【正文】 呈淡綠色。微光攝像系統(tǒng)的光放管將被攝物體反射的這些微光增強幾十倍甚至上百倍，再通過對可見光極為敏感的攝像機 (它同時對一 部分近紅外光敏感 )，將被攝物體拍攝出來，從而實現(xiàn)微光下的監(jiān)控。利用此特性，即可在無可見光照明的情況下，使用與攝像機配套的紅外光源 (即紅外燈 )發(fā)出的人眼不易察覺而攝像機 CCD 卻能收到的紅外線，使圖像傳感器清晰成像。鹵素紅外燈的光譜曲線從 800nm 開始一直延續(xù)下去。主動紅外監(jiān)控系統(tǒng)所拍攝的圖像呈現(xiàn)的是淡蘭色。主動紅外光源主要有兩類，一類是早期使用的鹵素紅外燈，其光功率較大，多用于中遠距離的監(jiān)控。 我們知道，保證區(qū)域的安全不能只在巡更人防 方面加強力量，必須從運用現(xiàn)代化的防盜報警技術，這是外界不法人員所逾越的第一道關卡 ,而紅外技術已經(jīng)成為先進科學技術的重要組成部分，成為周界防范系統(tǒng)最有效、最直接手段，是安防系統(tǒng)中不可缺少的重要部分（所謂的技術的第一層次）。 本文所做的工作 本文將系統(tǒng)介紹由我研制開發(fā)一種采用新的先進的紅外 線對射感應模塊制作而成的圍墻、柵欄防盜報警系統(tǒng)，由于它是利用人眼不可見的紅外光束，組成無線監(jiān)控區(qū)域，所以具有極強的保密性和可靠性。在本文中我們將要介紹的系統(tǒng)如圖 所示 人體檢測裝置 紅外發(fā)射裝 置 89C5 控制芯 片 RS232 遠程輸出串 口 聲音報警器 光報警器 遠程監(jiān)控中心 紅外接受裝置 模擬試驗表明，紅外監(jiān)控防盜系統(tǒng)技術先進，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，安全節(jié)能，可及時自動的發(fā)現(xiàn)和判斷被測范 圍內(nèi)是否有被測目標出現(xiàn)，且能正常收發(fā)命令與控制。但是我們在測試過程中也發(fā)現(xiàn)，此系統(tǒng)的紅外發(fā)射裝置的發(fā)射距離只有 5 米左右，如果我們將此產(chǎn)品投入使用，我們必須有進一步的改進。 XX 論文 5 第 2 章 系統(tǒng)方案設計 本章小結(jié) 相關基礎知識 在我們的系統(tǒng)當中，我們將分別應用到 MCS51 單片機，主動和被動人體探測裝置， RS232 串行通信口，聲光報警器等元器件。 MCS51型系列單片機介紹 （一） 、 MCS51 型系列單片機在我們的系統(tǒng)中將扮演整個系統(tǒng)的 “ 心臟 ” 和 “ 大腦 ” 的角色，是系統(tǒng)的控制部分，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心，其相關知識如下： （二）、 MCS51 型系列單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示圖 所示，主要包括累加器 ACC(有時也簡稱為 A)、程序狀態(tài)字 PSW、地址指示器 DPTR、只讀存儲器 ROM、隨機存取存儲器RAM、寄存 器、并行 1/0 接口 P0P定時器 /計數(shù)器、串行 1/0接口以及定時控制邏輯電路等。 [4] （三）、 （四）、 圖 累加器 A： 累加器是 CPU 中使用最頻繁的一個寄存器，簡稱 ACC或 A寄存器。但它又是 ALU 運算結(jié)果的存放單元，即 ALU 運算結(jié)果又通過內(nèi)部總線送人累加器 ACC 中存放。 （五） 、 B寄存器： B寄存器在乘法和除法指令中作為 ALU 的輸人之一。 A 中放積的低八位 。除法中，被除數(shù)取自 A，除數(shù)取自 B，商數(shù)存放于 A，余數(shù)存放在 B。 （六） 、 程序狀態(tài)字 PSW ：程序狀態(tài)字 (PSW)是一個逐位定義的 8 位寄存器，其內(nèi)容的主要部分是算術邏輯運算單元 (ALU)的輸出。 格式如下 : （七）、 （八） 、 MCS51 型系列單片機引腳功能介紹 : （九）、 MCS 一 51型系列單片機具有 40 個引腳雙列直插式封裝的器件。其引腳如圖 所示：圖中管腳可以分為 4 類：電源類管腳 2個、時鐘類管腳 2個、并行 I／ O類管腳 32 個、控制類管腳 4個。當 RST 端保持兩個機器周期 (24 個時鐘周期 )的高電平時，可對單片機實現(xiàn)復位操作。當電源 VCC 一旦發(fā)生掉電或電壓降低到低于電平規(guī)定值時，可通過它為單片機內(nèi)部 RAM 提供電源，以保護片內(nèi) RAM中的信息不丟失，使系統(tǒng)在上電后能繼續(xù)正常運行。在訪問外部存儲器時， ALE用來鎖存 N 擴展地址低 8位的地址信 號。因而它又可用作外部定時及其它需要。 ALE 能驅(qū)動 8 個 TTL 接口。 （十七） 、 PSEN (29 腳 )：外部程序存儲器 ROM 的讀選通信號輸出端。在訪問外部 RAM 或片內(nèi) ROM時，不會產(chǎn)生有 效的 PSEN 信號， PSEN 可驅(qū)動 8個TTL 輸入端。當 EA＝ 0 時，對 ROM的訪問限定在外部程序存儲器；當 EA＝ 1 時，在對 ROM 的訪問先從內(nèi)部 4KB 開始，當?shù)刂贩秶?4KB 時自動切換到外部進行訪問。對于片內(nèi)含 EEPROM 的機型，在編程期間，此引腳用作 21V編程電源 VDD 的輸入端。當使用內(nèi)部振蕩電路時，在這兩個管腳上外接石英晶體和微調(diào)電容；當使用外部時鐘時．用于接外部時鐘脈沖信號。 （二十三）、 P0 口 (32— 39 腳 )：是一個 8垃漏極開路型的雙向 I／ O 口時，分時提供低 8位地址，并用作 8位雙向數(shù)據(jù)總線。 XX 論文 7 （二十五）、 P2 口 (21— 28 腳 )：是一個帶內(nèi)部提升電阻的 8位準雙向 I／ O口。在對 8751 型單片機內(nèi) PROM 進行編程和檢驗時， P2 口用于接收高 8位地址和控制信號。在系統(tǒng)中，這 8個引腳都有各自的第二功能． [6] 人體紅外探測器 在被動紅外探測器中有兩個關鍵性的元件，一個是熱釋電紅外傳感器 PIR，它能將波長為8 一 12um 之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并能對自然界中的白光信號具有抑制作用，因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當無人體移動時，熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度，當人體進入警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異信號，因此，紅外探測器的紅外探測的基本概念就是感應移動物體與背景物體的溫度的差異。菲星爾透鏡作用有兩個 :一是聚焦作用，熱釋的紅外信號折射反射 )在 PIR上，第二個作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入警戒區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號，這樣 PIR 就能產(chǎn)生變化的電信號。使用的紅外線是波長在 700nm 到 1000um 這間的電磁波 (比紅外波長長的是波，比紅外波長短的是可見光 )。影響主動紅外入侵探測器質(zhì)量的關鍵技術指標 1 白光過濾能力 所謂白光，泛指人眼可感應的各種自然光和人造光。主動紅外入侵探測器采用的光學過濾系統(tǒng)應該具有將白光最大限度的過濾掉的用。