于单片机的居家安全检测报警系统的设计李鹏飞 张海淼 姚朝刚 白 杰 范 伟（重庆科技学院电气与信息工程学院，重庆 401331）摘 要 本文介绍了一种基于单片机的居家安全检测报警系统，详细阐述了系统的组成结构、硬件设计和软件设计。该系统选用多种传感器采集家居信息，A／D转换处理采集信号，采用单片机作为主控制器，利用报警电路实现安全报警，GSM短信模块来发送短消息提示住户，从而实现对家居安全的监控。系统结构简单，安装调试容易、使用方便。关键词 单片机；报警电路；GSM短信模块；传感器；A／D转换中图分类号 IN7 文献标志码 A 文章编号 1671－8100（2012）03－0063－03收稿日期：2012－02－17作者简介：李鹏飞，男，主要从事微电子技术应用方面的研究工作。 我国的自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。目前，国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发，他们采用集中区域报警控制方式，其系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的居家安全自动探测报警装置。1 整体系统设计居家安全报警系统采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便，并配备烟雾传感器、温度传感器和燃气泄漏传感器实现防火、防燃气泄漏的作用。系统主要由用户前端检测、单片机控制器、GSM短信模块和报警电路四个部分组成，其系统总体结构设计如图1所示。（1）用户前端检测：在家庭住宅各门、窗、阳台周界安装红外线传感器，室内厨房、客厅、卧室等安装煤气泄漏传感器、烟雾浓度感应传感器、温度感应传感器等。（2）单片机控制器：本系统采用AT89C51型单片机作为主控制器，对用户前端检测传送回来的信号进行分析处理，并进行决策。（3）GSM短信模块：GSM短信模块是系统的通信模块，它受单片机模块控制，当发生安全异常时，该模块能实现自动发送短信给预设的号码，间接地实现报警功能。（4）报警电路：当单片机控制器检测到用户前端（如红外线传感器、煤气泄漏传感器、烟雾浓度感应传感器、温度感应传感器等任意传感器检测）信号异常，则单片机控制发出报警信号，由执行电路报警。系统结构简单，每个家庭都可实现，当住户家中无人时，可把系统设置为布防状态，当窃贼闯入，或者发生煤气泄漏等安全情况时，报警系统会自动发出警报信号，并给用户发送手机短信，家中有人时，把系统设置在留守布防状态，当窃贼企图从大门闯入时，立刻动作发出警报信号。工程技术武汉船舶职业技术学院学报 2012年第3期全国注册建筑师、建造师考试 备考资料 历年真题 考试心得 模拟试题 GSM短信模块组成。2．1 温度信号采集模块要能对火灾进行准确的报警，选择合适的温度传感器是准确报警的前提。综合考虑各种因素，选择新型可编程DS18B20数字温度传感器进行温度检测，因其具有抗干扰能力强、温度采集精度高等优点，而且不需要复杂的调理电路和AD转换电路。2．2 烟雾浓度信号采集模块烟雾传感器发生火灾时的报警也有着非常重要的作用，本系统选择NIS－09C烟雾传感器，这种传感器灵敏度高、能耗低，用9V电池即可带动，是广泛使用的一类烟雾传感器。2．3 燃气泄漏信号采集模块综合考虑各种因素，选用功耗低，寿命长，环境适应能力强，应用电路简单，对甲烷及液化石油气有高度灵敏度的TP－1．1A气敏传感器，用作煤气泄露报警。当室内煤气超过正常标准时，它将通过传感器向家庭控制器发出报警信号。2．4 防盗报警模块防盗报警是利用人体红外传感器来实现，当住户家中无人时，可把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信号。综合考虑各种因素，选用热电释红外传感器RE200B来进行防盗报警。2．5 数据转换模块数据转换模块的功能是将各类传感器的采集到的模拟量信号转换为单片机识别的开关量信号，即A／D转换。A／D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换专用芯片ADC0809，ADC0809由8路模拟开头、地址锁存与译码器、8位A／D转换器和三态输出锁存缓冲器组成。传感器收集到的信号，送到ADC0809进行A／D转换成高低电平，送到单片机进行分析处理，并将信号送给报警系统，作出相应的反应。2．6 单片机控制模块单片机控制模块是整个报警系统的核心，它对传感器采集到的信号进行分析，最终做出决策，发出报警信息。经过比较本系统使用常用、廉价的单片机AT89C51作为主控制器。AT89C51是一个低电压、低功耗、高性能CMOS 8位单片机，其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，是可反复擦写的，因此可有效地降低开发成本。它有40个引脚，32个外部双向输入／输出（I／O）端口，同时内含2个外中断口、2个16位可编程定时计数器、2个全双工串行通信口，它可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。2．7 GSM短信模块系统选用西门子TC35系列的TC35I。单片机与GSM模块之问的串口通信芯片采用MAX－IM公司生产的MAX232，该芯片包含两路接收器和驱动器的IC芯片，适用于各种EIA－232C和V．28／V．24的通信接口。3 软件系统设计3．1 报警电路功能实现报警电路功能实现是在用户前端检测到异常信号并且由单片机判断为发生了安全事故时，单片机通过发出高电平（1）信号，报警电路接收到高电平信号（1）则发出报警信号实现报警任务，否则单片机发出的信号为低电平（0），报警电路对接收到的低电平信号则不进行报警。3．2 GSM短信模块信息发送功能实现GSM短信模块本身提供有GSM07．05和GSM07．07规范，他们对GSM短信模块与数据设备之间的通信以及短消息做了详细的规定。数据终端设备（单片机）向GSM模块传送发送短信的命令，GSM模块能够识别该命令并且发送信息给用户手机。短信的内容为发生安全事故的类型，如发生了煤气泄漏，则单片机命令GSM模块调用煤气泄漏的短信发送给用户，GSM模块发出的短信为发生某种安全事故则类型的内容，这些短信都是预先编好的，根据事故的类型直接调用。发送的短信息是都基于中文的，为了保证系统的适用性，SMS的收发采用PDU模式，发送的内容为短信内容的PDU串码。3．3 系统软件流程系统采用单片机作为主控制器，采用C语言编程实现其功能，程序的流程如图2所示。系统开机上电后，对单片机模块、GSM模块和报警电路模块进行初始化，单片机的初始化包括选择工作方式为布防状态或者留守布防状态、初始化变量参数、标志位等，然后在主函数中运行，通过传感器进行信号采集并进行相应决策

随着生活水平的提高，家用安全防范产品逐步进入家庭。市面上的报警器—般价格偏高，普通家庭很难接受。下面介绍一款比较便宜实用的无线报警器，该报警器检测与报警部分分离，一个报警器可以带有多个检测头，检测与报警部分利用无线电波进行通信。参考资料：