【正文】 量的網(wǎng)管技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和電子技術(shù)，現(xiàn)己成為十分先進(jìn)的聯(lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)平臺，它在美國、加拿大、英國、香港、臺灣等多個(gè)國家和地區(qū)都有分公司，北美的客戶數(shù)己超過 600萬， 2020年防盜報(bào)警收入總產(chǎn)值達(dá) 105億美元。罪犯撬玻璃的聲音，砸展柜的聲音傳到了值班室。相繼各個(gè)博物館、銀行、商場、超市、居民小區(qū)都陸續(xù)建立了安全防范系統(tǒng)。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的支持下，安防系統(tǒng)也是一個(gè)很完善的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，防盜報(bào)警系統(tǒng)，電視監(jiān)控系統(tǒng)，聲音系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)和巡更系統(tǒng)統(tǒng)一由一臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，標(biāo)志我國的安防事業(yè)進(jìn)入一個(gè)新階段。5 人們迫切需要一種智能型的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)，能可靠的進(jìn)行日常安全防范工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種險(xiǎn)情并通知戶主，以便將險(xiǎn)情消滅在萌芽狀態(tài)，這樣人們便可安心工作，同時(shí)也保證了居民的生命財(cái)產(chǎn)不受損失。 紅外線 作為一種 不 可 見光 ，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 。 從現(xiàn)代人們住宅發(fā)展的趨勢來看，現(xiàn)代人們住宅主要是向群體花園式住宅區(qū)發(fā)展，向高空中發(fā)展，一般都是一個(gè)住宅區(qū)有幾棟至幾十棟以上，但目前市面上所擁有的家庭電子防盜報(bào)警器，只能用于單一的住宅單元，不利于統(tǒng)一管理，而且也不能滿 足現(xiàn)代住宅區(qū)的發(fā)展要求，所以很有必要對家庭電子防盜報(bào)警器進(jìn)一步完善和提高。目前市場上常見的熱釋電人體紅外線傳感器主要有上海賽拉公司的 SD0 PH5324，德6 國 Perkinelmer 公司的 LHi95 LHi958，美國 Hamastsu 圖 01 實(shí)物圖 公司的 P2288，日本 Nippon Ceramic 公司的 SCA02 RS02D 等。如 SD02的敏感單元由鋯鈦酸鉛制成； P2288 由 LiTaO3 制成。 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)。 （ 2） 開關(guān)式電子防盜報(bào)警器一般只有一個(gè)定點(diǎn)，有效范圍小，而且各種開關(guān)也易壞，失報(bào)和誤報(bào)率就高，不可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時(shí)它的信號經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和 PC 機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和用戶操作。還有紅外監(jiān)控?zé)o線報(bào)警器 ,超聲波防盜報(bào)警器 ,紅外線防盜報(bào)警器 ， 高靈敏紅外報(bào)警器 ， 觸摸式延時(shí)防盜報(bào)警器 , 觸摸式防盜報(bào)警器 ,紅外報(bào)警器 , 紅外線聲光報(bào)警器等。 所以作為新一代的智能安全防盜報(bào)警器系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，并日益受到廣泛的重視和運(yùn)用。 上述發(fā)展趨勢，事實(shí)上都建立在數(shù)字化、無線化、集成化的三大核心技術(shù)基礎(chǔ)上。綜上所述，傳感器只對移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的人體和體溫近似人體的物體起作用。 （ 1）該設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。終端由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設(shè)定模塊等部分組成。因此 可把 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，使探測器工作。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標(biāo)。防盜報(bào)警系統(tǒng)是利用探測器裝置對建筑物內(nèi)外重要地點(diǎn)和區(qū)域進(jìn)行布防，探測。 防盜報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成 防盜報(bào)警系統(tǒng)是用物 理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測發(fā)生在布防監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的10 侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號，并提示值班人員發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能采取對策的系統(tǒng)。 防盜報(bào)警系統(tǒng)由探測器、傳感器、控制器、報(bào)警器、顯示器幾部分構(gòu)成，如圖所示。 （ 3）報(bào)警探測器按探測范圍的不同又可分為點(diǎn)控報(bào)警探測器、線控報(bào)警探測器、面控報(bào)警探測器和空間防范報(bào)警探測器。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)使用情況不同，合理選擇不同防范類型的報(bào)警探測器，才能滿足不同的安全防范要求。因此，就需要各種各樣的報(bào)警探測器，以滿足不同的安全防范要求。 熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。 