【文章內(nèi)容簡介】 入與擦除，便于調(diào)試。 傳感器選擇 禁區(qū)內(nèi)人體檢測(cè) 裝置 根據(jù) 本系統(tǒng) 要求， 門前一米五到兩米之間被設(shè) 定 為禁區(qū) 。 當(dāng)不法分子進(jìn)入 禁區(qū)內(nèi)，意圖入侵室內(nèi)盜竊 時(shí)，此裝置會(huì)檢測(cè)到有人入侵的信息，通知控制器發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。 方案一： 選用雙元型熱釋紅外傳感器 檢測(cè)夜間是否有人接近 禁區(qū) 。 此 傳感器加配 了 菲涅爾透鏡 ， 增強(qiáng)了傳感器的檢測(cè)能力。 菲涅爾透鏡可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外探測(cè)元上，同時(shí)也產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電探測(cè)元要求信號(hào)不斷變化的特性； 它只感應(yīng) 714μ M 波長的活動(dòng)人體紅外輻射線，不會(huì)受環(huán)境溫度及可見光的影響。 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(hào)轉(zhuǎn)換為電 5 信號(hào)以供信號(hào)處理部分 使用 。 由于熱釋電紅外傳感頭輸出的信號(hào)幅度?。?mV級(jí)）、頻率低（約 ），因此，對(duì)隨后的放大處理電路要求高：既要達(dá)到很高的靈敏度，準(zhǔn)確的鑒別生物體和非生物體的運(yùn)動(dòng)，使誤報(bào)率最低，還要能做到體積小、耗電微、外圍元件小。因此，我們 打算 采用 BIS0001作為人體紅外信號(hào)的處理芯片。 BISS0001不僅有很高的放大倍數(shù)，而且還能抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾等 [4]。 方案二：超聲波距離傳感器。超聲波測(cè)距傳感器利用聲音在空氣中的傳輸距離和傳輸時(shí)間成正比的原理制成。發(fā)送探頭發(fā)出的超聲脈沖波通過傳播介質(zhì)傳到 目標(biāo)表面有一部分聲波經(jīng)發(fā)射后再通過傳播介質(zhì)返回到接收探頭。在傳播過程中，測(cè)出超聲脈沖從發(fā)射到接收經(jīng)歷的時(shí)間或稱聲時(shí)，如果確定 了 傳播介質(zhì)的聲速，就能計(jì)算出從探頭到目標(biāo)之間的距離 ，并且根據(jù)探頭和目標(biāo)之間距離的變化情況，來判斷是否有物體接近探頭所在的位置 。它的精確度很高能精確到 1mm，能精確控制 1M范圍的要求。但其檢測(cè)角度卻很小只能達(dá)到 11176。左右，要實(shí)現(xiàn) 180176。大范圍檢測(cè)難度比較大，而且安裝控制等都比較復(fù)雜資金投入也比較大。 方案三： CCD攝像頭。 將兩臺(tái) CCD數(shù)碼相機(jī)相互垂直地安放在攝影裝置上 ,兩臺(tái)相機(jī)同時(shí)對(duì)坐標(biāo) 已知的標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行攝影 ,綜合利用攝影裝置與標(biāo)志點(diǎn)形成的角度觀測(cè)量與所在區(qū)域的高程庫信息 ,解算出攝影裝置的高精度坐標(biāo)。 這種 校差攝影定位差值在 2 cm左右。 CCD校差攝影定攝影測(cè)量 具有 機(jī)動(dòng)性好、時(shí)效性高、目的性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) 。但它需要 PC軟件輔助比對(duì)色差，算法也比較復(fù)雜。 由于熱釋電紅外傳感頭輸出的信號(hào)幅度?。?mV級(jí)）、頻率低（約 ），因此，對(duì)隨后的放大處理電路要求高：既要達(dá)到很高的靈敏度，準(zhǔn)確的鑒別生物體和非生物體的運(yùn)動(dòng)，使誤報(bào)率最低，還要能做到體積小、 功耗低 、外圍元件小。 綜合低功耗，控制簡單，測(cè)量精度 等條件選擇方案一較為合適。 BISS0001不僅有很高的放大倍數(shù)，而且還能抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾等。 因此，我們 打算 采用 熱釋電紅外傳感 器 BIS0001作為人體紅外信號(hào)的處理芯片。 室內(nèi)入侵 檢測(cè) 裝置 方案 一 : 紅外對(duì)管傳感器由一對(duì)紅外發(fā)光二極管構(gòu)成，一個(gè)為發(fā)射管，一個(gè)為接收管。