【文章內(nèi)容簡介】 使系統(tǒng)復(fù)位。方案一：主動(dòng)紅外探測器是一種紅外線光束遮擋型報(bào)警器，發(fā)射機(jī)中的紅外發(fā)光二極管在電源的激發(fā)下，發(fā)出一束經(jīng)過調(diào)制的紅外光束，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的作用變成平行光發(fā)射出去。此光束被接收機(jī)接收，由接收機(jī)中的紅外光電傳感器把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過電路處理后傳給報(bào)警控制器。紅外光在人眼看不見的光譜范圍，有人入侵該警戒線時(shí)紅外光束被遮擋，接收端輸出的電信號的強(qiáng)度會(huì)因此產(chǎn)生變化，經(jīng)放大和適當(dāng)處理，控制器發(fā)出的報(bào)警信號。方案二：被動(dòng)式紅外檢測器是熱釋電紅外線(PIR)傳感器，它是一種能檢測人體發(fā)出的紅外線并將其轉(zhuǎn)化為電信號而輸出的傳感器，它能以非接觸形式檢測出人體復(fù)位電路紅外檢測電路單片機(jī) 無線通信模塊聲光報(bào)警模塊顯示報(bào)警模塊單片機(jī)無線通信模塊江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 4 頁 共 46 頁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(gè)電壓信號加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路。熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)制成的探測元件，在每個(gè)探測器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。它本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價(jià)格低廉。 通過比較分析可知：主動(dòng)紅外入侵探測器受霧影響嚴(yán)重，對環(huán)境適應(yīng)能力比較低，而被動(dòng)式紅外入侵探測器受環(huán)境的影響較小，它是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(gè)電壓信號加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路。所以比較有優(yōu)勢，因此選這種被動(dòng)式的紅外檢測。本設(shè)計(jì)所用的熱釋感器就采用這種雙探測元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如 22 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(dāng)檢測到人體移動(dòng)信號時(shí)，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。RS Y2 Y1 R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2NPNQ1FETVcc VCC3v 12vOUT圖 22 熱釋電紅外傳感器原理圖 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 5 頁 共 46 頁 方案一：本紅外防盜系統(tǒng)以 STC15F104E 單片機(jī)為核心，外接熱釋電紅傳感器，能夠以非接觸方式探測出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號輸出，平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警。該設(shè)計(jì)包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)位電路、LED 顯示控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成如 23 所示。 圖 23 系統(tǒng)框圖 方案二：該系統(tǒng)以單片機(jī) AT89S52 系列為核心，采用紅外線發(fā)射管和紅外線接收管為發(fā)射和接收裝置，由反相器芯片反相間接控制 CPU 工作。在 CPU 程序運(yùn)行以后控制輸出口電平使得蜂鳴器器與發(fā)光二極管組成的聲光報(bào)警電路同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。系統(tǒng)原理框圖如 24 所示。復(fù)位電路紅外檢測電路單片機(jī)放大電源電路 紅外線發(fā)射電路CPUAT89S52反相器聲光報(bào)警電路紅外接收電路聲光報(bào)警模塊LED 發(fā)光顯示江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 6 頁 共 46 頁圖 24 系統(tǒng)框圖 方案比較方案一使用的控制器為STC15F104E單片機(jī)，方案二使用的控制器為AT89S52 單片機(jī)，沒有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。與方案二的單片機(jī)相比較，STC15F104E單片機(jī)功耗低，性能高而且成本不高，而且STC的I/O端口的驅(qū)動(dòng)能力比AT單片機(jī)強(qiáng)，而且面積較小，方便安裝，完全能夠滿足本方案的需求。綜上所述，根據(jù)對二種方案的比較以及對設(shè)計(jì)的紅外報(bào)警系統(tǒng)成本低廉，精確度較高，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，安裝比較方便的要求，選擇方案一來設(shè)計(jì)本紅外報(bào)警系統(tǒng)。 無線通信模塊的選擇 方案一:數(shù)據(jù)傳輸主要利用 PIC16F877 單片機(jī)對無線射頻芯片 L01 的控制實(shí)現(xiàn)的。NRF24L01 是單片射頻收發(fā)芯片其中該電路由采集電路，A/D 轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)轉(zhuǎn)換電路，接受天線等的組成。系統(tǒng)原理如 25 所示。天線 天線模擬信號傳感器濾波放大A/D單片機(jī)LO1單片機(jī)USB顯示設(shè)備LO1江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 7 頁 共 46 頁圖 25 系統(tǒng)框圖 方案二： 本設(shè)計(jì)采用一種專業(yè)的紅外編碼芯片，PT2272 IP 和 PT22622 IR 以及單片機(jī) AT89S51 為核心,電路包括紅外感應(yīng)模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，無線發(fā)射模塊，無線接收模塊。系統(tǒng)框圖如 26 所示。 圖 26 系統(tǒng)框圖 方案比較方案一主要采用 PIC16F877 單片機(jī)，由系統(tǒng)框圖可知，它需要 A/D 轉(zhuǎn)換器，USB等的接口，比較繁瑣。方案二是采用專業(yè)的紅外編碼芯片，PT2272 IP 和 PT22622 IR 以及單片機(jī) AT89S51 為核心。