【正文】 紅外防盜報警系統(tǒng)畢業(yè)論文 1 引言 隨著社會的不斷進步和科學技術、經(jīng)濟的不斷發(fā)展隨著社會的發(fā)展，科學技術的進步和安全防范意識的增強，對私有財產(chǎn)的保護意識在不斷的增強，因而對防盜措施提出了新的要求。本設計就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設計的家庭式電子防盜系統(tǒng)。就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報警器、開關電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器，但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點。而本設計中所使用的紅外線是不可見光，有很強的隱蔽性和保密性，本設計它集紅外報警、溫濕度測量顯示、實時時鐘為一體，簡單實用，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠，具有較高的應用價值。 設計任務與要求 紅外報警監(jiān)控系統(tǒng)由紅外熱釋電傳感器、溫濕度傳感器、DS1302時鐘電路、EEPROM存儲電路、液晶屏和鍵盤組成。其主要功能有：（1）紅外熱釋電傳感器獲取人體入侵信息，當監(jiān)控功能打開并且有人入侵時，驅動蜂鳴器報警，LED報警燈亮。（2）報警時間自動存儲至EEPROM存儲器，當按查詢按鈕時顯示上次報警時間。（3）不間斷測量當前溫度和濕度數(shù)據(jù)，并在液晶屏上實時顯示。（4）具備不間斷時鐘電路，當前時間在液晶屏顯示。時鐘電路具有后備電池，系統(tǒng)掉電后始終依然運行，再次上電顯示當前時間，無須重新調時。（5）四鍵鍵盤可以調校時鐘初始值，具體方法是連續(xù)按設置鍵直至“年”、“月”、“日”、“時”、“分”、“秒”相應的位置閃爍，再通過Up鍵和Down鍵調整數(shù)值，調整完畢繼續(xù)按設置鍵進入正常狀態(tài)。（6）可以通過設置鍵打開或關閉監(jiān)控報警功能。（7）可以查詢上次報警時間，再次按查詢鍵退出查詢狀態(tài)?；A知識介紹、熱釋電效應原理熱釋電傳感器是一種將熱量變化轉換為電量變化的能量轉換器件。因紅外線具有很強的熱效應，當交互變化的紅外線照射到晶體表面時，晶體溫度迅速變化，這時會發(fā)生電荷的變化，從而形成一個明顯的外電場，這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應。熱釋電紅外傳感器內部的熱釋電晶體的極化，隨著溫度的變化而變化。當恒定的紅外輻射照射在探測器探頭上時，熱釋電晶體溫度不變，晶體對外呈電中性，探測器沒有電信號輸出，因而恒定的紅外輻射不能被檢測到。另外熱釋電晶體輸出的是電信號，不能直接使用，需要用電阻將其轉換為電壓形式，該電阻阻抗高達104M歐，故引入N 溝道結型場效應管接成共漏形式來完成阻抗變換。熱釋電紅外線元件是一種典型的熱量傳感器，常用紅外光發(fā)射能量作為整個防盜報警裝置中檢測入侵者及其活動的手段。、被動式熱釋電傳感器防盜報警工作原理熱釋電人體紅外線傳感器是上世紀80年代末期出現(xiàn)的一種新型傳感器件， 現(xiàn)在電子防盜報警設備研制中已得到廣泛的應用。通常我們采用的熱釋電傳感器防盜報警電路，是利用該電路檢測到有人進入防范區(qū)時通過能量變化導致產(chǎn)生電信號，最終電聲報警。其工作原理如下：一般人體體溫是37℃，所以會發(fā)出波長10um左右的紅外線，被動式紅外傳感器探頭就是靠探測人體發(fā)射的10um 左右的紅外線進行工作的。人體發(fā)射的10um 左右的紅外線通過菲涅耳濾光片增強后聚集到紅外感應源上，紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，經(jīng)后續(xù)電路檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號了。在紅外探頭中有兩個關鍵性的器件，一個是熱釋電紅外傳感器，它能將波長為8~ 12um 之間的紅外信號的變化轉變?yōu)殡娦盘枺ψ匀唤缰械目梢姽庑盘柧哂幸种谱饔?，因此在紅外探測器的有效警戒區(qū)內，當無人體移動時，熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度，沒有信號變化，所以不能產(chǎn)生電信號，也不會報警；當人體進人警戒區(qū)，通過菲涅耳透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異信號，此時產(chǎn)生電信號，從而報警。另外一個器件就是菲涅耳透鏡，它具有聚焦即將熱釋電的紅外信號反射在紅外傳感器上的作用， 還能將警戒區(qū)內分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入警戒區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式在熱釋電紅外傳感器上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號，這樣熱釋電紅外傳感器產(chǎn)生變化的電信號，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后產(chǎn)生報警信號。