當(dāng)兩管之間沒有障礙物時(shí)，由發(fā)射管發(fā)送的紅外線可以到達(dá)接收管，使接收管的 PN節(jié)導(dǎo)通，在比較器的一端產(chǎn)生電平變化，經(jīng)過比較器后輸出相應(yīng)電平。利用此原理可以來探測(cè)兩管之間有沒有障礙物。本設(shè)計(jì)中，將對(duì)管傳感器裝于兩扇門上，可用于檢測(cè)門 中間是否有人；將兩對(duì)紅外對(duì)管分別置于兩扇門上向外，通過人體反射使接收管檢測(cè)到信號(hào)，可用于檢測(cè)是否有人通過門、窗等非法進(jìn)入室內(nèi)。 方案二：震動(dòng)傳感器 6 震動(dòng)傳感器就是 能感受機(jī)械運(yùn)動(dòng)振動(dòng)的參量 (如 振動(dòng)速度、頻率，加速度等 )并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測(cè)的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測(cè)的機(jī)械量做為振動(dòng)傳感器的輸入量，然后由機(jī)械接收部分加以接收，形成另一個(gè)適合于變換的機(jī)械量，最后由機(jī)電變換部分再將變換為電量。因此一個(gè)傳感器的工作性能是由機(jī)械接收部分和機(jī)電變換部分的工作性能來決定的。 根據(jù) 其工作原理不同，可分為光傳感器、電容式傳感器、激光位移傳感器等。 此類傳感器大都 采用新型高靈敏度傳感膜而設(shè)計(jì)的全向振動(dòng)傳感器，具有全向檢測(cè)、靈敏度可調(diào)、高抗干擾能力、產(chǎn)品一致性和互換性好、體積小、可靠性高等特點(diǎn)。它可準(zhǔn)確探知如敲擊、爆破等破壞性振動(dòng)，水平或垂直安裝。 但市場(chǎng)上的此類傳感器價(jià)格都比較貴。 無線傳輸 /接收模塊 方案 1：紅外 無線通信 紅外無線傳輸是利用紅外線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的一種通信方式。 紅外線是波長在 750nm 至1mm 之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。由 于紅外線的波長較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無線通訊的場(chǎng)合，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線數(shù)據(jù)傳輸。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì) (IRDA)將紅外數(shù)據(jù)通訊所采用的光波波長的范圍限定在 850nm 至 900nm 之內(nèi)。 紅外遙控 具有以下優(yōu)點(diǎn)：控制內(nèi)容多，抗干擾能力比較強(qiáng) ；響應(yīng)速度快，不會(huì)對(duì)其他電器產(chǎn)生干擾適合用戶的使用；體積小，成本低，功耗小，與其他方式比可以降低功耗 90%。 但是它的缺點(diǎn)也很明顯，在使用中需要保證遙控發(fā)射器和遙控接收設(shè)備處于一定的角度范圍，中間不能有太大的障礙物，否則就會(huì)阻擋紅外線的傳輸 。一般遙控距離只 可以可以達(dá)到十米左右，所以僅適合進(jìn)行短距離通信的場(chǎng)合。 方案 2：射頻無線通信 在電磁波頻率低于 100khz 時(shí)，電磁波會(huì)被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高于 100khz 時(shí)，電磁波可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成遠(yuǎn)距離傳輸能力，我們把具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波成為射頻，英文縮寫： RF 。 將電信息源（模擬或數(shù)字的）用高頻電流進(jìn)行調(diào)制（調(diào)幅或調(diào)頻），形成射頻信號(hào)，經(jīng)過天線發(fā)射到空中；遠(yuǎn)距離將射頻信號(hào)接收后進(jìn)行反調(diào)制，還原成電信息源，這一過程稱為 無線傳輸 。 nRF24L01 是一款工作在 ~ 世界通用 ISM 頻段的單片無線收發(fā)器芯片無線收發(fā)器包括 :頻率發(fā)生器增強(qiáng)型 SchockBurstTM 模式控制器功率放大器晶體振蕩器調(diào)制器解調(diào)器輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過 SPI 接口進(jìn)行設(shè)置 極低的電流消耗當(dāng)工作在發(fā)射模式下發(fā)射功率為 6dBm 時(shí)電流消耗為 接收模式時(shí)為 掉電模式和待機(jī)模式下 7 電流消耗更低 。 