【正文】 .................... 8 溫 濕度傳感器 ................................................................................................................... 9 光電傳感器技術 ............................................................................................................. 12 脈沖式光電傳感器 ......................................................................................................... 13 超聲波傳感器技術 ......................................................................................................... 13 第 4 章 系統(tǒng)硬件設計 ................................................................................................................. 15 電源電路的實現(xiàn) ............................................................................................................. 16 傳感器檢測與信號控制電路 ......................................................................................... 16 遙控發(fā)射部分電路設計 ................................................................................................. 17 報警電路功能的實現(xiàn) ..................................................................................................... 18 DS1302 實時時鐘電路 ................................................................................................... 19 第 5 章 軟件設計 ......................................................................................................................... 21 主程序 ............................................................................................................................. 21 中斷返回服務程序 ......................................................................................................... 22 結 論 ........................................................................................................................................... 23 致 謝 ........................................................................................................................................... 24 參考文獻 ....................................................................................................................................... 25 附錄 A ........................................................................................................................................... 26 附錄 B ........................................................................................................................................... 28 附錄 C ........................................................................................................................................... 30 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 1 第 1 章 緒 論 課題背景 隨著信息技術的普及和發(fā)展，尤其是在跨入新千年以后，紅外技術得到了迅猛的發(fā)展，紅外線側技術已經滲透到國民經濟的各行各業(yè)和人們生活的方方面面，在安全防范方面，基于紅外探測技術的紅外入侵報警器又稱為紅外防盜報警器，作為一種新的技術，它已經越來越得到社會各界的重視和廣泛的 應用。紅外入侵報警前期探測手段的不同可以分為被動式，主動式和多技術復合式入侵報警器。 被動式紅外傳感技術是利用紅外光敏器件將活動生物體發(fā)出的為紅外線轉換成相應的電信號，并進行放大，處理，它能可靠的將在附近運動的生物體 (人 )和飄落的物體加以區(qū)別，同時它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強和誤報率低等特點。 被動式紅外入侵報警器又稱為熱釋電紅外入侵報警器，有光學系統(tǒng)，紅外傳感器和信息處理等三個部分組成。目前與紅外傳感器配套的光學系統(tǒng)有三種，即反射式，透射式和折射式。其中反射式光學系統(tǒng)的靈敏度最高，其探測距離 可達到 25~60 米；透射式的靈敏度最低，探測距離為 2~10 米；折射式居中，兼有反射式和透射式的優(yōu)缺點。