【正文】 ......................... 13 固定三端穩(wěn)壓器 ................................... 13 78 系列應(yīng)用電路 .................................. 13 78 系統(tǒng) L05....................................... 14 555 定時(shí)器 ............................................. 14 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 555 定時(shí)器簡(jiǎn)介 ................................... 14 555 時(shí)序電路的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能 ................. 15 555 定時(shí)器的應(yīng)用 ................................. 16 COMS 反相器結(jié)構(gòu)電路及其工作原理 ........................ 18 COMS 反相器 ...................................... 18 反相器 CC4069 .................................... 20 CC4069 其他應(yīng)用 .................................. 20 模擬聲響發(fā)生器 (揚(yáng)聲器 )........................... 21 傳感器組成 ............................................. 21 紅外發(fā)光二極管 ......................................... 22 第 5 章 聲光報(bào)警電路 ........................................... 24 555 定時(shí)器組成的聲光報(bào)警電路 ........................... 24 發(fā)射器原理 ....................................... 24 接收器原理圖： AT89C2051 紅外接收電路圖 ........... 24 第 6 章 單片機(jī)控制紅外防盜報(bào)警系統(tǒng) ............................. 26 實(shí)驗(yàn)裝置 ............................................... 26 硬件電路 ............................................... 26 軟件設(shè)計(jì) ............................................... 28 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................... 29 第 7 章 防盜報(bào)警器誤報(bào)的分析與解決方法 ......................... 30 防盜報(bào)警器故障引起的誤報(bào)警 ............................. 30 報(bào)警器設(shè)計(jì)引起的誤報(bào)警 ................................. 30 報(bào)警器安裝引起的誤報(bào)警 ................................. 31 用戶使用不當(dāng)引起的誤報(bào)警 ............................... 31 環(huán)境引起的誤報(bào)警 ....................................... 31 結(jié)論 ........................................................... 33 致謝 ........................................................... 34 參考文獻(xiàn) ....................................................... 35 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) V 附錄 A ......................................................... 36 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前 言 科技發(fā)展到今天，人們的生活中涌現(xiàn)出各種各樣的科技產(chǎn)品，各種各樣的電子產(chǎn)品更是花樣百出、遍及人們生活中的每一部分?，F(xiàn)在人們更是感覺(jué)到了科技給人們帶來(lái)的巨大發(fā)展，科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力，在人類社會(huì)的 發(fā)展中起了很大的推動(dòng)作用，人類從原始向先進(jìn)的發(fā)展都伴隨著科學(xué)的發(fā)展，從原始的手工到現(xiàn)在的智能控制都是科技發(fā)展的結(jié)果，先進(jìn)的科技能減輕人體勞動(dòng)量、能更合理地利用時(shí)間完成任務(wù)，可以說(shuō)科技的微小發(fā)展都會(huì)給人類帶來(lái)很大的好處。當(dāng)代生活中的人們?cè)絹?lái)越感覺(jué)到了社會(huì)的飛躍發(fā)展，科技的飛速發(fā)展給人們很多實(shí)惠、生活、學(xué)習(xí)、工作中都滲透著科技，都能明顯地感受到它發(fā)展地威力。安全防范技術(shù)是以電子技術(shù)為主體的一門綜合性技術(shù)。它的特點(diǎn)是靈敏度高、反映迅速、具有極高的準(zhǔn)確性、可靠性、客觀性及時(shí)間上的連續(xù)性。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,社會(huì)安全 保障的需要 ,電子報(bào)警這門綜合技術(shù)也在不斷地發(fā)展。 有一個(gè)安定、和諧的家庭氛圍和社會(huì)氣息是人們的基本要求，在無(wú)人看守的家庭、銀行、倉(cāng)庫(kù)、商店、重要財(cái)經(jīng)部門等一些重要的部門實(shí)施自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警的要求就變得更必要、更重要了，它會(huì)使家庭、銀行等重要部門的財(cái)產(chǎn)免受損失。針對(duì)這一要求人們研制了一系列自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。