【文章內(nèi)容簡介】 的電量變化。 ? 紅外測溫產(chǎn)品 50 多種紅外測溫儀和非接觸紅外測溫系統(tǒng)可滿足不同行業(yè)用戶的特殊需求 ,提供最優(yōu)非接觸紅外測溫解決方案。在高性能和高品質(zhì)的紅外測溫產(chǎn)品市場，來自德國的 HEITRONICS 以其在尖端領(lǐng)域應(yīng)用中良好的品質(zhì)紀錄，被廣泛公認為是世界一 流的紅外測溫產(chǎn)品供應(yīng)者而受到信任。 ? 人體熱釋電紅外傳感器 在電子防盜、人體探測器領(lǐng)域中，被動式熱釋電紅外探測器的應(yīng)用非常廣泛，因其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 ? 無線紅外傳感器 無線紅外傳感器又名無線紅外探測器，無線智能幕簾 /廣角紅外探測器采用美國軍用紅外傳感器進行信號采集探測與摩托羅拉芯片組合集成單片機智能技術(shù)控制，自動溫度補償、微電流省耗、無誤報、無漏報、探測距離遠、工作穩(wěn)定、性能可靠、外形精巧、美觀大方。機內(nèi)設(shè)置電源外撥開關(guān)，外出設(shè)防可以接通電源，達到更加省電的效果。它是根據(jù)人 體紅外光譜而工作，當人體在其接收范圍內(nèi)活動時，探測器輸出報警信號，廣泛用于銀行、倉庫和家庭等場所的安全防范。它是目前可靠性較高的產(chǎn)品，紅外探測部分采用報警器用傳感器和紅外專用處理 IC。高頻發(fā)射部分采用最新聲表面（ S）穩(wěn)頻技術(shù)，配合成熟的外圍電路，使得產(chǎn)品具有紅外探測靈敏度好、誤報率低、高頻發(fā)射頻率穩(wěn)定、發(fā)射功率大的特點。 總而言之，不同類型的探測器用不同的手段探測各種入侵行為，如人體的移動、物體的震動、玻璃的破碎和門窗的開關(guān)等，系統(tǒng)將所得的信號進行邏輯判斷，發(fā)出警報。常用的傳感器有對射紅外探測器、磁控管（門 磁）、震動開關(guān)、被動紅外探測器（ PIR）、雙鑒探測器、煙感、溫感探測頭等。這些傳感器不僅可以對室內(nèi)的門、窗、敞開的陽臺、固定玻璃、保險箱等的異常情況進行監(jiān)測，而且還能對家中的火警進行監(jiān)測。在家中無人的情況下還具有探測有無物體移動的功能，以發(fā)現(xiàn)家中是否有偷竊等異常情況。這些器件有效地為控制單元傳送現(xiàn)場的資料，提供報警控制。而本設(shè)計采用由熱釋電紅外線傳感器和振動位移傳感器構(gòu)成的復(fù)合式傳感器，通過探測人體特有的紅外線和人體的運動來檢測盜情。 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 9 熱釋電紅外傳感器的原理 熱釋電紅外 (PIR)傳感器 是一種能檢 測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器。它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置， 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)換成電壓信號輸出，將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。 其工作電路原理及設(shè)計電路如 圖 2— 2 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。當檢測到人體移動信號時，電荷信號經(jīng)過 FET 放大后，經(jīng)過 C2， R1 的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過 NPN 的轉(zhuǎn)化，輸出 OUT 為低電平。 RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2N P NQ1F E TV c c V C C3v 12vOUT 圖 2— 2 熱釋 電紅外傳感器原理圖 熱 釋電紅外傳感器是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾，該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸 出。 熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計時應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進行極化，這樣便制成 了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負極性的。 熱釋電紅外傳感器的選定 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 10 目前常用的熱釋電紅外傳感器型號主要有 P22 LHI95 LHI95 RE200B、等。熱釋電紅外傳感器通常采用 3 引腳金屬封裝，各引腳分別為電源供電端（內(nèi)部開關(guān)管 D極， DRAIN)、信號輸出端（內(nèi)部開關(guān)管 S極， SOURCE）、接地端（ GROUND)。本設(shè)計傳感器采用雙元熱釋電紅外傳感器 RE200B，該傳感器翻用熱釋電材料極化隨溫度變化的特殊探測紅外輻射，并采用雙靈敏元互補方法抑制干擾 ，以提高傳感器的工作溫度。傳感器 RE200B 內(nèi)部電路圖如下： D 腳接工作電壓，其工作電壓低且范圍寬（ ）； S 腳為輸出源極電壓； GND 腳為接地。