對于移動(dòng)速度非常緩慢的物體，如陽光，兩個(gè)電容上的紅外線光能能量仍然可以看作是相等的，在回路中相互抵消；再加上傳感器的響應(yīng)頻率很低 (一般為~10Hz)，即傳感器對紅外光的波長的敏感范圍很窄 (一般為 5~15um)，因此 ，傳感器對它們不敏感，因而無輸出。熱釋電紅外傳感器是報(bào)警器設(shè)計(jì)中的核心器件，它可以把人體的紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號以供信號 處理部分使用；信號處理主要是把傳感器輸出的微弱電信號進(jìn)行放大、濾波、延遲、比較，為報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。 BISS0001 是一款高性能的傳感信號處理集成電路。 通過比較，方案二能滿足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡單有效，固本設(shè)計(jì)選擇方案二。 為了探測移動(dòng)人體 ,通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器 ,在這種傳感器內(nèi)部 ,兩個(gè)敏感元件反相連接 ,當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件極化程度相同 ,互相抵消。電路結(jié)構(gòu)做成可劃分為：熱釋電紅外傳感器 、家庭智能報(bào)警器、單片機(jī)控 制電路、 LED 控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入 /輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。當(dāng)報(bào)警延遲 10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號，然后通過 LED 顯示報(bào)警次數(shù)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警 10s 鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。 系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 本系統(tǒng)主要有電源電路、熱釋電紅外傳感器電路、振動(dòng)位移傳感器模塊、16 ST89C52控制電路、警鈴電路部分組成。對某種特定要求，需檢測目標(biāo)物的存在狀態(tài)，把某狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)或裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。檢測控制系統(tǒng)處于某種狀態(tài)的信息，并由此控制系統(tǒng)的狀態(tài)，或者跟蹤系統(tǒng)變化的目標(biāo)值。 在電子防盜、人體探測器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測器的應(yīng)用非常 廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶的歡迎。紅外感應(yīng)源通常采用一些熱釋電元件（強(qiáng)介電質(zhì)材料如鈦鎬酸鉛、鈦酸鋇等）作成。為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用。 抗干擾性能： 防小動(dòng)物干擾：探測器安裝在推薦的使用高度，對探測范圍內(nèi)地面上的小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。 18 （ 3） 紅外線熱釋電傳感器探測范圍內(nèi)不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。 熱釋電紅外線傳感器 簡介 熱釋電紅外線傳感器是 80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件，它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號輸出。 PIR 的原理特性 熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2*1mm 的探測元件。 菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“ 盲區(qū) ” 和 “ 高靈敏區(qū) ” ，以提高它的探測接收靈敏度。 一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi) ， 人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的 熱量不同 ，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號處理 而輸出電壓信號。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。本設(shè)計(jì)運(yùn)用集成運(yùn)算放大器 LM317來進(jìn)行兩級放大，以使其獲得足夠的增益。 RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2N P NQ1F E TV c c V C C3v 12vOUT 圖 25 熱釋電紅外傳感器原理圖 21 圖 26 菲涅爾透鏡 被動(dòng)紅外探測器光學(xué)系統(tǒng)的類型 被動(dòng)紅外探測器光學(xué)系統(tǒng)包括菲涅爾透鏡、拋物面反射鏡、遮擋片三種類型。 熱釋電器件是熱釋電傳感器的核心元件，是將熱輻射變?yōu)殡娏鞯膭?dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)換元件，熱釋電器件的電特征屬性是一個(gè)以熱電晶體薄膜為電介質(zhì)的平板電容器，隨著溫度的改變，熱電晶體表面自發(fā)極化電荷其規(guī)模具有跟隨變化的性質(zhì)，即熱輻射可引起該電容器的電容量變化，從而可利用這一特性來探測變化的熱輻射。 缺點(diǎn)主要為： （ 1） 容易受各種熱源、陽光源干擾； （ 2） 受環(huán)境溫度限制，環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，靈敏度下降； （ 3） 針對被動(dòng)紅外探測器存在的缺點(diǎn)，可以采用不同的措施來避免產(chǎn)品誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。