【正文】 .................................... 34 武漢紡織大學(xué) 2022屆畢業(yè)論文 1 1 緒論 在一些電影、電視劇中我們?？梢钥吹?，有些博物館等安全性要求比較高的場所，在安防電腦系統(tǒng)的屏幕上面，顯示著一根根紅線，如果有人進(jìn)入不小心“觸”到了這根紅線，那么報(bào)警器就會(huì)發(fā)響。 Solar energy。 關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)； 太 陽能； 防盜報(bào)警器； 聲光報(bào)警 ABSTRACT The system is a infrared antitheft alarm controlled by SCMAT89S52, including Solar photovoltaic module, infrared part of the launch, part of the infrared receiver, microcontroller, as well as part of sound and light photovoltaic power generation module is used as power supply, The system will alarm when infrared ray has been blocked , through the singlechip microputer to control the operation of alarm circuit, and at the same time sound and light alarm, with infrared transceiver test tube, install hidden, can not easily be found。系統(tǒng)可以探測到一定范圍內(nèi)的人的闖入 , 可以應(yīng)用在安防范圍比較確定的情況下。 武漢紡織大學(xué) 畢 業(yè) 論 文 題目： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 摘 要 本系統(tǒng)是基于 AT89S52單片 機(jī)控制的太陽能無線對射防盜報(bào)警器，主要由 太陽能光伏發(fā)電模塊 、紅外線發(fā)射部分、紅外線接收部分、單片機(jī)以及聲光報(bào)警部分組成?？赏ㄟ^ 太陽能光伏發(fā)電模塊作電源， 發(fā)射電路發(fā)射的紅外線被遮擋時(shí)控制報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警 , 通過單片機(jī)控制報(bào)警電路的運(yùn)行，并能同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，用紅外線收發(fā)管進(jìn)行檢測，安裝隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)；探測信號采用脈沖信號，節(jié)能且抗干擾。采用這種方法設(shè)計(jì)的防盜報(bào)警器具有成本廉價(jià)和探測效果好的優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的市場前景。 detection signal using pulse signal, energysaving and antijamming. This system can detect a certain person within the scope of the intrusion, security can be applied to determine the scope of the case. Designed using this method of antitheft alarm and detection in a costeffectiveness of lowcost best advantages, has broad market prospects. Keywords: Single chip microputer。 Antitheft alarm。這就是 紅外線 對射 報(bào)警系統(tǒng)。 課題研究的意義 當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，一個(gè)個(gè)新建高檔住宅小區(qū)如雨后春筍般拔地而起，與之相對應(yīng)的是人們對小區(qū)的安全防范意識也逐漸增強(qiáng)，采取了許多措施以保護(hù)小區(qū)住戶的安全。在一些重要的區(qū)域，如機(jī)場、高檔住宅小區(qū)、軍事倉庫、監(jiān)獄、銀行金庫、博物館、發(fā)電廠、廠房等處，為了防范非法入侵和各種破壞活動(dòng)，安裝智能化周界報(bào)警系統(tǒng)已是一種必要手段。其偵測原理乃是利用紅外線經(jīng)LED紅外光發(fā)射二極體 ,再經(jīng)光學(xué)鏡面做聚焦處理使光線傳至很遠(yuǎn)距離 ,由受光器接受。說的通俗點(diǎn)就是：紅外對射的發(fā)送端發(fā)出肉眼不可見的紅外光，接收端接收，當(dāng)有人或物體從中間穿過，遮擋了發(fā)送端發(fā)出的紅外光，導(dǎo)致接收端接收不到，接收端就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號到接警中心，實(shí)現(xiàn)報(bào)警行為。對于廣大工程商來說，周界報(bào)警工程是一個(gè)燙手山芋，單單在幾公里的周界上布線已經(jīng)夠浪費(fèi)時(shí)間，而且維護(hù)時(shí)排線更 讓人頭疼。主動(dòng)式紅外線報(bào)警器，是報(bào)警器主動(dòng)發(fā)出紅外線，紅外線碰到障礙物，就會(huì)反彈回來，被報(bào)警器的探頭接收。當(dāng)有會(huì)動(dòng)的物體觸犯了這根看不見的紅線的時(shí)候，探頭就會(huì)檢 武漢紡織大學(xué) 2022屆畢業(yè)論文 2 測到有異常，就會(huì)報(bào)警。物理學(xué)上告訴我們，當(dāng)物體的溫度高于 0K 的時(shí)候，就會(huì)發(fā)出紅外線，換句話說任何物體都能發(fā)出紅外線。 紅外線報(bào)警器對溫度敏感，溫度越高的物體輻射出的紅外線越強(qiáng)，當(dāng)感應(yīng)到環(huán)境中存在高出背景強(qiáng)度的輻射時(shí) ,就觸發(fā)報(bào)警。發(fā)射裝置向裝在幾米甚至于幾百米遠(yuǎn)的接收裝置輻射一束紅外線，當(dāng)被遮斷時(shí)，接收裝置即發(fā)出報(bào)警信號，因此，它也是阻擋式報(bào)警器，或稱對射式探測器。振蕩器產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)波形變換及放大后控制紅外發(fā)光管產(chǎn)生紅外脈沖光線，通過聚焦透鏡將紅外光變?yōu)檩^細(xì)的紅外光束，射向接收端。光電管將接收到的紅外光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)整形放大后推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)報(bào)警設(shè)備。主動(dòng)式紅外報(bào)警器是點(diǎn)型、線型探測裝置，除了用作單機(jī)的點(diǎn)警戒和線警戒外，為了在更大范圍有效地防范，也可以利用多機(jī)采取光墻或光網(wǎng)安裝方式組成警戒封鎖區(qū)或警戒封鎖網(wǎng)，乃至組成立體警戒區(qū)。 