如 圖 2— 3 所示 ，為熱釋電紅外傳感器 RE200B 的內(nèi)部電路框圖。 圖 2— 3 熱釋電紅外傳 感器 RE200B 的內(nèi)部電路框圖 熱釋電紅外傳感器 RE200B 的主要工作參數(shù)： 工作電壓：常用工作電壓范圍為 3~15V； 工作波長：通常為 ~14um； 源極電壓：通常為 ~， R 約為 47kΩ； 輸出信號電壓：通常大于 ； 檢測距離：檢測距離 約為 6~10m； 水平角度：約為 120176。； 工作溫度范圍： 10℃ ~40℃ 。 振動位移傳感器 的選定 本系統(tǒng)采用 ND—1型振動位移傳感器，它是一種集振動和位移于一體的全方位傳感器。它的技術(shù)指標及 參數(shù)見表 2— 1。其 內(nèi)部采用先進的固態(tài)加速度檢測器件，基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 11 對外來振動十分敏感。 圖 2— 4是 ND—1型振動位移傳感器的內(nèi)部組成框圖，它由振動和位移傳感元件、靈敏度限制電路、檢測控制電路、延時電路和輸出級等構(gòu)成。 由于器件內(nèi)部集成度很高 ,外圍電路相當簡單，圖中的 C是延時控制電容，取值越大，延時就越長，反之則越短，一般取 值 ～ 10uF，這里取值為 。當人體在不斷運動時，輸出為高電平，并通過內(nèi)部電路延時，當人體停止運動時，輸出轉(zhuǎn)為低電平。 R是外接靈敏度設(shè)定電阻，取值在 51K～ 100K之間，阻值越大，靈敏度就越高，此電阻可以不接，這時傳感器靈敏度最高。 圖 2— 4 ND— 1型振動位移傳感器的內(nèi)部 表 2— 1 振 動位移傳感器 技術(shù)指標及參數(shù) 顯示器工作原理及其選擇 LED 數(shù)碼管在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍，其由發(fā)光二極管組成。 LED 數(shù)碼管 有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。 所謂靜態(tài)顯示就是當顯示器顯示某一個字符時，相應(yīng)的發(fā)光二級管恒定地導(dǎo)通或截止 。 這種顯示方式每一位都需要有一個 8 位輸出口控制，靜態(tài)顯示時，較小的電流 就 可以得到較高的亮度且字符不閃爍，所以可以采用 8255A 的輸出口直接驅(qū)動。當顯示器位數(shù)較少時采用靜態(tài)顯示的方法是適合的。當位數(shù)較多是，用靜態(tài)顯工作電壓 靜態(tài)電流 靈敏度 檢測方向 位移檢測依據(jù) 工作溫度 體積 3V—12V 3V時 500毫安 全向 加速度 － 30℃～65℃ 12 2232mm 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 12 示所需 I/O 口太多，一般采用動態(tài)顯示方法。 所謂 動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點亮顯示器各個位（掃描），對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮時間和間隔時間有關(guān)。調(diào)整電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。若顯示的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共位只需要一個 I/O 口（稱為掃描口），控制顯示器的各位所顯示的字型也需一個 8 位口（稱為段數(shù)據(jù)口），為了防止閃爍，顯示的時間在 1～ 2ms。 LCD 是低電壓驅(qū)動，極微小功耗，與 CMOS 功耗電路可直接 匹配，此外其極薄的扁平結(jié)構(gòu)在極亮的環(huán)境光下使用，以及信息容量大，生產(chǎn)容易等，都充分顯示了它的優(yōu)越性能。但是液晶顯示一個最大的缺點，是工作溫度范圍較窄，特別是低濕范圍不夠，液晶顯示器不宜施加直流電壓，一般來說，使用液晶顯示信息，需要液晶材料或器件，相應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三者統(tǒng)一。 但 在本設(shè)計中需要使用液晶顯示。 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量為 16 2 個字符；芯片工作電壓為 ~；工作電流為 ()；模塊最佳工作電壓為 ；字符尺寸為 (WH)mm。 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊 ，能夠同時 顯示 16x02（ 2 行，每行 16 個） 即 32 個字符 ，如 圖 2— 5 為 LCD1602 引腳排列圖： 1 腳： VSS 為電源地 。 2 腳 ： VCC 接 5V 電源正極 。 3 腳 ： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度 ）。 4 腳： RS 為 寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平選擇指令寄存器。 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平讀操作，低電平寫操作。 6 腳： E(或 EN)端為使能端。 