鑒于該系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，經(jīng)比較分析，我們采用方案二。 顯示模塊 方案：采用液晶顯示器。 液晶顯示器 (LCD)具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其它顯示器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近幾年來被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。 LCD 可分為段位式 LCD、字符式 LCD 和點(diǎn)陣式 LCD。其中，段位式 LCD 和字符式 LCD 只能用于字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足 圖形曲線和漢字顯示的要求；而點(diǎn)陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下左右滾動(dòng)，動(dòng)畫功能，分區(qū)開窗口，反轉(zhuǎn)，閃爍等功能，用途十分廣泛。本文介紹了點(diǎn)陣式液晶顯示器QC12864B 與單片機(jī)的接口及編程的方法， 1616 點(diǎn)陣漢字的方法，及常用的字符顯示和漢字顯示程序。 本設(shè)計(jì)要求管理中心在接到報(bào)警信號(hào)以后，能顯示出 包括 住戶姓名，地址，樓層 及 單元等信息，所以選用 LCD12864較佳。 8 第三章 系統(tǒng) 硬件電路 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 無線傳輸芯片 nRF24L01及其外圍電路 nRF24L01A 及其外圍電路如圖 ，包括 nRF2401A 芯片部分、穩(wěn)壓部分、晶振部分、天線部分。電壓 VCC 經(jīng)電容 C C9處理后為芯片提供工作電壓；晶振部分包括 X C CR1，晶振 X1允許值為： 4MHz、 8MHz、 12 MHz、 16 MHz，如果需要 1Mbps 的通信速率，則必須選擇 16MHz晶振。天線部分包括電感 L L2,L3，用來將 nRF2401A 芯片 ANT ANT2 管腳產(chǎn)生的 電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)，或者將電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)輸入芯片的 ANTANT2 管腳。 圖 nRF24L01及其外圍電路 9 熱釋電傳感器及其外圍電路 圖 介紹一款采用熱釋電紅外傳感器 (一種由高熱電系數(shù)材料、阻抗匹配用場(chǎng)效應(yīng) 晶體管 的濾光鏡片等組成的新型敏感元件 )和專用 集成電路 BISS0001制作的熱釋電紅外線 檢測(cè)電路。 BISS0001為紅外傳感信號(hào)處理器。外接元件由使用者根據(jù)需要選擇。 BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器和狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器、封鎖時(shí)間定時(shí)器及參考電壓源等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。 其結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)范圍寬， 可 廣泛應(yīng)用于多種傳感器和延時(shí)控制器 [8]。 圖 BISS0001及其外圍電路 紅外對(duì)管防入侵電路 具體電路如下圖 當(dāng)沒有阻礙物時(shí)，接收管能接收到發(fā)射管發(fā)射的紅外信號(hào)， 接收管的阻 值很低，電壓比較器 (LM324)的正相輸入端電壓小于反相輸入端電壓， 電壓比較器的輸出端口為 低電平信號(hào)。當(dāng)有阻礙物隔斷紅外信號(hào)，接收管不能接收到紅外信號(hào)時(shí)， 此時(shí)接收管的阻值很大，電壓比 10 較器的正相輸入端電壓大于反相輸入端電壓， 電壓比較器輸出的是高電平信號(hào)。所以，我們可以 通過 單片機(jī)時(shí)時(shí)檢測(cè)電路輸出端的電壓 的方式 ， 判斷是否有人通過門、窗入侵 用 戶的 室內(nèi) 。 圖中， R3提供基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié)兩個(gè)