【文章內(nèi)容簡介】 使系統(tǒng)復位。方案一：主動紅外探測器是一種紅外線光束遮擋型報警器，發(fā)射機中的紅外發(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)過光學系統(tǒng)的作用變成平行光發(fā)射出去。此光束被接收機接收，由接收機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紅外光束被遮擋，接收端輸出的電信號的強度會因此產(chǎn)生變化，經(jīng)放大和適當處理，控制器發(fā)出的報警信號。方案二：被動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位電路紅外檢測電路單片機 無線通信模塊聲光報警模塊顯示報警模塊單片機無線通信模塊江蘇理工學院畢業(yè)設計（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。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。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，在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，并將兩個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，價格低廉。 通過比較分析可知：主動紅外入侵探測器受霧影響嚴重，對環(huán)境適應能力比較低，而被動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。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。所以比較有優(yōu)勢，因此選這種被動式的紅外檢測。本設計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計電路如 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。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 江蘇理工學院畢業(yè)設計（論文）第 5 頁 共 46 頁 方案一：本紅外防盜系統(tǒng)以 STC15F104E 單片機為核心，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)化為相應的電信號輸出，平時傳感器輸出低電平，當有人在探測區(qū)范圍內(nèi)移動時輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機，作為單片機的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機內(nèi)部軟件編程處理后，單片機輸出控制信號，驅(qū)動聲光報警電路開始報警。該設計包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳探頭電路、報警電路、單片機、復位電路、LED 顯示控制電路及相關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 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警電路同時進行聲光報警。系統(tǒng)原理框圖如 24 所示。復位電路紅外檢測電路單片機放大電源電路 紅外線發(fā)射電路CPUAT89S52反相器聲光報警電路紅外接收電路聲光報警模塊LED 發(fā)光顯示江蘇理工學院畢業(yè)設計（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，方案二使用的控制器為AT89S52 單片機，沒有數(shù)據(jù)存儲功能。與方案二的單片機相比較，STC15F104E單片機功耗低，性能高而且成本不高，而且STC的I/O端口的驅(qū)動能力比AT單片機強，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計的紅外報警系統(tǒng)成本低廉，精確度較高，驅(qū)動能力強，安裝比較方便的要求，選擇方案一來設計本紅外報警系統(tǒng)。 無線通信模塊的選擇 方案一:數(shù)據(jù)傳輸主要利用 PIC16F877 單片機對無線射頻芯片 L01 的控制實現(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LO1單片機USB顯示設備LO1江蘇理工學院畢業(yè)設計（論文）第 7 頁 共 46 頁圖 25 系統(tǒng)框圖 方案二： 本設計采用一種專業(yè)的紅外編碼芯片，PT2272 IP 和 PT22622 IR 以及單片機 AT89S51 為核心,電路包括紅外感應模塊，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，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 AT89S51 為核心。結(jié)構(gòu)簡單，價格低，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放大器無線發(fā)射發(fā)光顯示無線接收單片機顯示電路江蘇理工學院畢業(yè)設計（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 個漢字，也有顯示圖像效果的功能，但是它一般價格昂貴，不太實用。而 1206 顯示屏則比價便宜很大眾化，我設計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，當然 1206 也能滿足我設計的要求，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，包括該智能防盜報警器的紅外檢測模塊、報警模塊、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。江蘇理工學院畢業(yè)設計（論文）第 9 頁 共 46 頁 智能防盜報警器的硬件組成 智能防盜報警器的硬件設計可劃分為單片機、紅外檢測模塊、報警模塊、復位模塊和無線通信模塊，系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)如 31 所示。圖 31 智能防盜報警器系統(tǒng)框圖 由圖 31 可知，報警器以 STC15F104E 單片機和 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)化為相應的電信號輸出。平時傳感器輸出低電平，當有人在探測范圍內(nèi)移動時輸出變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機，作為單片機的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機內(nèi)部軟件編程處理后，單片機輸出控制信號使蜂鳴器發(fā)出報警聲音，同時通過無線通信模塊將信號發(fā)送給主人。復位電路紅外檢測電路單片機 無線通信模塊聲光報警模塊單片機無線通信模塊LCD 顯示模塊江蘇理工學院畢業(yè)設計（論文）第 10 頁 共 46 頁 智能防盜報警器的硬件設計 電源設計本設計采用 5V 的直流電壓供電。發(fā)射模塊采用一個 12V 的干電池供電，因為發(fā)射模塊的芯片 PT2262 靜態(tài)時基本不耗電，所以采用這個比較方便。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，設計了一種實用化的基于單片機 STC15F104E 的檢測放大電路。當有人闖入時，熱釋電紅外傳感器上安裝的熱敏電阻受到感應，對其熱釋紅外感應模塊發(fā)出信號，設置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，（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），然后將電信號放大傳給單片機處理后經(jīng)過三極管電路放大，驅(qū)動聲光報警。電路圖如 23 所示。江蘇理工學院畢業(yè)設計（論文）第 11 頁 共 46 頁 圖 23 紅外檢測與放大電路針對聲光報警模塊的設計是：基于紅外檢測模塊實現(xiàn)之后，把之前接收到的信號傳到單片機 STC15F104E，經(jīng)過單片機的處理，驅(qū)動聲光報警從而達到報警效果。驅(qū)動電路將高電平信號送至放大電路然后驅(qū)動聲光報警設備 LS（蜂鳴器）和 LED，從而達到聲音報警的效果。STC15F104E 的 2 腳 4 腳為正和負極，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。江蘇理工學院畢業(yè)設計（論文）第 12 頁 共 46 頁圖 24 報警電路 復位模塊本設計采用的是外部手動按鍵復位電路。它是由單片機的復位引腳（RST）引腳上外接電阻和電容，實現(xiàn)上電復位功能。當按鍵按下時 LCD 顯示屏開始復位，變成以前的安全狀態(tài)，電路如 25 所示。 江蘇理工學院畢業(yè)設計（論文）第 13 頁 共 46 頁圖 26 復位電路 晶振模塊設計晶振模塊提供時鐘頻率和單片機的運行速度成正比，時鐘頻率越高，單片機運行的就越快。本設計晶振的目的在于使得波特率誤差為零，因為每個單字節(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，接在單片機的 X1 和X2 引腳上，來獲得反向振蕩器和內(nèi)部時鐘工作的輸入和輸出，電路如 26 所示。 圖 25 晶振電路 無線通信模塊的設計1 無線通信模塊芯片簡介 本設計采用一種專業(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路輸出相互獨立 ,并具有自鎖功能 ?？煽刂贫嗦肥褂脧婋姷耐ㄐ旁O備 ,也可控制多路使用弱電的通信電路；還可同時分別控制多路使用強電、弱電的通信設備和電路。 PT2272 IP和 PT22622 IR 的引腳圖江蘇理工學院畢業(yè)設計（論文）第 14 頁 共 46 頁 圖26 PT2262IR 圖27 PT2272IR 本無線發(fā)射設備設