【正文】 智能住宅防盜報(bào)警系統(tǒng)的研制與設(shè)計(jì) [A]。2020 年 [12] 劉豫喜 。安 防科技 。安全防盜報(bào)警系統(tǒng)的組成及其作用 [J]。2020 年 07期 [8] 錢曉軍 。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 參考文獻(xiàn) [1] 張軍 . AVR 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實(shí)例 .中國電力出版社， 2020 年 [2] 童詩白 華成英 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京：高等教育出版社 2020 年 10 月 [3] 楊志忠 . 數(shù)字電子技術(shù) . 高等教育出版社 . 2020 年 [4] 黃智偉 無線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì) 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2020 年 5月 [5] 吳少軍、劉光斌 編著 單片機(jī)實(shí)用低功耗設(shè)計(jì) 人民郵電出版社 [6] 譚輝 .Nrf401 無線收發(fā)芯片的長距離通信設(shè)計(jì)［ J］ .今日電子 , 2020,12,(I)。 本設(shè)計(jì)研究了一種基于單片機(jī)技術(shù)的 紅外 無線防盜報(bào)警器。 按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知 系統(tǒng)主程序工作流程圖如 圖 41 所示 ； 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 28 中斷函數(shù)流程圖 下圖 4 43 為中斷函數(shù)流程圖： 系統(tǒng)初始化 聲光報(bào)警結(jié)束 檢測外部有 無信號輸入 聲光報(bào)警是否持續(xù) 10 秒 開始 啟動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警 是否還有檢測信號等待下次報(bào)警 結(jié)束 Y N N Y Y N 圖 41 主程序工作流程圖 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 圖 43 外部中斷 0請求 打開外部中斷 1允許位，并將數(shù)碼管、高音報(bào)警器、 炫目 燈關(guān)閉。 報(bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 主程序流程圖 如下圖 41 所示 :在開機(jī)后，單片機(jī)首先進(jìn)行初始化，將數(shù)碼管、高音警報(bào)器、炫目燈等外設(shè)關(guān)閉，同時(shí)將中斷總允許位、外部中斷 0 允許位和定時(shí)計(jì)數(shù)器 T1 開啟，關(guān)閉外部中斷 1 允許位和定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0。輸入源程序，然后把程序保存在項(xiàng)目所在的目錄中，為文件取一個(gè)名，若是 C 語言編寫的程南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 序，擴(kuò)展名為 .C，若是匯編語言編寫的程序，擴(kuò)展名為 .ASM。啟動(dòng) uVision2，選擇 Project→ New Project 菜單項(xiàng)，打開對話框，輸入項(xiàng)目文件名并選擇保存路徑。 (3) 自上而下逐漸求精。 (4) 源程序的匯編和調(diào)試。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 26 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī) 程序語言設(shè)計(jì) 單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本步驟 單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本步驟如下： (1) 設(shè)計(jì)任務(wù)的分析、確定思路或算法。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 25 圖 313 單片機(jī)最小系統(tǒng) 原理分析 如下圖 313 所示，單片機(jī)的采用 得是 5V 電源 供電，時(shí)鐘電路 （ 也就是振蕩電路 ）采 用 的是 晶振， 它可以 向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號作為基準(zhǔn)， 來 決定單片機(jī)的執(zhí)行速度。由于石英晶體的損耗非常小，即 Q 值非常高，做振蕩器用時(shí)，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩，作濾波器用，可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很精密，因此，其諧振頻率也很準(zhǔn)確。石英諧振器因具有極高的頻率穩(wěn)定性，故主要用在要求頻率十分穩(wěn)定的振蕩電路中作諧振元件 。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 24 單片機(jī)最小系統(tǒng) 主要 電路元件介紹 石晶振蕩 Y1（石英晶振即所謂石英晶體諧振器和石英晶體時(shí)鐘振蕩器的統(tǒng)稱 ） ，它是利用具有 壓電效應(yīng) 的石英晶體片制成的。 圖 312 供電電源電路 原理分析 如下圖 312 所示，本系統(tǒng)采用 L7805CV 來做電壓芯片，因?yàn)槠漭敵鲭娏骺蛇_(dá) ,可滿足本系統(tǒng) 各個(gè)電 路部分 5V 的 供電電壓。 