結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，抗干擾性好，功耗低，外圍電路簡單，使用起來比較方便。因此我選擇了第二種方案。紅外檢測電路單片機(jī)放大器無線發(fā)射發(fā)光顯示無線接收單片機(jī)顯示電路江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 8 頁 共 46 頁 LCD 液晶顯示模塊方案 LCD 可以分為好多種類，一般常見的有 12864 和 1206,12864 的像素是 128*64，能顯示 8*4 個(gè)漢字，也有顯示圖像效果的功能，但是它一般價(jià)格昂貴，不太實(shí)用。而 1206 顯示屏則比價(jià)便宜很大眾化，我設(shè)計(jì)的該顯示不需要顯示太多字符，只需要讓主人知道顯示屏上有字母變化就可以了，當(dāng)然 1206 也能滿足我設(shè)計(jì)的要求，因此我采用 1206 顯示屏。 本章小結(jié) 本章主要描述了課題分析與論證方案，包括該智能防盜報(bào)警器的紅外檢測模塊、報(bào)警模塊、無線通信模塊和液晶顯示模塊的方案選擇，通過分析都得到了一定的解決。江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 9 頁 共 46 頁 智能防盜報(bào)警器的硬件組成 智能防盜報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)可劃分為單片機(jī)、紅外檢測模塊、報(bào)警模塊、復(fù)位模塊和無線通信模塊，系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)如 31 所示。圖 31 智能防盜報(bào)警器系統(tǒng)框圖 由圖 31 可知，報(bào)警器以 STC15F104E 單片機(jī)和 AT89S51 為核心，外接熱釋電紅外傳感器，能夠以非接觸方式探測出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號輸出。平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖捷斎雴纹瑱C(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號使蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音，同時(shí)通過無線通信模塊將信號發(fā)送給主人。復(fù)位電路紅外檢測電路單片機(jī) 無線通信模塊聲光報(bào)警模塊單片機(jī)無線通信模塊LCD 顯示模塊江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 10 頁 共 46 頁 智能防盜報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì) 電源設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用 5V 的直流電壓供電。發(fā)射模塊采用一個(gè) 12V 的干電池供電，因?yàn)榘l(fā)射模塊的芯片 PT2262 靜態(tài)時(shí)基本不耗電，所以采用這個(gè)比較方便。具體電路圖如32 所示。具體電路如 32 所示。圖32 電源電路圖對于紅外檢測模塊，設(shè)計(jì)了一種實(shí)用化的基于單片機(jī) STC15F104E 的檢測放大電路。當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器上安裝的熱敏電阻受到感應(yīng)，對其熱釋紅外感應(yīng)模塊發(fā)出信號，設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，（人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平），然后將電信號放大傳給單片機(jī)處理后經(jīng)過三極管電路放大，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警。電路圖如 23 所示。江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 11 頁 共 46 頁 圖 23 紅外檢測與放大電路針對聲光報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)是：基于紅外檢測模塊實(shí)現(xiàn)之后，把之前接收到的信號傳到單片機(jī) STC15F104E，經(jīng)過單片機(jī)的處理，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警從而達(dá)到報(bào)警效果。驅(qū)動(dòng)電路將高電平信號送至放大電路然后驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備 LS（蜂鳴器）和 LED，從而達(dá)到聲音報(bào)警的效果。STC15F104E 的 2 腳 4 腳為正和負(fù)極，引腳 1,3,5,7,8 引腳都是 I/O 輸入輸出端口。電路如 34 所示。江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 12 頁 共 46 頁圖 24 報(bào)警電路 復(fù)位模塊本設(shè)計(jì)采用的是外部手動(dòng)按鍵復(fù)位電路。它是由單片機(jī)的復(fù)位引腳（RST）引腳上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能。當(dāng)按鍵按下時(shí) LCD 顯示屏開始復(fù)位，變成以前的安全狀態(tài)，電路如 25 所示。 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 13 頁 共 46 頁圖 26 復(fù)位電路 晶振模塊設(shè)計(jì)晶振模塊提供時(shí)鐘頻率和單片機(jī)的運(yùn)行速度成正比，時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)運(yùn)行的就越快。本設(shè)計(jì)晶振的目的在于使得波特率誤差為零，因?yàn)槊總€(gè)單字節(jié)的指令剛好 1us，采用 12MHZ 的晶振，并且使用與其匹配的對稱電容，接在單片機(jī)的 X1 和X2 引腳上，來獲得反向振蕩器和內(nèi)部時(shí)鐘工作的輸入和輸出，電路如 26 所示。 圖 25 晶振電路 無線通信模塊的設(shè)計(jì)1 無線通信模塊芯片簡介 本設(shè)計(jì)采用一種專業(yè)的紅外遙控編碼芯片，PT2272 IP和 PT22622 IR 為核心的電路 ,其優(yōu)點(diǎn)是 :由編解碼選通電路 ,使其具有保密性和抗干擾性能 。6路輸出相互獨(dú)立 ,并具有自鎖功能 ?？煽刂贫嗦肥褂脧?qiáng)電的通信設(shè)備 ,也可控制多路使用弱電的通信電路；還可同時(shí)分別控制多路使用強(qiáng)電、弱電的通信設(shè)備和電路。 PT2272 IP和 PT22622 IR 的引腳圖江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 14 頁 共 46 頁 圖26 PT2262IR 圖27 PT2272IR 本無線發(fā)射設(shè)備設(shè)