学士学位论文 红外防盗报警器的设计
摘 要
随着国民经济的发展,社会安全保障的需要,电子报警这门综合技术正在不断地发展。与此同时，红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，由于红外线是不可见光，因此用它进行红外探测监控，具有良好的隐蔽性，白天和黑夜均能使用，而且其抗干扰能力强。防盗报警系统利用单片机控制技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。本设计正是基于此，设计了主动式、被动式红外防盗报警系统。
本文系统地介绍了红外线防盗系统的基本原理、组成框图，详细地叙述了红外技术的发展及应用，描述了各项元器件的原理及构造，并给出部分基本电路。本文还细致地描述了利用单片机控制的软件流程、程序设计及调试，罗列了防盗报警器误报的分析及解决方法。
关键词：红外探测；单片机；报警器
-I-
学士学位论文 The Design of Imfrared Alarm
Abstract
With the development of the national economy, social security needs of the electronic alarm and comprehensive technology is constantly evolving. At the same time, infrared technology has become an important part of the advanced science and technology, infrared is not visible, so use it for infrared detection monitoring with hidden during the day and night can use, and its anti-interference ability. Anti-theft alarm system uses a single-chip control technology, automatic detection of the invasive behavior in the area of deployment monitoring, an alarm signal, and prompts the parts of the area of the alarm, the display may take countermeasures system. Scene of the accident, will be able to accurately display through sound and light alarm signals in the security control center, so quickly take emergency measures in the event of emergencies. The design is based, design active and passive infrared burglar alarm system.
In this paper a systematic introduction to the basic principles of infrared anti-theft system, block diagram, a detailed account of the development and application of infrared technology, describes the principle and structure of the various components, and given some of the basic circuit. The article also detailed description of the microcontroller software flow control, programming and debugging, a list of burglar alarm false alarm analysis and solutions.
Keywords：Infrared detection; microcontroller; Alarm
-II-
学士学位论文 目 录
摘 要 .............................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................... II 第1章 绪 论 ............................................................................................................................... 1
1.1 课题背景 .......................................................................................................................... 1 1.2 目的和意义 ...................................................................................................................... 1
1.2.1 目的 ....................................................................................................................... 1 1.2.2 意义 ....................................................................................................................... 2 1.3 本文主要内容 .................................................................................................................. 3 第2章 热释电红外传感器 ........................................................................................................... 4
2.1 热释电红外传感器简单介绍 .......................................................................................... 4 2.2 热释电红外传感器的原理特性 ...................................................................................... 4 2.3 热释电红外传感器的结构特性及安装 .......................................................................... 5 2.4 本章小结 .......................................................................................................................... 7 第3章 AT89S51单片机概述 ....................................................................................................... 8
3.1 AT89S51单片机的结构 ................................................................................................... 8
3.1.1 管脚说明 ............................................................................................................... 9 3.1.2 主要特性 ............................................................................................................. 11 3.1.3 振荡器特性 ......................................................................................................... 12 3.2 AT89S51单片机的工作周期 ......................................................................................... 12 3.3 AT89S51单片机的工作过程和工作方式 ..................................................................... 13 3.4 AT89S51的指令系统 ..................................................................................................... 16 3.5 本章小结 ........................................................................................................................ 17 第4章 系统设计 ......................................................................................................................... 18
4.1 概述 ................................................................................................................................ 18 4.2 总体设计 ........................................................................................................................ 19 4.3 系统硬件选择 ................................................................................................................ 19 4.4 硬件电路实现 ................................................................................................................ 19 4.5 软件的程序实现 ............................................................................................................ 19 4.6 本章小结 ........................................................................................................................ 23 结 论 ........................................................................................................................................... 24 致 谢 ........................................................................................................................................... 25 参考文献 ....................................................................................................................................... 26 附录A ........................................................................................................................................... 27 附录B ........................................................................................................................................... 30 附录C ........................................................................................................................................... 31 附录D ........................................................................................................................................... 32 附录E ........................................................................................................................................... 34
-III-
学士学位论文 第1章 绪 论
1.1 课题背景
科技发展到今天，人们的生活中涌现出各种各样的科技产品，各种各样的电子产品更是花样百出、遍及人们生活中的每一部分。现在人们更是感觉到了科技给人们带来的巨大发展，科学技术作为第一生产力，在人类社会的发展中起了很大的推动作用，人类从原始向先进的发展都伴随着科学的发展，从原始的手工到现在的智能控制都是科技发展的结果，先进的科技能减轻人体劳动量、能更合理地利用时间完成任务，可以说科技的微小发展都会给人类带来很大的好处。当代生活中的人们越来越感觉到了社会的飞跃发展，科技的飞速发展给人们很多实惠、生活、学习、工作中都渗透着科技，都能明显地感受到它发展地威力。安全防范技术是以电子技术为主体的一门综合性技术。它的特点是灵敏度高、反映迅速、具有极高的准确性、可靠性、客观性及时间上的连续性。随着国民经济的发展,社会安全保障的需要,电子报警这门综合技术也在不断地发展。
有一个安定、和谐的家庭氛围和社会气息是人们的基本要求，在无人看守的家庭、银行、仓库、商店、重要财经部门等一些重要的部门实施自动监测报警的要求就变得更必要、更重要了，它会使家庭、银行等重要部门的财产免受损失。针对这一要求人们研制了一系列自动报警系统。如有门磁式、触摸式、红外线监测等自动报警系统,报警器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，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。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，此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，它在各领域都得到广泛的应用。由于它是不可见光，因此用它作防盗监控报警器，具有良好的隐蔽性，白天和黑夜均能使用，而且抗干扰能力强防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。本设计正是基于此，设计了主动式、被动式红外防盗报警系统。
1.2 目的和意义
1.2.1 目的
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品为许多家庭所拥有。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十分担忧。
-1-
学士学位论文 现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大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……。
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，通过传输系统送入报警控制器发出声、光或其他报警信号。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。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面发挥更加有效的作用。
本课题尝试用价格低廉、应用普遍的AT89S51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。
1.2.2 意义
红外线报警器分主动式和被动式两种[4]。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0K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。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。发射装置向装在几米甚至于几百米远的接收装置辐射一束红外线，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。光电管将接收到的红外光信号转变为电信号，经整形放大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
-2-