供電電源電路 主要 電路元件介紹 L7805CV 是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片了，他的使用方便，用很簡單的電路即可以輸入一個(gè)直流穩(wěn)壓電源 ,他的輸出電壓恰好為 5v，剛好是 51 系列單片機(jī)運(yùn)行所需的電壓，他有很多的系列如 ka7805， ads7805， cw7805 等，性能有微小的差 別 ， 用的最多的南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 還是 7805， 下面我簡單的介紹一下他的 3 個(gè)引腳以及用它來構(gòu)成的穩(wěn)壓電路的資料。其中 U=5V,I=（ 10~15） mA,可得 R=330~500 歐。 電路原理圖如圖 310 所示。顯示時(shí)，都從段選線送入字符編碼，而選中哪個(gè)位選線，那個(gè)數(shù)碼管便會(huì)被點(diǎn)亮。而共陽極就是將八個(gè) LED 的陽極連在一起。 在電路中反向并聯(lián)在繼電器或電感線圈的兩端，當(dāng)電感線圈斷電時(shí)其兩端的電動(dòng)勢并不是立即消失，此時(shí)殘余電動(dòng)勢通過 一個(gè)二極管釋放，起這種作用的二極管叫續(xù)流二極管。當(dāng)電流消失時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)對電路中的原件產(chǎn)生反向電壓。 其電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 38 所示。 2） 放大：例如，靈敏型繼電器、 中間繼電器 等，用一個(gè)很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。實(shí)現(xiàn)報(bào)警器聲音非常逼真。 圖 37 聲音報(bào)警電路 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 原理分析 如下圖 37 所示：高音報(bào)警電路選用 12V 的高音喇叭作為報(bào)警裝置，使用 SS8050大功率三極管做驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng) SPK 為高電平時(shí)，三極 管導(dǎo)通 ，傳送信號至高音報(bào)警器使高音報(bào)警器發(fā)聲報(bào)警 。 聲音報(bào)警電路 主要 電路元件介紹 三極管 SS8050 是一種常用的普通三極管。所以兩引腳電壓的差值越接近 1/2VCC，電路的靈敏度越高，但容易因噪聲干擾第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 產(chǎn)生誤動(dòng)作，若兩引腳的差值遠(yuǎn)離 1/2VCC，電路的可靠性將提高，但靈敏度降低。當(dāng)輸入電壓 VO15 引腳電壓時(shí)，比較器輸出高電平；當(dāng) VO113 腳電壓時(shí)，比較器也輸出高電平。在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生越變。 電路的上下限截至頻率為： FH=1/R12C7,FL=1/R7C4 在單電源 供電的情況下，外加電壓分壓器后，可保證運(yùn)放輸出電壓有較大的動(dòng)態(tài)范圍。 圖 34 信號放大電路 原理分析 熱釋電紅外傳感器輸出的檢測信號很小，僅 1mV 左右，頻率為 ~10HZ，需經(jīng)高圖 32 運(yùn)算放大器 圖 33 LM324 的引腳 圖 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 增益、低噪聲低頻放大器放大后，才能進(jìn)一步處理，一般來講，要求放大器的增益為60~70dB,帶寬 ~7HZ。 LM324 的引腳排列見圖 33。其中，各部分電路設(shè)計(jì)如下。探測器探測到的微弱信號經(jīng)過信號放大電路的放大，傳輸?shù)奖容^電路，比較電路將探測器探測到的信號與參考值進(jìn)行比較，除去信號中的干擾信號，提高報(bào)警的準(zhǔn)確性，比較電路輸出的信號傳輸?shù)綀?bào)警電路觸發(fā)報(bào)警電路報(bào)警。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： P3 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。采用 40 引腳雙列直插封裝形式。 AT89C51 單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合， 可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，同時(shí)也為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。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 。 人體輻射的紅外線中心波長為 9~10um 而探測元件的波長靈敏度在 ~20um 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。當(dāng)人們需要一面又薄又輕的透鏡時(shí)，塑料菲涅爾透鏡便派上了用場。每個(gè)凹槽都可以看做一個(gè)獨(dú)立的小透鏡，把光線調(diào)整成平行光或聚光。 圖 22 傳統(tǒng)透鏡到菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的變化 另外一種理解就是，透鏡連續(xù)表面部分“坍陷”到一個(gè)平面上。菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成 本比普通的凸透鏡低很多。若不考慮溫度的不均勻性 ,熱釋電體一般具有一級和二級熱釋電效應(yīng)。 