報(bào)警器為人們解決了不少問(wèn)題 .但是市場(chǎng)上的報(bào)警器大部分都是用于一些大公司財(cái)政機(jī)構(gòu)。由于紅外線是不見(jiàn)光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，此外，在電子防盜、人體探測(cè)等領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱 釋電紅外探測(cè)器也以其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。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)域都得到廣泛的應(yīng)用。由于它是不可見(jiàn)光，因此用它作防盜監(jiān)控報(bào)警器，具有良好的隱蔽性，白天和黑夜均能使用，而且抗干擾能力強(qiáng) 防盜報(bào)警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并提示值班人員發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能采取對(duì)策的系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過(guò)聲光報(bào)警信號(hào)在安?？刂浦行臏?zhǔn)確顯示出事 地點(diǎn)，使于迅速采取應(yīng)急措施。 本設(shè)計(jì)正是基于此，設(shè)計(jì)了主動(dòng)式、被動(dòng)式紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第 1 章 緒論 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)防盜、防劫、防火保安設(shè)備的需求量大大增加。針對(duì)偷盜、搶劫、火災(zāi)、煤氣泄漏等事故進(jìn)行檢測(cè)和報(bào)警的系統(tǒng)，其需求也越來(lái)越高。本設(shè)計(jì)運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了一款新穎紅外線防盜報(bào)警器。而本設(shè)計(jì)中的輸入部分主要是各種各樣的傳感器。不同類型的探測(cè)器用不同的手段探測(cè)各種入侵行為；不同作用的傳感器，也可檢測(cè)出不同類型的情況。 本章節(jié)主要介紹了本設(shè)計(jì)的選題背景、目的意義、解決方法。 課題背景 單片機(jī)現(xiàn)在已越來(lái)越廣泛地 應(yīng)用于智能儀表、工業(yè)控制、日常生活等很多領(lǐng)域，可以說(shuō)單片機(jī)的應(yīng)用已滲透到人類的生活、工作的每一個(gè)角落，這說(shuō)明它和我們每個(gè)人的工作、生活密切相關(guān)，也說(shuō)明我們每個(gè)人都有可能和有機(jī)會(huì)利用單片機(jī)去改造你身邊的儀器、產(chǎn)品、工作與生活環(huán)境。 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，他在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。由于他是不可見(jiàn)光，因此用他做防盜報(bào)警監(jiān)控器，具有良好的隱蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干擾能力強(qiáng)。這種監(jiān)控報(bào)警裝置廣泛應(yīng)用與博物館、單位要害部門和家庭的防護(hù)。 當(dāng)我們考慮的范圍廣一點(diǎn)：若是在小區(qū)每一住戶內(nèi)安裝防 盜報(bào)警裝置。當(dāng)住戶家中無(wú)人時(shí)，可把家庭內(nèi)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置為布防狀態(tài)，當(dāng)竊賊闖入時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并向小區(qū)安保中心報(bào)警。周界報(bào)警系統(tǒng)：在小區(qū)的圍墻上設(shè)置主動(dòng)紅外對(duì)射式探測(cè)器，防止罪犯由圍墻翻入小區(qū)作案，保證小區(qū)內(nèi)居民的生活安全。 有的防盜報(bào)警系統(tǒng)還連有上位機(jī)。將探測(cè)器發(fā)回的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)按防區(qū)的類型與主機(jī)的工作狀態(tài) (布防、撤防 )作出邏輯判斷，進(jìn)而發(fā)出報(bào)警。一個(gè)防盜系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在報(bào)警主機(jī)的功能上。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 目的和意義 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)手段在不斷的 增強(qiáng)，對(duì)防盜設(shè)施的智能化提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。它在以前的防盜器基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的改進(jìn)，由于使用了單片機(jī)做信號(hào)處理器，不但可以用于單一的住宅區(qū)，也可以用于較大規(guī)模住宅區(qū)的防盜系統(tǒng)。它的工作性能好，不易出現(xiàn)不報(bào)和誤報(bào)現(xiàn)象，安全可靠。 在我國(guó)，目前市面上報(bào)警器主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見(jiàn)的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。本系統(tǒng)采用了人體熱釋電紅外傳感器，在人體探測(cè)器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器 因其價(jià)格低廉、制作簡(jiǎn)單、成本低，安裝比較方便，防盜性能比較穩(wěn)定，靈敏度高、安全可靠等特點(diǎn)，備受廣大家庭用戶的歡迎。而且防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。 發(fā)展現(xiàn)狀 目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的防盜報(bào)警系統(tǒng)大部分是國(guó)外品牌，如：早期的美國(guó)安定保、 Camp。