【正文】 防范區(qū)內(nèi)不應(yīng)有高大物體，否則陰影部分有人走動將不能報警，不要正對熱源和強光源，特別是空調(diào)和暖氣。為了解決物品遮擋問題，又發(fā)明了吸頂式被動紅外入侵探測器。范圍內(nèi)進(jìn)行警戒，只要在防護(hù)范圍內(nèi)，無論從哪個方向入侵都會觸發(fā)報警，被動式報警探測器由于探測性能好、易于布 防、價格便宜而被廣泛應(yīng)用。分別置于收、發(fā)端的光學(xué)系統(tǒng)一般采用的是光學(xué)透鏡，起到將紅外光束聚焦成較細(xì)的平行光束的作用，以使紅外光的能量能夠集中傳送。接收端輸出的電信號的強度會因此產(chǎn)生變化，從而啟動報警控制器發(fā)出報警信號。由于光束較窄，收發(fā)端安裝要 牢固可靠，不應(yīng)受地面震動影響，而發(fā)生位移引起誤報，光學(xué)系統(tǒng)要保持清潔，注意維護(hù)保養(yǎng)。其特點是探測可靠性非常高。主動式探測器常用于博物館中單體貴重文物展品的布防以及工廠倉庫的門窗封鎖、購物中心的通道封鎖、停車場的出口封鎖、家居的陽臺封鎖等等。以發(fā)射機與接收機設(shè)置的位置不同分為對向型安裝方式和反射式安裝方式，反射型安裝方式的接收機不是直接接收發(fā)射機發(fā)出的 紅外光束，而是接收由反射鏡或適當(dāng)?shù)姆瓷湮铮ㄈ缡覊?、門板表面光滑的油漆層）反射回的紅外光束。當(dāng)使用較多的探測器進(jìn)行防范布局時應(yīng)該注意消除射束的交叉誤射。 微控制器的選擇 在選擇微控制器的時候，主要需要考慮：處理器的速度，要實現(xiàn)的功能，ROM 和 RAM 的大小， I/O 端口類型和數(shù)量，編程語 言以及功耗等。這種方案中我們可以使用現(xiàn)有的操作系統(tǒng)（ MCOSⅡ），在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)。但是這種方案成本較高，同時使用的嵌入式操作系統(tǒng)也會占用一部分額外的硬件資源，這樣會大大的提高開支。 方案二： 采用常用的 AT89S52 單片機作為核心控制器，此單片機的內(nèi)部存儲器（ RAM）和程序存儲器（ ROM）及其引 腳資源，基本上能實現(xiàn)設(shè)計指標(biāo)，并且價格便宜，參考資料很多。因此綜合考慮選用方案二。而基于 GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸通常有三種方式，一種是 基于短消息的數(shù)據(jù)傳輸，第二種是基于 DATA（一種以電路交換為基礎(chǔ)的傳輸方式）的數(shù)據(jù)傳輸；最后就是通過 IP（ INTERNET PROTOCOL，因特網(wǎng)協(xié)議）方式傳輸數(shù)據(jù)。 方案一 ：基于短消息的數(shù)據(jù)傳輸 基于短消息的數(shù)據(jù)傳輸是通過短消息作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，利用 AT 指令將短消息讀出并將信息還原，這樣就完成一次數(shù)據(jù)通信。短消息數(shù)據(jù)傳輸方式特別適合于小數(shù)據(jù) 量且中低采集頻率的無線監(jiān)控系統(tǒng)使用。通過 AT 指令來進(jìn)行數(shù)據(jù)撥號，等待數(shù)據(jù)連接建立后，只需將 ASCⅡ碼數(shù)據(jù)送入通信模塊既可?；?DATA 的數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸安全、實時性好、數(shù)據(jù) 8 傳輸量大，但主要是成本較高，適合與要求可靠性很高且海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)中。由于 GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)是 TCP/IP 協(xié)議的轉(zhuǎn)換。 根據(jù)目前大部分系統(tǒng)的需求并綜合以上方案的優(yōu)缺點，選擇基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的短信息的數(shù)據(jù)傳輸來做為我設(shè)計的紅外遠(yuǎn)程報警系統(tǒng)的無線通道。綜合以上考慮，本設(shè)計總體設(shè)計框圖如圖 21 所示。單片機系統(tǒng)對輸入信號進(jìn)行判斷和處理，當(dāng)系統(tǒng)處于報警開啟狀態(tài)時，如果單片機判斷出熱釋電探測電路送來的檢測信號，單片機將通過報警電路進(jìn)行就地報警，給犯罪分子以威懾，嚇跑入侵者。監(jiān)控者也可用短信息的命令 形式去設(shè)置以微控制器為核心的智能模塊，以及發(fā)送短信消息查詢命令和監(jiān)控情況，從而達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。 熱釋電 探測電路 AT89S52 單片機最小系統(tǒng) GSM 無線傳輸電路 電平轉(zhuǎn) 換電路 SIM 卡 報警電路 9 第三章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 紅外探測電路設(shè)計 熱釋電傳感器有三個引腳分別是電源正負(fù)極和信號輸出。這一微弱信號將送 到信號處理集成電路 BISS0001 進(jìn)行處理。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)。 