熱釋電紅外傳感器結(jié)構(gòu) 熱釋電紅外傳感器系統(tǒng)主要有光學(xué)系統(tǒng)、熱釋電紅外探測頭、信號濾波和放大、信號處理電路等幾部分組成。 熱釋電紅外線傳感器簡單介紹 熱釋電紅外線 (PIR)傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2*1mm 的探測元件。 至于報(bào)警可采用聲光信號。 (3)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。 IP 化的技術(shù)風(fēng)潮已經(jīng)席卷安防各子系統(tǒng)，百萬像素?cái)z像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器、智能網(wǎng)絡(luò)矩陣、網(wǎng)絡(luò)門禁、智能視頻分析等，防盜報(bào)警系統(tǒng)也要應(yīng)需而變，將通過光電生物探測技術(shù)獲知的入侵行為轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，提供給其它子系統(tǒng)進(jìn)行綜合處理。以太網(wǎng)的優(yōu)勢在于不僅傳輸距離不限、數(shù)據(jù)傳輸速率高、采用標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)底層具有 CRC 校驗(yàn)、重發(fā)機(jī)制，協(xié)議上層增加了可靠的握手協(xié)議，保證南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 了數(shù)據(jù)的可靠性。報(bào)警信息數(shù)字化，不僅可以解決報(bào)警信息數(shù)據(jù)的多系統(tǒng)多平臺共享問題，還可以減少數(shù)據(jù)傳輸過程中受到的誤報(bào)干擾。 有賴于科技強(qiáng)警和平安城市建設(shè)的顯著成效，許多一線中心城市已經(jīng)做出了部署20 萬甚至 30 萬攝像頭的構(gòu)想和規(guī)劃，部分社區(qū)和區(qū)域已初步建立起 “覆蓋到面、監(jiān)測到線、控制到點(diǎn) ”的全天候、多功能科技防范網(wǎng)絡(luò)體系。 （ 1） 聯(lián)動(dòng)集成化 多系統(tǒng)多平臺 的 集成已經(jīng)成為安防系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)主要方向，防盜報(bào)警系統(tǒng)也不例外。為用戶提供 全天 24 小時(shí)值班， 同時(shí) 提供巡防、接警、出警 等 服務(wù)，最大 程度 保障用戶的安全。 而 專用總線聯(lián)網(wǎng) 的 方式運(yùn)營成本 較 低、聯(lián)網(wǎng)速度 較 快，但 是 覆蓋面積范圍 很 小、線路鋪設(shè)可靠性比較 差、傳輸 很 容易受干擾。防范區(qū)域面積的擴(kuò)大、施工布線的復(fù)雜、探測器分布位置的后期調(diào)整和擴(kuò)容等等，都對整個(gè) 防盜報(bào)警系統(tǒng)的控制管理方式乃至 整個(gè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu) 又 提出了新的要求。在防護(hù)區(qū)和禁區(qū)內(nèi)采用 多種 不同探測原理的探測器構(gòu)筑多道防線，與此同時(shí)防遮擋功能的探測器 已經(jīng)問 世， 進(jìn)一步 促進(jìn)了入侵探測器技術(shù)的發(fā)展。 1982 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)為故宮 許多的 展廳安裝了 各種 主動(dòng)紅外 式 、被動(dòng)紅外 式 、超聲波 式 、微波 式 、聲控 式 等防盜探測器，形成了多種探測手段 于一體 的防盜報(bào)警系統(tǒng)， 此時(shí)我國的 防盜報(bào)警技術(shù) 已經(jīng) 提高到 了 一個(gè)新水平。 事實(shí)上 我國的技防工作早在 60 年代就 已經(jīng) 開始 出現(xiàn) 了，那時(shí)候由于形勢所迫，銀行 ， 博物館都 開始 自發(fā) 的 采用各 種 各樣的防范手段，這是我國技術(shù)防范工作的初級階段。泰科安防的年銷售收入 高 達(dá) 70 多 億美元，經(jīng)營覆蓋 了 全球 40 多個(gè)國家和地區(qū)，提供全面的安防和安全解決方案 。而此后出現(xiàn) 的 自動(dòng)撥號系統(tǒng)以及電話 迅速的 普及，更 加 使得通過電話報(bào)警的方式得到了 更加 前所未有的發(fā)展。 同時(shí)，熱釋電紅外傳感器 不僅可用于防盜報(bào)警裝置，也可用于接近開關(guān)、制動(dòng)控制、遙測等 各個(gè) 領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代生活防盜的需要而設(shè)計(jì)的應(yīng)用于家庭、車庫、倉庫和保險(xiǎn)柜等處進(jìn)行防盜監(jiān)控的無線防盜報(bào)警裝置。本設(shè)計(jì)分硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，硬件部分包括紅外探頭電路、單片機(jī)控制電路、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路、 LED 控制電路等部分組成 。 XXXXXXX 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) XXXXXXX 系（院） XXXXXXXXX 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 紅外防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 XXXXX