白光過濾最基本的辦法是采用由一種特殊濾光材料構(gòu)成的濾光機構(gòu) (外殼 )，這種材料能有效地傳遞特定波長范圍的紅外光，并阻止白光通過。目前這種優(yōu)質(zhì)原材料仍由日本壟斷，并被幾家日本大制造商包銷，因此優(yōu)質(zhì)的主動紅外入侵探測器基本上是由日本技術制造的，有些低檔產(chǎn)品的濾光機構(gòu)看起來似乎也差不多，但實際濾光效果卻相差甚遠。采用特殊設計的日本菲涅爾鏡片就有效的解決了這種現(xiàn)象， (如圖 D使用這種鏡片的投光器可以將特定波長的紅外光按一定角度發(fā)射出去，而受光器則只允許以特定角度人射的特定波長紅外光，經(jīng)折射后形成圓錐型聚焦到受光傳感器上，這樣就最大程度的將其它光線過濾掉了 (如圖 )。 [9] 圖 2 探測距離余量 中國國家標準規(guī)定在室外使用時，主動緲卜的探測距離余量至少為說明書規(guī)定的探測距離的暗以上，即在生產(chǎn)廠家規(guī)定 10米的探測器，在良好測試條件下實際探測距離能力要達到 60米這樣的指標是為了保障在惡劣氣候條件下，探測器能夠正常工作。雷擊是戶外電子設備的老大難問題，雷電沖擊有兩種 :直接沖擊和感應沖擊。而感應沖擊可能常常會是帶電的云層運動或附近的雷電沖擊而引起的，都會在電氣回路中感應出電涌電壓，引起設備受損與誤報。因此，對射產(chǎn)品的防雷指標很重要，一般以千伏 (KV)表示。按頻率來分亮固定頻率 (單頻率 )、可選頻率 (有限不同頻率 )和可調(diào)頻率 (相對無限不同頻率 )三種類型。光束數(shù)量主要解決誤報問題。像單光束就比較容易產(chǎn)生誤報。 [11]這主要取決于用戶對系統(tǒng)的要求程度。實際應用中，一般采用可選頻率對射就可解決問題。使用環(huán)境的溫度變化很大。因此在惡劣環(huán)境使用時，特別要注意選用優(yōu)質(zhì)品牌產(chǎn)品或帶有加熱器的產(chǎn)品。這有賴于合理的光學系統(tǒng)和電路系統(tǒng)。因此影響到整個產(chǎn)品以及整個防盜系統(tǒng)的壽命。 串口 RS232 串行通信接口標準經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種。 RS232C 標準是美國 EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會 )與 BELL 等公司一起開發(fā)的1969 年公布的通信協(xié)議。這個 標準對串行通信接口的有關問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。 在討論 RS232C 接口標準的內(nèi)容之前，先說明兩點： 首先， RS232C 標準最初是遠程通信連接數(shù)據(jù)終端設備 DTE(Data Terminal Equipment)與數(shù)據(jù)通信設備 DCE（ Data Communication Equipment）而制定的。但目前它又廣泛地 被借來用于計算機（更準確的說，是計算機接口）與終端或外設之間的近端連接標準。有了對這種背景的了解，我們對 RS232C 標準與計算機不兼容的地方就不難理解了。由于在計算機系統(tǒng)中，往往是 CPU 和 I/O 設備之間傳送信息，兩者都是 DTE，因此雙方都能發(fā)送和接收。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。 這里只介紹 EIA RS232C（簡稱 232， RS232）。 1 電氣特性 EIARS232C 對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。