反射式系統(tǒng)的紅外傳感器要置于鏡前，體積大，不好密封，在防塵，放水，抗擊，隱蔽性等方面較差，尤其在防盜報警方面不宜采用。而透射式系統(tǒng)的體積小，密封容易，穩(wěn)定性好，其價格相對較低，因此目前國外多采用透射式系統(tǒng)。其工作原理為：由多元組合菲涅爾透鏡構成一定視場和距離的警戒區(qū)，監(jiān)視警戒區(qū)內紅外輻射量的變化。當警戒區(qū)內無盜賊出現(xiàn)時，紅外輻射場處于穩(wěn)定狀態(tài)，紅外傳感器無信號輸出。當盜賊出現(xiàn)在警戒區(qū)時，紅外輻射場發(fā)生變化， 這種變化立即被經過巧妙設計的多視場組合菲涅爾透鏡會聚，敏感的紅外傳感器接收后迅速將這種變化轉為電信號，這種信號經信息處理部分放大，處理后立即輸出報警信號，然后通過傳輸送達監(jiān)控器，于是發(fā)出報警，示出事發(fā)地區(qū)。 光電防盜報警系統(tǒng)的發(fā)展狀況 傳感器技術是 21 世界人們在高新技術發(fā)展方面爭奪的一個制高點，各發(fā)達國家都將傳感器技術視為現(xiàn)代高新技術發(fā)展的關鍵。從 20 世紀 80 年代起，日本就將傳感器技術列為優(yōu)先發(fā)展的高新科技之首，美國的西方國家也將此技術列為國家科技和國防技術發(fā)展的重點。而基于傳感器技術的光電防盜報警 系統(tǒng)也得到了高速的發(fā)展。 最早的非可見光束入侵物探測器，有發(fā)射機將一個編碼信號饋送到一只 IR LED 中。此 LED 的輸出聚焦成一束很窄的光束，并使其對準遠距離仿制的接收機中的一只匹配的IR 光敏探測器。整個系統(tǒng)的工作就是這樣的：當光束到達接收機時接收機的輸出就處于“關”的狀態(tài)，但是如果光束被人，動物或其他的物品遮擋住時，接收機的輸出就開啟并觸發(fā)外部報警器或繼電器。此系統(tǒng)是以針尖視線的原理來工作的，它可以被任何一個進入到發(fā)射機與接收機透鏡之間瞄準直線上的大于針尖的物體所觸發(fā)。因此，這種簡單系統(tǒng)的弱點就是它可能被一 只飛入光束或落在某一透鏡上的蒼蠅或飛蛾之類的昆蟲所觸，所以誤報的可能性非常大，后來改用雙光束系統(tǒng)，隨后又出現(xiàn)了給予被動是紅外傳感器技術的被動式紅外入侵報警器，被動式紅外傳感器技術是利用紅外光敏期間將活動生物體發(fā)出的微量紅外線轉換成相應的電信號，并進行放大，處理，再利用電路輸出報警信號，它能可靠的將運動著的生物體 (人 )和飄落的物體加以卻別，同時它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強和誤報率低等特點。 但上述兩種類型的光電防盜報警器裝置都有很高的誤報率，而多技術復合入侵報警器誤報率則很低，除了雙探測技術報警 器產品外，目前三探測技術和四探測技術的復合報警哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 2 器均有產品上市。例如英國的帕朗尼斯四探測技術報警器，它包括微波、紅外、 IFT 及微波鑒控等技術。其本質是熱釋電紅外 微波雙探測技術的發(fā)展和完善。 論文研究的目的和內容 紅外技術已經成為先進科學技術的重要組成部分，它在各領域都得到了廣泛的應用。由于它不是可見光，因此用來制作防盜報警系統(tǒng)，具有良好的隱蔽性，白天和夜里都能用，而且抗干擾能力強，這種報警裝置可以廣泛用于博物館，單位要害部門和家庭的防護。本設計是在對現(xiàn)有的光電防盜報警裝置的優(yōu)缺點的綜合研究的基礎上進 行的，具有價格低廉，安裝操作簡易，誤報率低等特點。 通過查找資料，采用無線發(fā)射與接收來控制是否進入報警模式，通過紅外線判讀信號，再將信號通過電路傳輸給 8051 單片機處理，由單片機根據(jù)檢測模塊輸入的信號來決定是不是對報警電路進行觸發(fā)。 報警系統(tǒng)原理框圖 近年來，報警器行業(yè)發(fā)展非常迅猛，特別是光電防盜報警系統(tǒng)的應用最為廣泛，光電防盜報警系統(tǒng)以其監(jiān)測范圍寬，探測距離遠，可靠性高，隱蔽性好等優(yōu)點著稱，雖說報警器種類繁多，但基于單片機控制的報警器的基本結構都大同小異，基本的原理框圖如圖 11所示： 圖 11 報警系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)核心部分是傳感器檢測和單片機的處理，利用傳感器檢測車的情況，傳感器一般采用雙鑒別模式即由兩個具有功能互補性的傳感器同時對室內情況監(jiān)測，然后輸出兩路不同的信號，再經過邏輯“與”關系判斷，當發(fā)現(xiàn)并確認有盜情時檢測電路輸出信號給單片機，由單片機根據(jù)輸入的信號發(fā)出報警指令給報警電路，從而觸發(fā)報警電路，達到能及時準確的報警功能。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 3 第 2 章 單片機原理介紹 單片機發(fā)展概況 微型計算機的出現(xiàn)是電子數(shù)字計算機廣泛應用到人們日常工作和生活領域中去的一個重大轉折點。它已經深入應用到非微型計算機 所無法應用的領域，對社會產生了極大的影響。單片微型計算機是微型計算機發(fā)展的一個重要分支，它以其獨特的機構和性能，越來越普遍的應用到國民經濟建設的各個領域。 單片機全稱為單片微型計算機 (Single Chip Microputer)。因為單片機主要用于控制系統(tǒng)中，所以又稱微控制器 (Microcontroller Unit， MCU)或嵌入式控制器 (Embedded Controller)。它具有嵌入式應用系統(tǒng)所要求的體系結構，微處理器，指令系統(tǒng)，總線方式，管理模式等。他把計算機的基本部件都微型化集成到一塊 芯片上了，通常片內部都含有中央處理部件 (CPU)，數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，程序存儲器 (ROM， EPROM， Flsh ROM)，定時器/計數(shù)器和各種輸入 /輸出 (I/O)接口他們之間的相互連接結構如圖 21 所示。 圖 21 單片機結構 MCS51 單片機內部結構 8051 單片機包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明 ： 1. 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 2. 數(shù)據(jù)存儲器 (RAM) 8051 內部有 128 個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。 CPU ROM RAM 定時器 /計數(shù)器 I/O 外設接口 時鐘 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 4 圖 22 8051 內部結構 3. 程序存儲器 (ROM)： 8051 共有 4096 個 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序