BISS0001 的特點 *CMOS 工藝 *數(shù)模混合 *具有獨立的高輸入阻抗運算放大器 *內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾 *內(nèi) 設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器 *采用 16 腳 DIP 封裝 BISS0001 的管腳圖和管腳說明 圖 32 BISS0001 引腳功能圖 10 表 31 BISS0001 管腳說明 引腳 名稱 I/O 功能說明 1 A I 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。由 VS 的上跳變沿觸發(fā)，使 Vo輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。 3 RR1 輸出延遲時間 Tx 的調(diào)節(jié)端 4 RC1 輸出延遲時間 Tx 的調(diào)節(jié)端 5 RC2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調(diào)節(jié)端 6 RR2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調(diào)節(jié)端 7 VSS 工作電源負(fù)端 8 VRF I 參考電壓及復(fù)位輸入端。當(dāng) VcVR 時禁止觸發(fā)；當(dāng) VcVR時允許觸發(fā) (VR≈ ) 10 IB 運算放大器偏置電流設(shè)置端 11 VDD 工作電源正端 12 2OUT O 第二級運算放大器的輸出端 13 2IN I 第二級運算放大器的反相輸入端 14 1IN+ I 第一級運算放大器的同相輸入端 15 1IN I 第一級運算放大器的反相輸入端 11 16 1OUT O 第一級運算放大器的輸出端 BISS0001 的可重復(fù)觸發(fā)方式 圖 33 BISS0001 的 可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形 以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。在 Vc=“1”、 A=“1”時， Vs 可重復(fù)觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)，并可促使 Vo 在Tx 周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。 圖 31 中，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式。輸出延遲時間 Tx 由外部的 R7 和 C6 的大小調(diào)整，值為 Tx≈ 24576xR7C6；觸發(fā)封鎖時間 Ti 由外部的 R8 和 C7 的大小調(diào)整，值為 Ti≈ 24xR8C7。電路的輸出送到無線編碼發(fā)射電路，將報警信號發(fā)送出去。它集 Flash程序 內(nèi) 存既可 在線編 程（ ISP）也可用 傳統(tǒng)方 法 進(jìn) 行 編 程及通用 8 位微 處 理器于單 片芯片中， ATMEL 公司的功能 強大 ，低價位 AT89S52 單 片機可 為 您提供許 多高性價比的 應(yīng) 用 場 合，它 靈 活 應(yīng) 用于各種控制 領(lǐng) 域。 2） 時鐘電 路引 腳 XTALl 和 XTAL2 XTALl： 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端 . XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端 . 振蕩器特性 ： XTALl、 XTAL2 為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端 。 如需從外部輸入時鐘驅(qū) 動 AT89S52， 時鐘信號從 XTAL1 輸入 ， XTAL2 應(yīng)懸空 。 13 圖 35 89S52 內(nèi)部 /外部時鐘電路 3）控制信 號 引 腳 RST 復(fù)位輸入 .RST 引腳一旦變成兩個機器周期以上高電平 ， 所有的 I/O 口都將復(fù)位到 1(高電平 )狀態(tài) 。 4） I／ O(輸 入／ 輸 出 ) P0、 P P2 和 P3 P0 口 (39— 32 腳 )： P0 口是一 個 漏極 開 路的 8 位 雙向 口。 當(dāng) P0 口作 為輸 入口使用 時 ，其先向 鎖 存器 (地址 80H)寫 入全 1，此 時 P0 口的全部引 腳懸 空，叫作 為 高阻抗 輸入。在 P1 口作 為輸 入口使用 時 ， 應(yīng) 先向 P1口 鎖 存器 (地址 90H)寫 入全 1,上拉 電阻 接成高 電平 。 P2 口的每一位能驅(qū)動 4 個 LS 型 TTL 負(fù)載 。 P3 口的每一 位能驅(qū)動 (吸收或 輸 出 電 流 )4 個 LS 型 TTL 負(fù)載 。 表 32 端口引腳功能 14 單片機最小系統(tǒng)電路 單 片機最小系統(tǒng) ， 或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng) ， 是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng) 。 時鐘電路 AT89S52 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。內(nèi)部方式的時鐘電路如圖 36（ a）所示， 在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz的方波信號。本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 33所示。復(fù)位信號是高電平有效，其有效 時間應(yīng)持續(xù)24 個振蕩周期 (即二個機器周期 )以上。 