、被動式紅外報警器組成結構被動式紅外報警器主要由菲涅耳光學系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號濾波和放大電路、信號處理和報警電路等幾部分組成( 如圖21 所示) 。圖21 被動式紅外報警器組成框圖菲涅爾透鏡一般采用聚乙烯塑料片制成，顏色為乳白色或黑色，呈半透明狀，但對波長為10Lm左右的紅外線來說卻是透明的。菲涅耳透鏡的焦點一般為5 厘米左右，除有聚焦作用還可形成可見區(qū)和盲區(qū)，實際應用時一般把菲涅耳透鏡固定在傳感器正前方1~ 5 厘米的地方。當物體射出的紅外線通過菲涅耳透鏡后，傳到熱釋電紅外探測器，這時熱釋電紅外探測器將輸出脈沖信號，脈沖信號經(jīng)放大和濾波后，由電壓比較器將其與基準值進行比較，當輸出信號達到一定值時，報警電路發(fā)出警報。被動式熱釋電紅外探頭的優(yōu)點是本身不發(fā)生各種類型的輻射，器件的功耗小、隱蔽性好、價格低。缺點是具有容易受各種熱源、光源及射頻輻射的干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；當環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度下降，有時還會短時失靈。目前市場上經(jīng)常采用P288型熱釋電紅外傳感器作為敏感元件，能以非接觸方式檢測出人體輻射出的紅外能量，并將其轉化為電信號輸出。該傳感器外接12V電源，內部裝有菲涅耳透鏡，檢測區(qū)域為球形，有效警戒距離為12~ 15m，方向角為85度。當紅外警戒區(qū)內無移動物體時，傳感器無輸出信號，報警電路不工作；當有人闖入警戒區(qū)時，只要人體移動，其輻射出的紅外線便會被熱釋電紅外傳感器所接收，并輸出微弱的電信號。該信號經(jīng)運算放大器A1和A2放大后，會輸出一個較強的電信號。再輸送給由A3 和A4 組成的雙限電壓比較器。、DYPME003人體感應傳感器圖2所示電路比較繁瑣，調試難度也較大。目前市場上有集成紅外人體感應傳感器，將熱釋電傳感器、菲涅耳透鏡和調理電路集成在一個模塊上，可以實現(xiàn)5伏電壓供電，性能穩(wěn)定，使用方便。DYPME003人體感應傳感器就是這樣一款基于紅外線技術的自動控制產(chǎn)品，靈敏度高，可靠性強，超低電壓工作模式，廣泛應用于各類自動感應電器設備，尤其是干電池供電的自動控制產(chǎn)品中。其功能特點：l 全自動感應：人進入其感應范圍則輸出高電平，人離開感應范圍則自動延時關閉高電平，輸出低電平。l 光敏控制（可選擇，出廠時未設）：可設置光敏控制，白天或光線強時不感應。l 溫度補償(可選擇，出廠時未設)：在夏天當環(huán)境溫度升高至30～32℃，探測距離稍變短，溫度補償可作一定的性能補償。l 兩種觸發(fā)方式：:即感應輸出高電平后，延時時間段一結束，輸出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖?；：即感應輸出高電平后，在延時時間段內，如果有人體在其感應范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘K檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點)。l 具有感應封鎖時間(默認設置:)：感應模塊在每一次感應輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設置一個封鎖時間段，在此時間段內感應器不接受任何感應信號。l 工作電壓范圍寬：。l 微功耗：靜態(tài)電流50微安，特別適合干電池供電的自動控制產(chǎn)品。l 輸出高電平信號：可方便與各類電路實現(xiàn)對接。DYPME003人體感應傳感器的感應范圍如圖22所示： 圖22 DYPME003人體感應傳感器的感應范圍DYPME003人體感應傳感器的電氣參數(shù)如表1所示：表21 DYPME003人體感應傳感器的電氣參數(shù)電氣參數(shù)DYPME003人體感應模塊工作電壓范圍DC 靜態(tài)電流 50uA 電平輸出 V /低0V 觸發(fā)方式L不可重復觸發(fā)/H重復觸發(fā) 延時時間5200S(可調)可制作范圍零點幾秒幾十分鐘封鎖時間(默認)可制作范圍零點幾秒幾十秒電路板外形尺寸 32mm*24mm感應角度 100度錐角感應距離7米以內工作溫度15+70度感應透鏡尺寸直徑:23mm(默認)其外型如圖23所示： 圖23 DYPME003人體感應傳感器外型圖硬件設計本研究設計的溫濕度控制器框圖如圖31所示。圖31 紅外報警監(jiān)控系統(tǒng)方框圖圖中STC89C52單片機隨時監(jiān)控DYPME003紅外人體傳感器送來的報警信號。當報警功能打開并且傳感器檢測到有人侵入時，單片機通過聲（蜂鳴器）光（LED發(fā)光管）報警，同時將入侵時間記錄在外部存儲芯片AT24C04中。系統(tǒng)還可以即時顯示當前環(huán)境溫濕度值。單片機每2秒鐘從DHT11溫濕度傳感器中讀入溫度和濕度，在液晶屏上即時顯示。系統(tǒng)通過DS1302時鐘電路獲得并顯示當前時間。該時間初始值可以通過設置鍵、上調鍵和下調鍵設定，由于具有后備電池，主控系統(tǒng)斷電后時鐘仍然繼續(xù)運行。系統(tǒng)通過四鍵鍵盤切換開、關報警狀態(tài)，設定時鐘初始值，查詢報警時間等。系統(tǒng)各單元電路介紹如下。、單片機電路 本設計選用宏晶公司高性能單片機STC89C52采用主控芯片，該芯