【正文】 性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測(cè)到是否有人 出入。 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。用戶終端完成信息采集 、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警等功能。模塊劃分為 數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等模塊子函數(shù)。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)，熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可用于制動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測(cè)等領(lǐng)域。 就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見(jiàn)的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 ： 紅外報(bào)警器；紅外傳感器；單片機(jī)；報(bào)警器 目 錄 言 ………………………………………………………………… 1 …………………………………………………………………… 2 任務(wù)分析 ……………………………………………………………… 2 方案論證 ……………………………………………………………… 2 …………………………………………………… …………… 5 總體電路設(shè)計(jì)………………………………………………………… 5 模塊電路設(shè)計(jì)………………………………………………………… 5 ……………………………………………………………… 13 ……………………………………………………………… 18 ……………………………………………………………… 18 ……………………………………………………………… 20 結(jié)果………………………………………………………………… 20 結(jié)論………………………………………………………………… 20 ……………………………………………………………… 21 ………………………………………………………………… 22 ……………………………………………………………………… 23 …………………………………………………………… 23 仿真圖……………………………………………………………… 24 工作圖……………………………………………………………… 25 元器件清單………………………………………………………… 26 電氣系高級(jí)工畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1. 引 言 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因而對(duì)防盜措施提出了新的要求。報(bào)警延遲 10s 后自動(dòng)解除，也可以人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別等環(huán)節(jié)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能是檢測(cè)在所設(shè)定的區(qū)域內(nèi)是否有人經(jīng)過(guò)。 硬件電路包括熱釋電紅外傳感器探頭電 路、單片機(jī)控制電路、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、放大電路及報(bào)警電路。 電氣系高級(jí)工畢業(yè)課題 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 課題名稱 紅外防盜報(bào)警器設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 11 電氣六（ 2） 學(xué)生姓名 蔣雨陶 學(xué) 號(hào) 16 指導(dǎo)教師 唐幼君 寧波技師學(xué)院電氣技術(shù)系 二零 年 月 摘 要 本系統(tǒng) 采用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 8 位 AT89S52 單片機(jī)作為主控芯片 ,由熱釋電紅外傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)人體發(fā)送紅外信號(hào)的檢測(cè)。 本系統(tǒng) 由硬件和軟件兩部分組成。軟件部分由匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)傳感器檢測(cè)到人體發(fā)出的紅外信號(hào)時(shí)，紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至 AT89S52 單片機(jī)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并使聲光報(bào)警設(shè)備開始報(bào)警。 紅外報(bào)警器的特點(diǎn)是使用了熱釋電紅外傳感器， 它的 制作簡(jiǎn)單、成本低、安裝比較方便，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠，并且安裝隱蔽，不容易被竊賊發(fā)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。而本設(shè)計(jì)中所使用的紅外線是不可見(jiàn)光，有很強(qiáng)的隱蔽 性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。 電氣系高級(jí)工畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 任務(wù)分析 該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。 本紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)由 熱釋電紅外傳感器 、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED 控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。終端由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設(shè)定模塊等部分組成。當(dāng)人員外出時(shí)，可把 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài) ，探測(cè)器工作起來(lái) ,當(dāng)有人闖入時(shí) ， 熱釋電紅外傳感器將探測(cè)到動(dòng)作 ， 設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探 頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打 開門限閥門送出 TTL 電平至 AT89S52 單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使 警號(hào) 發(fā)聲 。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡可能大地增加防護(hù)范圍。至于報(bào)警可采用聲光信號(hào)。 圖 模擬電路框圖 利用模擬電子電路構(gòu)成被動(dòng)紅外線感應(yīng)報(bào)警器。 延時(shí)電路 比較電路 放大電路 傳感器 模式選擇 開機(jī)延 時(shí) 電源電路 電氣系高級(jí)工畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 方案二 ：集成運(yùn)放電路框圖如圖 。系統(tǒng)主要有紅外傳感器、放大電路、電壓比較器、精確比較電壓、報(bào)警電路和 9V 直流電源組成。 圖 系統(tǒng)電路框圖 本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。當(dāng)報(bào)警延遲 10s 后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位。由于方案三具有節(jié)能且抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用的熱釋電紅外傳感器具有制作簡(jiǎn)單、成本低、安裝比較方 便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾性能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。并且在電路元件和模塊的選擇上盡量采用通用、經(jīng)濟(jì)的元器件，避免采用大規(guī)模的集成電路來(lái)設(shè)計(jì)電路，而且方案三操作性強(qiáng)，能夠隨時(shí)修改程序以改變功能，綜上所述，選擇方案三。 本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分塊。用戶完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警的功能。硬件包括單片機(jī)、輸入 /輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。 熱釋電紅外傳感器電路 熱釋電紅外傳感器引腳圖如圖 所示。 熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場(chǎng)效應(yīng)管，其目的在于完成阻抗變換。故引入的 N 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式來(lái)完成阻抗變換。設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使 傳感器輸出電壓信號(hào)。制造熱釋電紅外探測(cè)元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長(zhǎng)范圍為 。 引腳功能如表 1 所示。人體發(fā)射的 10 um左右的紅外線通過(guò)菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)器上。 熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù)有 : 常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為 3～ 15V。 源極電壓 :通常為 ～ ，R=47kΩ 。檢測(cè)距離 :常用熱釋電紅外傳感器檢測(cè)距離約為 6～ 10m；水平角度 :約為 120176。 熱釋電紅外傳感器電路如圖 所示。 在 VCC電源端利用 C