基于at89c51單片機(jī)的家庭防盜警報系統(tǒng)設(shè)計-在線瀏覽
2024-08-07 17:23本頁面
【正文】 壓力板式安裝在墊子內(nèi)，當(dāng)主機(jī)停止工作，主人在家走動時，都很容易失報和誤報，其可靠性低。（三）遮光式觸發(fā)防盜報警器在受到太陽光照射就會引起誤報，同時如果由于風(fēng)吹窗簾的擺動等遮住了光也會引起誤報，所以這種報警器的可靠性也不高。綜合以上報警器的不足，本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。同時它的信號經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后利于跟PC機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。它的最簡單形式是本地（家庭、單位）報警系統(tǒng)，它的組成部分是入侵探測器和本地報警控制器，以及聲光報警器。方案二；通過傳感器檢測家庭安全隱患，把檢測結(jié)果送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制報警燈和高音報警器的啟動。20世紀(jì)80年代以來，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就單片機(jī)而言，世界上一些著名的計算機(jī)廠家已投放市場的產(chǎn)品就有50多個系列，數(shù)百個品種。MCS51系列單片機(jī)包括三個基本型8038051/8751。比較麻煩，不予采用。ROM內(nèi)的程序是公司制作芯片時，代為用戶燒制的，出廠的8051都是含有特殊用途的單片機(jī)。也不予采用。用戶可以將程序固定在EPROM中，可以反復(fù)修改程序。8031為外擴(kuò)一片4KB EPROM的就相當(dāng)于8751，它的最大優(yōu)點(diǎn)是價格低。不予采用。片上Flash許程序存儲區(qū)在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。故此設(shè)計采用AT89C51。非接觸紅外測溫有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）測量不干擾被測溫場，不影響溫場分布，從而具有較高的測溫準(zhǔn)確度。（3）探測器的響應(yīng)時間短，反應(yīng)速度快，易于快速與動態(tài)測量。（5）可以確定微小目標(biāo)的溫度。隨著工農(nóng)業(yè)、國防事業(yè)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對溫度測量越來越迫切?！?000μm的區(qū)域稱為紅外光譜區(qū)，紅外傳感器是一種新型的傳感器，能夠探測物體輻射的紅外線。有些熱釋電晶體，他們的自發(fā)極化方向能用外電場來改變，這些晶體稱作熱釋電——鐵電體。為了使傳感器能夠長期穩(wěn)定地工作，提高靈敏度，增強(qiáng)抗干擾能力，這里選用了TGS晶體制作的雙型探測器紅外測溫是通過探測物體表面發(fā)射的能量來測量其溫度，由物理學(xué)可知，處于絕對溫度（－℃）以上的任何物體，都要釋放熱能，而紅外輻射溫度計測量其中與溫度有關(guān)波長范圍內(nèi)的熱能，并將其轉(zhuǎn)換與溫度成比例的電信號，由此測出其溫度。 實(shí)際中大多數(shù)物體為非黑體，其熱輻射公式為： E=εE0其中：E為物體在一定溫度下的輻射能力；E0 為與E在同一溫度下的黑體輻射能力。 由上可知，任何物體只要溫度不是絕對零度都不斷地發(fā)射紅外輻射，物體的溫度越高，輻射的功率就越大，只要知道物體的溫度和它的比輻射率，就可算出它所發(fā)射的輻射功率。紅外探測器是紅外熱釋傳感器的重要組成部分。常用的熱釋電探測器如：LiTaO2(鉭酸鋰) 探測器、BaTi O2(鈦酸鋇) 探測器和TGS（硫酸三甘酞）探測器等。傳感器的敏感元為PZT，在上下兩面做上電極，并在表面加一層黑色氧化膜以提高其轉(zhuǎn)化效率。在管殼的頂部設(shè)有慮光鏡（TO－5封裝）。圖21圖22熱釋電體的自發(fā)極化強(qiáng)度與溫度有關(guān)。溫度升高到Tc時，自極化消失，此溫度稱為居里溫度。由于自發(fā)極化，在與極化軸相垂直的晶體兩外表面上出現(xiàn)正負(fù)極化強(qiáng)度。因此不能在靜態(tài)條件下測量自發(fā)極化，但是自由電荷和面束縛電荷所需的時間很長，因晶體自發(fā)極化的弛豫時間很短，約10－12s，因此當(dāng)晶體經(jīng)受一定頻率的溫度變化時其體內(nèi)的自由電荷和外部雜散電荷便來不及中和變化著的面束縛電荷，因此可在動態(tài)條件下測量自發(fā)極化。如圖23所示的電路連接負(fù)載，則在紅外輻射時，就有電流流過負(fù)載經(jīng)放大后成為輸出信號。因此，熱釋電探測器與其他熱釋探測器不同，它只存在溫度升降的過程中才有信號輸出。如果用調(diào)制頻率為f的紅外線照射熱釋電晶體，則晶體的溫度自發(fā)極化強(qiáng)度（PS）及其引起的面束縛作電荷密度均以頻率f作周期變化。如果用負(fù)載電阻Rg把兩個電極連接起來，就會有熱釋電電流Is 通過負(fù)載。圖24電流源的電流強(qiáng)度為Is為： 式中:p一自發(fā)極化強(qiáng)度對溫度變化率，稱為熱釋電系數(shù)， 菲涅爾透鏡目前人體驗(yàn)知系統(tǒng)中的光調(diào)制器一般都采用多元陣列式菲涅爾透鏡，它起到紅外輻射收集器和調(diào)制器的雙重作用。加裝菲涅爾透鏡可使傳感器的探測半徑從不足2m提高到至少8m范圍。這樣，當(dāng)人體在裝有菲涅爾透鏡的傳感器監(jiān)控范圍內(nèi)運(yùn)動時，人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡傳到傳感器上，形成一個不斷交替變化的盲區(qū)和亮區(qū)，使得敏感單元的溫度不斷變化，傳感器從而輸出信號，或者說，人體在監(jiān)控范圍內(nèi)活動時，進(jìn)人一個視場后，又走出這個視場，再進(jìn)人另一視場對傳感器而言，相當(dāng)于一會兒看到人，一會兒又看不到人，人體的紅外線輻射不斷改變傳感器的溫度，使之有一個又一個相應(yīng)的電信號。需要說明的是:在每次接通電源時，傳感器要有幾秒到十幾秒的“預(yù)熱”時間，在這段時期內(nèi)該傳感器不起作用。要經(jīng)過放大、比較等幾個環(huán)節(jié)才能輸出控制信號。熱釋電紅外傳感器控制電路就是根據(jù)檢測信號的特點(diǎn)和輸出信號的要求，完成上述功能的電路。下圖26是控制電路的結(jié)構(gòu)框圖：低頻放大比較整形ViVo圖26LM324系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運(yùn)算放大器。靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。每一組運(yùn)算放大器可用圖27所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。LM324的引腳排列見圖28。 。放大器的帶寬對可靠性和靈敏度有重要影響，帶寬窄，噪聲小誤動作率低；帶寬寬，噪聲大，誤動作率高！ 如圖31所示，本系統(tǒng)采用LM324中的兩個集成運(yùn)算放大器構(gòu)成低頻帶通放大電路，LM324內(nèi)部集成了四個獨(dú)立的高增益運(yùn)算放大器，其電流小（典型值Is=），且與所加電源電壓的大小無關(guān)，頻率補(bǔ)償
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