【正文】 .................... 8 溫 濕度傳感器 ................................................................................................................... 9 光電傳感器技術(shù) ............................................................................................................. 12 脈沖式光電傳感器 ......................................................................................................... 13 超聲波傳感器技術(shù) ......................................................................................................... 13 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 15 電源電路的實(shí)現(xiàn) ............................................................................................................. 16 傳感器檢測(cè)與信號(hào)控制電路 ......................................................................................... 16 遙控發(fā)射部分電路設(shè)計(jì) ................................................................................................. 17 報(bào)警電路功能的實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 18 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 ................................................................................................... 19 第 5 章 軟件設(shè)計(jì) ......................................................................................................................... 21 主程序 ............................................................................................................................. 21 中斷返回服務(wù)程序 ......................................................................................................... 22 結(jié) 論 ........................................................................................................................................... 23 致 謝 ........................................................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 25 附錄 A ........................................................................................................................................... 26 附錄 B ........................................................................................................................................... 28 附錄 C ........................................................................................................................................... 30 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒 論 課題背景 隨著信息技術(shù)的普及和發(fā)展，尤其是在跨入新千年以后，紅外技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，紅外線側(cè)技術(shù)已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(cè)技術(shù)的紅外入侵報(bào)警器又稱為紅外防盜報(bào)警器，作為一種新的技術(shù)，它已經(jīng)越來(lái)越得到社會(huì)各界的重視和廣泛的 應(yīng)用。紅外入侵報(bào)警前期探測(cè)手段的不同可以分為被動(dòng)式，主動(dòng)式和多技術(shù)復(fù)合式入侵報(bào)警器。 被動(dòng)式紅外傳感技術(shù)是利用紅外光敏器件將活動(dòng)生物體發(fā)出的為紅外線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并進(jìn)行放大，處理，它能可靠的將在附近運(yùn)動(dòng)的生物體 (人 )和飄落的物體加以區(qū)別，同時(shí)它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)和誤報(bào)率低等特點(diǎn)。 被動(dòng)式紅外入侵報(bào)警器又稱為熱釋電紅外入侵報(bào)警器，有光學(xué)系統(tǒng)，紅外傳感器和信息處理等三個(gè)部分組成。目前與紅外傳感器配套的光學(xué)系統(tǒng)有三種，即反射式，透射式和折射式。其中反射式光學(xué)系統(tǒng)的靈敏度最高，其探測(cè)距離 可達(dá)到 25~60 米；透射式的靈敏度最低，探測(cè)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(diǎn)。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(bào)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(jià)格相對(duì)較低，因此目前國(guó)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(gòu)成一定視場(chǎng)和距離的警戒區(qū)，監(jiān)視警戒區(qū)內(nèi)紅外輻射量的變化。當(dāng)警戒區(qū)內(nèi)無(wú)盜賊出現(xiàn)時(shí)，紅外輻射場(chǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，紅外傳感器無(wú)信號(hào)輸出。當(dāng)盜賊出現(xiàn)在警戒區(qū)時(shí)，紅外輻射場(chǎng)發(fā)生變化， 這種變化立即被經(jīng)過(guò)巧妙設(shè)計(jì)的多視場(chǎng)組合菲涅爾透鏡會(huì)聚，敏感的紅外傳感器接收后迅速將這種變化轉(zhuǎn)為電信號(hào)，這種信號(hào)經(jīng)信息處理部分放大，處理后立即輸出報(bào)警信號(hào)，然后通過(guò)傳輸送達(dá)監(jiān)控器，于是發(fā)出報(bào)警，示出事發(fā)地區(qū)。 光電防盜報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 傳感器技術(shù)是 21 世界人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)，各發(fā)達(dá)國(guó)家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。從 20 世紀(jì) 80 年代起，日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高新科技之首，美國(guó)的西方國(guó)家也將此技術(shù)列為國(guó)家科技和國(guó)防技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。而基于傳感器技術(shù)的光電防盜報(bào)警 系統(tǒng)也得到了高速的發(fā)展。 最早的非可見(jiàn)光束入侵物探測(cè)器，有發(fā)射機(jī)將一個(gè)編碼信號(hào)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(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)距離仿制的接收機(jī)中的一只匹配的IR 光敏探測(cè)器。