K、日本艾禮富、以色列 EL 等，近幾年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的加拿大楓葉、德國(guó)博世、美國(guó) GE 等，這些廠商無(wú)論是在資金和技術(shù)上，都具備很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)國(guó)內(nèi)廠商的發(fā)展形成巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力；國(guó)內(nèi)防盜報(bào)警產(chǎn)品廠商發(fā)展時(shí)間比較短，真正取得長(zhǎng)足發(fā)展也是在 2021 年以后，特別是在 2021 年國(guó)內(nèi)有些廠 商迅速成長(zhǎng)，投資規(guī)模和企業(yè)規(guī)模都在迅速發(fā)展和擴(kuò)大。但是與國(guó)外廠商相比還有很大差距。 現(xiàn)階段，大部分工程商安裝防盜報(bào)警產(chǎn)品時(shí)傾向于國(guó)外品牌，其中，安裝的國(guó)外產(chǎn)品主要來(lái)自美國(guó)、日本和韓國(guó)，這三個(gè)國(guó)家的產(chǎn)品占據(jù)我國(guó)報(bào)警市場(chǎng)的近80%的市場(chǎng)份額。這主要是因?yàn)?，在產(chǎn)品供給市場(chǎng)上，絕大部分國(guó)外品牌來(lái)自美國(guó)和日韓，防盜報(bào)警產(chǎn)品在這些國(guó)家的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，產(chǎn)品功能穩(wěn)定、性能完善，再加上進(jìn)入我國(guó)是時(shí)間較早，所以在我國(guó)市場(chǎng)上占有相當(dāng)大的份額。 現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)使用的各類防盜、保安報(bào)警器基本都是以超聲波、主動(dòng)式紅外發(fā)射和接收以及微波 等技術(shù)為基礎(chǔ)。而這里所涉及的被動(dòng)式報(bào)警器則采用了美國(guó)的青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 傳感元件 — 熱釋電傳感器。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)它還能鑒別出運(yùn)動(dòng)的生物與其它非生物。隨著國(guó)家智能化小區(qū)建設(shè)的推廣，防盜系統(tǒng)已成為智能小區(qū)的必需設(shè)備。利用單片機(jī)控制技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)一種具有聯(lián)網(wǎng)功能的智能無(wú)線防盜系統(tǒng)，并開發(fā)相關(guān)的傳感器。采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，不需重新布線，特別適用于已裝修用戶及布線不方便的場(chǎng)合。 系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射部分主要采用熱釋電紅外傳感器，目前紅外傳感器有熱釋電型和量子型兩 種。其中熱釋電型是基于溫度測(cè)量的工作方式。一般采用 LiTaO3作為熱釋電材料，它在溫度限定范圍內(nèi)穩(wěn)定性好且價(jià)格低廉。 LiTaO3 熱釋電材料處于自發(fā)極化狀態(tài)。當(dāng)紅外線入射吸收后，結(jié)晶的溫度改變，自發(fā)極化也發(fā)生變化結(jié)晶表面的電荷變得不平衡。把這種不平衡電荷以電壓變化的形式取出，便可檢測(cè)紅外線。因此，熱釋電材料只有在溫度變化時(shí)才產(chǎn)生電壓。如果紅外線一直照射，無(wú)不平衡電荷，電壓的變化為零。沒(méi)有紅外線照射時(shí)，結(jié)晶表面電荷同樣呈現(xiàn)為不平衡狀態(tài)。熱釋電紅外傳感器因紅外線照射 (或遮擋 )而產(chǎn)生 (或失去 )熱量才有輸出，因此，從 原理上講，它和波長(zhǎng)沒(méi)有什么關(guān)系，但應(yīng)選用合適測(cè)定波長(zhǎng)的濾光器作為窗口材料，才能實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能。 量子型紅外傳感器的特點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度高，響應(yīng)速度快，響應(yīng)的靈敏度與波長(zhǎng)有關(guān)。 信號(hào)接收部分采用的是 AT89C2051 單片機(jī)，現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器 (CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ) (RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器 (ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、 PMW(脈寬調(diào)制電路 )、 WDT(看門狗 )、有些單片機(jī)將LCD(液晶 )驅(qū)動(dòng)電路都集成 在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。 此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝 )越來(lái)越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 紅外線 紅外線簡(jiǎn)介 紅外線 紅外線是太陽(yáng)光線中眾多不可見(jiàn)光線中的一種，由德國(guó)科學(xué)家霍胥爾于1800 年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射 ,他將太陽(yáng)光用三棱鏡分解開，在各種不同 顏色的色帶位置上放置了溫度計(jì)，試圖測(cè)量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的那支溫度計(jì)升溫最快。紅外線具有： 力強(qiáng)因此得到結(jié)論：太陽(yáng)光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見(jiàn)的光線，這就是紅外線。也可以當(dāng)作傳輸之媒界。太陽(yáng)光譜上紅外線的波長(zhǎng)大于可見(jiàn)光線，波長(zhǎng)為～ 1000μ m。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長(zhǎng)為 ～ m 之間；中紅外線，波長(zhǎng)為 ～ m 之間；遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)為 ～ l000μ m之間。