【正文】 嵌套中斷， 2 個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè) 全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 單片機(jī)的應(yīng)用： 單片機(jī)在控制應(yīng)用領(lǐng)域中，有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 體積小、成本低、運(yùn)用靈活、易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器 ，做到機(jī)電儀一體化； （ 2） 面向控制，能針對(duì)性地解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得更佳的性能價(jià)格比； （ 3） 抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其他機(jī)種無法比擬的； （ 4） 可以方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。 （ 4） 系列齊全，功能擴(kuò)展性強(qiáng)。為滿足控制的需要，單片機(jī)的邏輯控制能力要優(yōu)于同等級(jí)的 CPU，特別是單片機(jī)具有很強(qiáng)的位處理能力。而 RAM則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放變量。 產(chǎn)品在安裝過程中還需要注意安裝方向，由于透鏡的光學(xué)特性決定橫切探測(cè)區(qū)域比較敏感，所以產(chǎn)品安裝時(shí)要注意入侵方向與探測(cè)器視場(chǎng)的夾角，最好成 90o垂直，這樣就可 以保證有人入侵時(shí)能最大程度橫切探測(cè)區(qū)域?，F(xiàn)在主要使用的是雙元和四 元傳感器。 菲涅爾透鏡是凸透鏡，將物體的紅外影像投射在熱電元件表面。 其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖 25 所示 , 在 VCC 電源端利用 C1 和 R2 來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號(hào)。 當(dāng)人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測(cè)元上時(shí)，電路中的傳感器將輸出電壓信號(hào)，然后使該信號(hào)通過一個(gè)由 C C R R2組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率為 16Hz，下限截止頻率為 6Hz。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳 感器輸出電壓信號(hào)。被動(dòng)紅外報(bào)警器的特點(diǎn)是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，從而完成報(bào)警功能。 人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為 910um，而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。由探測(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。 為了探測(cè)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。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。 正確的安裝應(yīng)滿足下列條件 : （ 1） 紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面 。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用 ，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無信號(hào)輸出。 被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器的特性：這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。人體都有恒定的體溫，一般在 37℃ ,所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng) 10um左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的 10um左右的紅外線而進(jìn)行工作的。本系統(tǒng)考慮到不僅要滿足可靠探測(cè)的需要，而且還需經(jīng)濟(jì)實(shí)用和安裝操作簡(jiǎn)便，所以選用了無線人體熱釋電紅外傳感器完成防盜監(jiān)測(cè)。把以文字、符號(hào)、代碼、圖形等多種形式記錄在紙或膠片上的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)等易處理的信號(hào)數(shù)據(jù)，或者讀出記錄在各種媒介上的信息并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 傳感器技術(shù) 感應(yīng)器技術(shù)是信息采集技術(shù)的第一步，感應(yīng)器是將能夠感受到的及按規(guī)定被測(cè)量的按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或 裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，其中敏感元件是指感應(yīng)器中能直接感受或響應(yīng)被測(cè)量 (輸入量 )的部分，轉(zhuǎn)換元件是指感應(yīng)器中能將敏感元件感受的或響應(yīng)的感應(yīng)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸和（或）測(cè)量的電信號(hào)的部分。 智能住宅安防報(bào)警系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)方案是參照國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)我國住宅建設(shè)的實(shí)際情況，為滿足新時(shí)期居民的居住要求，并充分考慮其經(jīng)濟(jì)性和可靠性。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)過軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。它們的進(jìn)程框圖如 圖 22 所示。 就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。 該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。 本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡(jiǎn)單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng) 、靈敏度高、安全可靠。 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案有以下兩種： 方案一； 通過傳感器檢測(cè)家庭安全隱患，把檢測(cè)結(jié)果送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制報(bào)警燈和高音報(bào)警器的啟動(dòng)。人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為 9~10um，而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在 ~20um 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。圖中，菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)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(cè)接收靈敏度。場(chǎng)效應(yīng)管輸入阻抗高達(dá) 104MΩ ，接成共漏極形式 來完成阻抗變換。 方案選擇 防盜報(bào)警系統(tǒng)一般是由入侵探測(cè)器、防盜報(bào)警控制器和接警中心（硬件加軟件）組成。在各種各樣的智能建筑和普通建筑物中需要安全防范的場(chǎng)所很多。 （ 5） 從防盜探測(cè)器與報(bào)警主機(jī)（后端處理器）的連接方式可分有線與無線 。 圖 11 防盜報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成圖 防盜報(bào)警器的分類 （ 1）報(bào)警探測(cè)器按工作原理主要可分為紅外報(bào)警探測(cè)器、微波報(bào)警探測(cè)器、被動(dòng)式紅外 /微波報(bào)警探測(cè)器、玻璃破碎報(bào)警探測(cè)器、振動(dòng)報(bào)警探測(cè)器、超聲波報(bào)警探測(cè)器、激光報(bào)警探測(cè)器、磁控開關(guān)報(bào)警探測(cè)器、開關(guān)報(bào)警探測(cè)器、視頻運(yùn)動(dòng)檢測(cè)報(bào)警器 、聲音探測(cè)器等許多種類。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光報(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。本論文的目的就是設(shè)計(jì)出一種符合上述要求的防盜報(bào)警系統(tǒng)。 