對于 數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯 “1” （傳號）的電平低于 3V，邏輯 “0” （空號）的電平告語 +3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ ON）即信號有效的電平高于 +3V，斷開狀態(tài) (OFF)即信號無效的電平低于 3V，也就是當傳輸電平的絕對值大于 3V 時，電路可以有效地檢查出來，介于 3～ +3V 之間的電壓無意義，低于 15V 或高于 +15V 的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在177。 （二十七）、 文件 （二十八）、 4 1. 打開文件 （二十九） 、 (F)打開用戶程序，進行編輯。仿真器設置包括仿真器類型 ,仿真頭 (POD)類型 ,CPU 類型 ,顯示格式和產(chǎn)生的目標文件類型。用戶在編譯項目時 ,自動存盤 . XX 論文 11 （四十三）、 注意 :當用項目仿真時 ,系統(tǒng)要求項目文件 ,模塊文件 ,包含文件在同一個目錄 (文件夾 )下 . （四十四）、 3 新建項目 （四十五） 當用戶開始新的任務時，應新建一個項目，在項目中，設置所用仿真器類型， POD 類型，加入用戶程序（模塊）。在多模塊項目中 ,用復制項目功能 ,可以避免用戶因為少復制某些模塊 ,而造成項目編譯不能通過 .方便用戶對程序進行管理 .項目欄中為當前被復制項目 ,包括項目中各模塊 ,包含文件 ,如果不是復制當前項目 ,可以通過 [瀏覽 ]找到所要復制的項目 ,[到目標路徑 ]中為項目復制到何處 ,可以通過其后的 [瀏覽 ]指定將項目復制到其它地方 . （五十）、 6 調(diào)入目標文件 （五十一）、 裝入用戶已編譯好目標文件。一段其它代碼 ,可以去掉 ” 缺省地址 ” 前的選擇 .然后填入開始插入的地址和結(jié)束地址。程序停在與 CPU 相關的地址上(51 系列停在 0000H 處 ,96 系列停在 2080H)。對于按項目方式仿真的用戶 ,系統(tǒng)將程序編譯正確后 ,會根據(jù)用戶在 仿真器 |仿真器設置下 [目標文件 ] 中設置的格式 ,將生成的二進制代碼存盤 . 如果用戶是用調(diào)入目標文件方式進行仿真 ,并且對目標碼進行了修改 .就可以用 文件 |保存目標文件 方式存盤 . （五十五）、查找 （五十六）、 1. 查找 （五十七）、在當前窗口中查找符號，字串。 XX 論文 12 （五十八）、 2. 替換 （五十九 ）、 在當前窗口查找相應文字，并替換成指定的文字，可以指定區(qū)分大小寫方式和全字匹配方式查找，可以在指定處替換，也可以全部替換。在項目所包含的文比較多時，用此方法可以很方便地查到字串在什么地方出現(xiàn)。 （六十六）、 6. 轉(zhuǎn)到指定地址 /標號將 （六十七）、光標轉(zhuǎn)到指定地址 或標號所在的位置。 （七十）項目 (P)[13] （七十一）、 1. 編譯 （七十二）、編譯當前窗口的程序。 （七十三）、 2. 全部編譯 （七十四） 、 全部編譯項目中所有的模塊（程序文件），包含文件。 （七十五） 、 3. 加入模塊文件 （七十六）、 在當前項目中添加一個模塊。用 51系列單片機 AT89C2051 做報警器的主控部分，由低電壓、低功耗的單片機、集成紅外發(fā)射電路、集成紅外接收電路、串行接口電路及電位器，系統(tǒng)硬件電路框圖如圖 所示。 89C51 主要的功能有：對紅外發(fā)射裝置的發(fā)射的頻率、發(fā)射的次數(shù)，紅外接受裝置的紅外接受及紅外信號的檢測的控制，對主動紅外裝置和人體檢測分別的控制 。 （ 2）紅外發(fā)探測裝置 紅外發(fā)射接收裝置是整個系統(tǒng)的 “ 眼睛 ” 。把它監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)殡娦盘枺瑐魉徒o控制中心的單片機上。人體輻射出的特定波長的紅外線，將其轉(zhuǎn)換為與人體運動速度、距離、方向等有關的低頻電信號。缺