整個(gè)系統(tǒng)的工作就是這樣的：當(dāng)光束到達(dá)接收機(jī)時(shí)接收機(jī)的輸出就處于“關(guān)”的狀態(tài)，但是如果光束被人，動(dòng)物或其他的物品遮擋住時(shí)，接收機(jī)的輸出就開(kāi)啟并觸發(fā)外部報(bào)警器或繼電器。此系統(tǒng)是以針尖視線的原理來(lái)工作的，它可以被任何一個(gè)進(jìn)入到發(fā)射機(jī)與接收機(jī)透鏡之間瞄準(zhǔn)直線上的大于針尖的物體所觸發(fā)。因此，這種簡(jiǎn)單系統(tǒng)的弱點(diǎn)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(chóng)所觸，所以誤報(bào)的可能性非常大，后來(lái)改用雙光束系統(tǒng)，隨后又出現(xiàn)了給予被動(dòng)是紅外傳感器技術(shù)的被動(dòng)式紅外入侵報(bào)警器，被動(dòng)式紅外傳感器技術(shù)是利用紅外光敏期間將活動(dòng)生物體發(fā)出的微量紅外線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并進(jìn)行放大，處理，再利用電路輸出報(bào)警信號(hào)，它能可靠的將運(yùn)動(dòng)著的生物體 (人 )和飄落的物體加以卻別，同時(shí)它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)和誤報(bào)率低等特點(diǎn)。 但上述兩種類型的光電防盜報(bào)警器裝置都有很高的誤報(bào)率，而多技術(shù)復(fù)合入侵報(bào)警器誤報(bào)率則很低，除了雙探測(cè)技術(shù)報(bào)警 器產(chǎn)品外，目前三探測(cè)技術(shù)和四探測(cè)技術(shù)的復(fù)合報(bào)警哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 器均有產(chǎn)品上市。例如英國(guó)的帕朗尼斯四探測(cè)技術(shù)報(bào)警器，它包括微波、紅外、 IFT 及微波鑒控等技術(shù)。其本質(zhì)是熱釋電紅外 微波雙探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和完善。 論文研究的目的和內(nèi)容 紅外技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，它在各領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。由于它不是可見(jiàn)光，因此用來(lái)制作防盜報(bào)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(qiáng)，這種報(bào)警裝置可以廣泛用于博物館，單位要害部門和家庭的防護(hù)。本設(shè)計(jì)是在對(duì)現(xiàn)有的光電防盜報(bào)警裝置的優(yōu)缺點(diǎn)的綜合研究的基礎(chǔ)上進(jìn) 行的，具有價(jià)格低廉，安裝操作簡(jiǎn)易，誤報(bào)率低等特點(diǎn)。 通過(guò)查找資料，采用無(wú)線發(fā)射與接收來(lái)控制是否進(jìn)入報(bào)警模式，通過(guò)紅外線判讀信號(hào)，再將信號(hào)通過(guò)電路傳輸給 8051 單片機(jī)處理，由單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)模塊輸入的信號(hào)來(lái)決定是不是對(duì)報(bào)警電路進(jìn)行觸發(fā)。 報(bào)警系統(tǒng)原理框圖 近年來(lái)，報(bào)警器行業(yè)發(fā)展非常迅猛，特別是光電防盜報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛，光電防盜報(bào)警系統(tǒng)以其監(jiān)測(cè)范圍寬，探測(cè)距離遠(yuǎn)，可靠性高，隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)著稱，雖說(shuō)報(bào)警器種類繁多，但基于單片機(jī)控制的報(bào)警器的基本結(jié)構(gòu)都大同小異，基本的原理框圖如圖 11所示： 圖 11 報(bào)警系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)核心部分是傳感器檢測(cè)和單片機(jī)的處理，利用傳感器檢測(cè)車的情況，傳感器一般采用雙鑒別模式即由兩個(gè)具有功能互補(bǔ)性的傳感器同時(shí)對(duì)室內(nèi)情況監(jiān)測(cè)，然后輸出兩路不同的信號(hào)，再經(jīng)過(guò)邏輯“與”關(guān)系判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)有盜情時(shí)檢測(cè)電路輸出信號(hào)給單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)輸入的信號(hào)發(fā)出報(bào)警指令給報(bào)警電路，從而觸發(fā)報(bào)警電路，達(dá)到能及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警功能。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 第 2 章 單片機(jī)原理介紹 單片機(jī)發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘９ぷ骱蜕铑I(lǐng)域中去的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。它已經(jīng)深入應(yīng)用到非微型計(jì)算機(jī) 所無(wú)法應(yīng)用的領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了極大的影響。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支，它以其獨(dú)特的機(jī)構(gòu)和性能，越來(lái)越普遍的應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。 單片機(jī)全稱為單片微型計(jì)算機(jī) (Single Chip Microputer)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)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(yīng)用系統(tǒng)所要求的體系結(jié)構(gòu)，微處理器，指令系統(tǒng)，總線方式，管理模式等。他把計(jì)算機(jī)的基本部件都微型化集成到一塊 芯片上了，通常片內(nèi)部都含有中央處理部件 (CPU)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)，程序存儲(chǔ)器 (ROM， EPROM， Flsh ROM)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和各種輸入 /輸出 (I/O)接口他們之間的相互連接結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 圖 21 單片機(jī)結(jié)構(gòu) MCS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)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(shuō)明 ： 1. 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)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(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM) 8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)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(wèn)，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(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 CPU ROM RAM 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 I/O 外設(shè)接口 時(shí)鐘 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 22 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 3. 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8051 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序