單片機(jī)與通用微型計(jì)算機(jī)相比較，它在硬件結(jié)構(gòu)、指令設(shè)置上均有其獨(dú)到之處，主要特點(diǎn)如下： （ 1） 單片機(jī)中的存儲器 ROM和 RAM是嚴(yán)格分工的。但單片機(jī)上 RAM是作為數(shù)據(jù)存儲器用，而不是當(dāng)作高速數(shù)據(jù)緩沖存儲器（ Cache）用。 （ 3） 單片機(jī)的 I/O引腳通常是多功能的。 （ 5） 單片機(jī)的功能是通用的。 （ 1） 工業(yè)控制 24 數(shù)控機(jī)床，溫度控制，可編程順序控制，電機(jī)控制，工業(yè)機(jī)器人，智能傳感器，離散與連續(xù)過程控制； （ 2） 儀器儀表 智能儀器，醫(yī)療器械，液體和氣體色譜儀，數(shù)字示波 器； （ 3） 電訊技術(shù) 調(diào)制解調(diào)器，聲象處理，數(shù)字濾波，智能線路運(yùn)行控制； （ 4） 辦公自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備 圖形終端機(jī)，傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，繪圖儀，磁盤 /磁帶機(jī)，智能終端機(jī)； （ 5） 導(dǎo)航與控制 導(dǎo)彈控制，魚雷制導(dǎo)，智能武器裝置，航天導(dǎo)航系統(tǒng)； （ 6） 汽車與節(jié)能 點(diǎn)火控制，變速控制，防滑車控制，排氣控制，最佳燃料控制，計(jì)費(fèi)器，交通控制； （ 7） 商用產(chǎn)品 自動(dòng)售貨機(jī)，電子收款機(jī)，電子秤，銀行統(tǒng)計(jì)機(jī)； （ 8） 家用電器 微波爐，電視機(jī)，錄像機(jī)，音響設(shè)備，游戲機(jī)。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷 系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。下面介紹幾個(gè)主要部分。因此常說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器是指前 128 個(gè)單元，簡稱內(nèi)部 RAM。 （ 6） 串行口 ST89C52 有 1 個(gè)全雙工的可編程串行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。 （ 8） 時(shí)鐘電路 ST89C52 單片機(jī)芯片內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。系統(tǒng)的地址信號、數(shù)據(jù)信號和控制信號分別通過系統(tǒng)的三大總線 — 地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線進(jìn)行傳送，總線結(jié)構(gòu)減少了單片機(jī)的連線和引腳，提高了集成度和可靠性。 （ 3） 三層程序存儲器瑣。 （ 7） 六個(gè)中斷源。 GND： 接地。在 FLASH編程時(shí)， PO口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， PO輸出原碼，此時(shí) PO外部必須被 拉高。 P2口 ： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 1/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，31 由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流 (ILL)這是由于上拉的緣故。 XTAL1： 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 直流電壓增益高 (約 100dB) 。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。在閑置模式下， CPU 停止工作。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 振蕩器特性 （ 1） XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 RST： 復(fù)位輸入。 P3口 ： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 1/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 l時(shí)，被定義為高阻輸入。 （ 9） 支持低功耗模式和掉電模式。 （ 5） 32跟可編程輸 /輸出線。 ST89C52 較詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 21028 圖 210 ST89C52 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 29 ST89C52的特點(diǎn) ： ST89C52是 ATMEL公司采用 CMOS工藝生產(chǎn)的低功耗、高性能 8位單片機(jī)，與 MCS51單片機(jī)兼容，其功能特點(diǎn)為： （ 1） 4K字節(jié)閃爍存儲器 (FLASH)，可進(jìn)行 1000次寫、擦除操作。 （ 9） 內(nèi)部總線 上述部件只有通過內(nèi)部總線將其連接起來才能構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)。 （ 7） 中斷控制系統(tǒng) ST89C52 的中斷系統(tǒng)功能較強(qiáng)，可以滿足一般控制應(yīng)用的需要。 （ 4） 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 27 出于控制應(yīng)用的需要，芯片內(nèi)部共有兩個(gè) 16位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對單片機(jī)進(jìn)行 控制。 ST89C52 的 CPU 是一個(gè)字長為 8 位的中央處理單元，即它對數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進(jìn)行的。 圖 29 為 ST89C52 單片機(jī)的基本組成功能方塊圖。 ST89C52 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個(gè)中斷優(yōu)25 先級 2層中斷