產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如圖 37 所示。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號 (RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機器周期的 S5P2 時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。上電自動 復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖 38(a)所示。 圖 38（ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 12MHz 晶振，能保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時間大于 2 個機器周期。 本設(shè)計的單片機最小系統(tǒng)電路圖如圖 39 中所示，單片機 AT89S52 的時鐘引腳外接 12M 晶振，作為單片機工作的時鐘， EA 端接高電平，表示使用片內(nèi)程序存儲器。當(dāng)按下按鍵 S1 時， RST 端將被接入高電平，同樣可以使系統(tǒng)手動復(fù)位。其中西門子的 TC35系列模塊性價比很高 ,并且已經(jīng)有國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證。這是西門子推出的最新的無線模塊 ,功能上與TC35 兼容 ,設(shè)計緊湊 ,大大縮小了用戶產(chǎn)品的體積。該模塊集射頻電路和基帶于一體 ,向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令接口 ,為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸 ,方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計。自帶 RS232 通訊接口 ,可以方便地與 PC 機、單片機連機通訊。 TC35 模塊的工作電壓為 — ,可以工作在 900MHz 和 1800MHz 兩個頻段 ,所在頻段功耗分別為 2w(900M)和 1w(1800M)。此外 ,該模塊還具有電話簿功能、多方通話 ,漫游檢測功能 ,常用工作模式有省電模式、 IDLE、 TALK 等模式。通過 ZIF 連接器及 50Ω 天線連接器 ,可分別連接 SIM卡支架和天線。作為 TC35 的核心 ,基帶處理器主要處理GSM 終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號 ,并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。 TC35 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 310 所示。 支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真 。 質(zhì)量為 9g。 可選波特率 300bps~115kbps,動波特率 ~115kbps。 溫度范圍 —— 正常操作 20℃ ~+55℃ ,存放 30℃ ~+85℃ 。 RS232 電平轉(zhuǎn)換電 路設(shè)計 TC35 的數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳需要通過 MAX232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后連接到單片機的串行口。 MAX232 是 TTL轉(zhuǎn) RS232的電平轉(zhuǎn)換電路。 RS232 是早期為公用電話網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯電平與ITL/CMOS 電乎完全不同。由于 RS232 發(fā)送和接收之間有公共地，傳輸采用非平衡模式 ，因此共模噪聲會耦合到信號系統(tǒng)中，其標(biāo)準(zhǔn)建議的最大通信距離為 15 米 。 MAX232 的引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖 311 MAX232 的引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 MAX232 的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第一部分是電荷泵電路。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 第三部分是供電。 MAX232 包含兩路驅(qū)動器和接收器的 RS232 轉(zhuǎn)換芯片。芯片內(nèi)部有一個電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的 +5v 電壓轉(zhuǎn)換為 RS232 接口所需的 177。12V 的單電源系統(tǒng)。 R1 IN13R2 IN8T1 IN11T2 IN10R1 OUT12R2 OUT9T1 OUT14T2 OUT7C1+1C1 3C2+4C2 5U5MAX232C31μFC41μF123P1RXDTXD 圖 313 單片 機與 TC35 接口電路 TC35 模塊外圍電路設(shè)計 TC35 的數(shù)據(jù)輸入 / 輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合 ITUT RS232接口標(biāo)準(zhǔn)。 TC35 模塊的電平轉(zhuǎn)換及外圍電路如圖 311 所示。 24~29 為 SIM