雙光路由兩對發(fā)射器和接收器組成。 課題研究的主要內(nèi)容 本論文利用單片機(jī)、太陽能光伏發(fā)電模塊、無線模塊及紅外對射管設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能無線對射防盜系統(tǒng)，用 c語言編寫出實(shí)現(xiàn)太陽能無線對射防盜的程序源代碼。 太陽能全無線對射防盜系統(tǒng)它可以徹底解決周界防盜中安裝維護(hù)麻煩的問題。一般來說太陽能板為非晶硅，不需要太陽直射就內(nèi)產(chǎn)生電能，安裝環(huán)境大大擴(kuò)展。第二，對射內(nèi)置無線發(fā)送模塊，報(bào)警信號用無線傳輸，在符合國家相關(guān)政策法規(guī)的前提下，盡可能用大功率以保證對射與主機(jī)間的無線距離。 武漢紡織大學(xué) 2022屆畢業(yè)論文 4 2 總體設(shè)計(jì)的方案 系統(tǒng)的方案構(gòu)想 該系統(tǒng)以單片機(jī) AT89S52系列為核心，采用紅外線發(fā)射管和紅外線接收管為發(fā)射和接收裝置，由反相器芯片反相間接控制 CPU工作。系統(tǒng)原理框圖如圖 21所示。其中， AT89S52的 ~ 為輸出口，而 ~。 P3 口輸入經(jīng)接收紅外線電路接收并由反相器反相的電平，當(dāng)電平到達(dá)單片機(jī) CPU后，若各口均為低電平，則 CPU不做任何反應(yīng)，此時(shí)不報(bào)警；而當(dāng)紅外線被認(rèn)為擋住而使接收電路無法接受到時(shí) P3 輸入口就會(huì)輸入高電平，此時(shí)當(dāng)在一定的時(shí)間內(nèi)檢測到位于不同位置的光束被遮擋時(shí)，由，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警 電路進(jìn)行報(bào)警。蓄電池是太陽能電池方陣的儲(chǔ)能裝置。其作用如下： 1．當(dāng)蓄電池過充電或過放電時(shí)，可以報(bào)警或自動(dòng)切斷線路，保護(hù)蓄電池。 3．當(dāng)負(fù)載短路時(shí)，可以自動(dòng)斷開。 5．防反沖二極管的作用是避免太陽能電池方陣欠壓時(shí)，蓄電池通過太陽能電池放電。 ? 電流：應(yīng)能瞬間提供 1A電流； ? 容量：用太陽能浮充蓄電池供電，應(yīng)保證設(shè)備能長期可靠工作。 武漢紡織大學(xué) 2022屆畢業(yè)論文 6 蓄電池組供電、太陽能電池浮充的供電方 式。它避免了從電源上引入的各種工業(yè)干擾和雷擊干擾，本系統(tǒng)中采用這種供電方式。在各種蓄電池中，性能最優(yōu)者屬堿性蓄電池，它的低溫特性和過量充電性能較好，自動(dòng)放電小，但價(jià)格較高，容量不大，一般的非密封酸性蓄電池電解液容易揮發(fā)，不宜在水情監(jiān)測系統(tǒng)中使用。 鉛酸全密封酸性蓄電池具有良好的低溫特性和充電特性，而且免維護(hù)，為保證最長 連續(xù)無日照期間也能供電，必須選擇蓄電池的容量。 太陽能浮充供電的蓄電池容量的計(jì)算： ： 工作電壓： ； 靜態(tài)電流： 20mA 可計(jì)算出日耗電量： QL 24小時(shí) = ： 最大的連續(xù)無日照時(shí)間：假定最大連續(xù)無日照時(shí)間為 30天。容量修正系數(shù) = 30247。 太陽能電池板 硅太陽能電池是將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。它可以單獨(dú)使用 ,也可以多個(gè)連接起來組成在方陣使用，與蓄電池配合可作為直流電源供晝夜、陰雨天連續(xù)使用。其外部采用玻璃密封保護(hù)。 單晶硅太陽能電池是利用 PN 結(jié)的光生伏特效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種半導(dǎo)體器件。這種太陽能電池結(jié)構(gòu)牢固，其使用壽命長達(dá)二十年以上，是一種理想的永久性可再生能源。由于 12V 蓄電池的工作電壓 ，太陽能電池充電電流一般為 70mA左右。使用 Atmel公司高密度 非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80S51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上擁有靈巧的 8位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。 X X2 腳 與晶振相連，用于定時(shí)計(jì)數(shù)，以形成一秒周期的方波脈沖信號 [12]。另外， AT89S52可降至 0HZ靜態(tài)邏輯操作，支持兩種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯電平。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在 武漢紡織大學(xué) 2022屆畢業(yè)論文 9 程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 P1口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平 。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí) ，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。對 P3 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號 [13]。 表 31 P3口的引腳號及其第二功能 引腳號 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0(外部中斷 0) INT0(外部中斷 0) T0（定時(shí)器 0外部輸入） T1（定時(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)器寫選通 ) 武漢紡織大學(xué) 2022屆畢業(yè)論文 10 RST: 復(fù)位輸入。看門狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。在 flash 編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 脈沖將會(huì)跳過。這一位置 “ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時(shí)有效。這個(gè) ALE 使 能標(biāo)志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND。在 flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 電壓。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 武漢紡織大學(xué) 2022屆畢業(yè)論文 11 圖 32 最小系統(tǒng)圖 89S52 圖 33 單片機(jī)控制電路電路圖 紅外線發(fā)射部分 紅外線發(fā)射電路主要由 D7~D12 六個(gè)紅外線發(fā)射管組成。正常情況下沒有遮擋時(shí) P1 口輸出為 00H。通過查閱資料可知 IF(max)在 2