7～ 14 腳： DB0～ DB7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 15～ 16 腳：空腳或背燈電源 。 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 13 15 腳背光正極， 16 腳背光負極。 圖 2— 5 LCD1602 時鐘芯片 DS1302的介紹 DS1302 是一種高性能 、 低功耗 、 帶 RAM 的實時時鐘 芯片 ，它可以對年、月、日、周 、 日、時、分、 秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 具有 主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供對備 用 電源進行涓細電 流 充 電的能力。 DS1302 引腳排列如圖 2— 6 所示 ： 8 腳： VCC2 為主電源 VCC1 為后備電源 。 在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行 ； DS1302 由 VCC1 或 VCC2 兩者中的較大者供電 ； 當 VCC2 大于 VCC1+ 時， VCC2 給 DS1302 供電。當 VCC2 小于 VCC1 時， DS1302 由 VCC1供電。 3 腳： X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 5 腳： RST 是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST 輸入有兩種功能： RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器 ； RST 能 終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送。當 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。傳送過程中 RST 置為低電平，終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時 ， VCC 之前， RST 必須保持低電平。只有 SCLK 為低電平，才能將 RST 置為高電平。 6 腳 ： I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 14 7 腳： SCLK 為時鐘輸入端 。 圖 2— 6 DS1302 外擴存儲器 AT24C02 的介紹 AT24C02 為 2K 位串行 CMOS EEPROM， 內(nèi)部含有 256 個 8 位字節(jié) ， 有一個16 字節(jié)頁寫緩沖器。該器件通過 I2C 總線接口進行 數(shù)據(jù)和地址的傳輸 ，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 I2C 規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器 ， 任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器 ， 數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的 ，主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)的模式， 通過器件地址輸入端 A0、 A1 和 A2 可以實現(xiàn)將最多 8 個 AT24C02 器件連接到總線上 。如 圖 2— 7 為 AT24C02 引腳排列圖： 3 腳： 器件地址輸入端 。 輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址，懸空時默認值為 0。當使用 AT24C02 時最大可級聯(lián) 8 個器件 。 5 腳： SDA 串行數(shù)據(jù) /地址。 雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收， SDA 是一個開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或（ WIREOR） 。 6 腳： SCL 串行時鐘 。 串行時鐘腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘 。 7 腳： WP 寫保護 。 WP 管腳連接到 VCC，內(nèi)容都被寫保護 為 只讀。當 WP 管腳連接到 GND 或懸空允許器件進行正常的讀 /寫操作 。 AT24C02 的極限參數(shù)：工作溫度工業(yè)級 55℃ ~+125℃；商業(yè)級 0 ℃ ~+75℃；貯存溫度 65℃ ~+150℃；各管腳承受電壓 ~+； VCC 管腳承受電壓 ~+；封裝功率損耗（ Ta=25℃） ；焊接溫度 (10 秒 ) 300℃；輸出短路電流100mA。 AT24C02 的特性如下：數(shù)據(jù)線上的看門狗定時器；可編程復(fù)位門欄電平； 高數(shù)據(jù)傳送速率為 400KHz 和 1C 總 線兼容； 至 7V 的工作電壓；低功耗 CMOS工藝； 16 字節(jié)頁寫緩沖區(qū)；片內(nèi)防誤擦除寫保護；高低電平復(fù)位信號輸出； 100 萬次擦寫周期；數(shù)據(jù)保存可達 100 年；商業(yè)級、工業(yè)級和汽車溫度范圍。 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)