現(xiàn)時(shí)社會(huì)治安問題嚴(yán)峻 ， 各種入室搶竊、偷盜事件時(shí)有發(fā)生 ,治安問題更加突出。 （ 4） 紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測(cè)到是否有人。 為了探測(cè)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。 （ 2）本紅外線 防盜 報(bào)警系統(tǒng) 由 熱釋電紅外傳感器 、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 。人體的正常體溫為 36~℃，即 309~，其輻射的最強(qiáng)的紅外線的波長(zhǎng)為λ m=2989/（ 309~） =~，中心波長(zhǎng)為 ，正好落在濾光窗的響應(yīng)波長(zhǎng)的中心。 當(dāng)人體靜止在傳感器的檢測(cè)區(qū)域 內(nèi)時(shí)，照射到兩個(gè)電容上的紅外線光能 能量相等，且達(dá)到平衡，極性相反、能量相等的光電流在回路中相互抵消，傳感器仍然沒有信號(hào)輸出。因此，小區(qū)安全防范系統(tǒng)建設(shè)已逐漸納入許多小區(qū)建設(shè)的必備項(xiàng)目中。 農(nóng)村城鎮(zhèn)化和人員流動(dòng)性增大，社會(huì)治安狀況更趨復(fù)雜，因此作為社會(huì)的基本單元“安全防范問題就顯得尤為重要”。紅外報(bào)警器大多數(shù)采用國外的先進(jìn)技術(shù) ,其功能也非常 先進(jìn)。再者，就閉路監(jiān)控電路防盜系統(tǒng)而言：它的安裝線路復(fù)雜，而且技術(shù)要求比較高，7 價(jià)格也比較昂貴，不利于廣泛利用。不僅如此，它使用了單片機(jī)做信號(hào)處理器，這樣有利于與計(jì)算機(jī)相連接，利用計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理，使整個(gè)小區(qū)的住戶基本情況、資料等在計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)起來， 方便來訪人的查詢和保安人員的統(tǒng)一管理。因?yàn)檫@兩個(gè)小電容是做在同一硅晶片上的，因此形成的等效小電容能自身產(chǎn)生極化，在電容的兩端產(chǎn)生極性相反的正、負(fù)電荷。 熱釋電紅外線傳感器由探測(cè)元、濾光窗和場(chǎng)效應(yīng)管阻抗變換器等三大部分組成，如圖 01 所示。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。其中包括被動(dòng)式熱釋電型紅外報(bào)警器 ,也即是本文將研究的產(chǎn)品。 而隨著電子通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，單片微機(jī)以其具有體積小、價(jià)格低、集成度高、性價(jià)比高等突出優(yōu)點(diǎn)已在工業(yè)控制、智能儀表、數(shù)控機(jī)床、數(shù)據(jù)采集以及各種家用電器等方面得到了廣泛應(yīng)用。 相反地，經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)也帶來了相當(dāng)大的負(fù)面社會(huì)效應(yīng)，城鄉(xiāng)、區(qū)域收入差距進(jìn)一步拉大，流動(dòng)人口也開始迅速增加，盜竊、入室搶劫等刑事案件也呈現(xiàn)出了增長(zhǎng)趨勢(shì)，人們 越來越渴望有一個(gè)安全生活的空間，但是犯罪分子的作案手段越來越高明，他們甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那種依靠安裝防盜門窗、或靠人防的防范方式越來越不能滿足人們?nèi)粘７婪兜囊?。在防護(hù)區(qū)和禁區(qū)內(nèi)采用 3種以上不同探測(cè)原理的探測(cè)器構(gòu)筑多道防線，與此同時(shí)防遮擋功能的探測(cè)器也問世了，促進(jìn)了入侵探測(cè)器技術(shù)的發(fā)展 。 82年公安部和公安部第一研究所，根據(jù)當(dāng)時(shí)的防盜報(bào)警技術(shù)的發(fā)展為故宮很多展廳安裝了主動(dòng)紅外、被動(dòng) 紅外、微波、超聲波、聲控等防盜探測(cè)器，形成了多種探測(cè)手段的防盜報(bào)警系統(tǒng)，防盜報(bào)警技術(shù)提高到一個(gè)新水平。其實(shí)我國的技防工作早在 60年代就開始了，那時(shí)候由于形勢(shì)所迫，博物館，銀行都自發(fā)采用各式各樣的防范手段，這是我國技術(shù)防范工作的初級(jí)階段。 目前，對(duì)北美的安防產(chǎn)業(yè)來說，最成功的經(jīng)營(yíng)模式就是聯(lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)模式，聯(lián)網(wǎng)報(bào)警將整個(gè)北美的安防產(chǎn)業(yè)從橫向到縱向進(jìn)行整合串并，形成了一個(gè)集中許多高科技手段和產(chǎn)業(yè)化管理水準(zhǔn)的一體化綜合性 產(chǎn)業(yè)。而此后自動(dòng)撥號(hào)系統(tǒng)的出現(xiàn)以及電話普及到千家萬戶，更使得通過電話線報(bào)警的方式得到了前所未有的發(fā)展。熱釋電紅外傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn) ,在防盜、警戒等裝置中應(yīng)用較廣。 該報(bào)警器能探測(cè)人體發(fā)出的紅外線， 由紅外線傳感器、信號(hào)放大電路、電壓比較器、延時(shí)電路和音響報(bào)警電路等組成。 目錄 實(shí)習(xí)分工情況 ................................................................................................................... 1 摘 要 ............................................................................................................................... 2 1 引言 ........................................................................................................................... 3 發(fā)展概況 ............................................................................................................. 3 設(shè)計(jì)背景 ............................................................................................................. 7 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 ................................................................................................... 8 防盜報(bào)警系統(tǒng) 的構(gòu)成 ............................................................................................ 9 防盜報(bào)警器的分類 ............................................................................................. 10 2 總體設(shè)計(jì)方案 ..............................................................................................................11 方案選擇 ............................................................................................................11 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .................................................................................................... 13 系統(tǒng)的功能要求 ....................................................................................... 15 總體的設(shè)計(jì) .............................................................................................. 15 系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) ................................................................................................. 15 傳感器技術(shù) ............................................................................................. 16 PIR 的原理特性 ......................................................