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毕业设计—基于单片机的红外防盗报警系统的设计(完整)


摘要

摘 要
随着人们生活水平的大幅度提高,人们的保护意识不断增强,防盗报警系统 便充分体现了其应用价值。 防盗报警系统的设计便是为满足现代住宅防盗的需要 所设计的家庭式电子防盗系统。 防盗报警系统采用了热释电红外传感器,这种防盗器安装隐蔽,同时它的信 号经过单片机系统处理后方便和 PC 机通信,便于多用户统一管理。防盗报警系 统设计包括硬件和软件设计两个部分。 硬件部分设计主要包括红外探头电路接收 信号,LED 控制电路控制发光及驱动执行报警电路执行报警等。软件部分设计主 要包括使用 protues 仿真软件能够实现声光报警的作用, 同时运用 Pro/E 软件对 防盗报警系统的外壳进行设计从而使防盗报警系统的设计更加完善。 关键词:单片机;红外传感器;信号接收;报警电路

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Abstract

The Design of Anti-theft Alarm Abstract
With the people's living standards greatly improved , the protection of people's growing awareness of the anti-theft alarm system fully reflects the value of its application. This design is for the family of electronic security systems designed to meet the needs of modern residential burglar. Anti-theft alarm system used Pyroelectric infrared sensor,the fixing of this alarm is covert, after has been processed by SCM, the signal of alarm communicates with PC, which is convenient for uniform management. Anti-theft alarm design includes hardware part and software part. The hardware part of the design including infrared sensor circuit receives the signal, the LED control circuit to control light-emitting and drive the implementation of the implementation of the alarm circuit alarm. The software part of the design including the use of protues simulation software to achieve the role of sound and light alarm, while the use of Pro/E software, anti-theft alarm system of the shell are designed so the anti-theft alarm system design more perfect. Key words: SCM; infrared sensor; signal receiving; alarm circuit

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目录

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摘要 ·································· ·································· ································· Ⅰ Abstract ································ ······························· Ⅱ ······························· 第一章 绪论 ····························· 1 ····························· ····························· 1 .1 课题背景 ····························1 ···························· ··························· 1. 2 防盗报警系统在国内外的发展 ················ 1 ················ ················ 1. 3 防盗报警系统的发展前景与趋势 ···············3 ··············· ·············· 1. 4 结构安排 ····························3 ···························· ··························· 第二章 防盗报警系统设计介绍 ···················4 ··················· ·················· 2. 1 设计的目的及意义 ······················ 4 ······················ ······················ 2. 2 设计内容及要求 ························4 ························ ······················· 2. 3 相关硬件介绍························· 4 ························· ························· 2.3.1 常见的几种红外传感器介绍 ················· ················ 5 ················ 2. 3.2 热释红外传感器的原理 ···················6 ··················· ·················· 2. 3.3 热释电红外传感器原理特性 ················7 ················ ··············· 2. 3.4 热释电红外传感器的选定 ················· 7 ················· ················· 2. 3.5 AT89C51 单片机的概述 ···················8 ··················· ·················· 2. 3.6 AT89C51 单片机的引脚分配 ················10 ················ ··············· 第三章 防盗报警系统总体方案设计 ················12 ················ ··············· 3.1 防盗报警系统总体设计思路 ················· 12 ················· ················· 3.2 具体硬件电路模块设计 ····················13 ···················· ··················· 3.2.1 放大电路的设计 ·······················13 ······················· ······················ 3.2.2 时钟电路的设计 ·······················14 ······················· ······················ 3.2.3 复位电路的设计 ·······················15 ······················· ······················
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3.2.4 发光二极管报警电路的设计 ················ 15 ················ ················ 3.2.5 声音报警电路的设计 ···················· 16 ···················· ···················· 3.3 硬件电路的选择及说明 ····················16 ···················· ··················· 3.4 软件的程序实现 ························16 ························ ······················· 3.4.1 主程序工作流程图 ······················ ····················· 16 ····················· 3.4.2 设计编程程序························ 18 ························ ························ 第四章 防盗报警系统仿真 ····················· 20 ····················· ····················· 4.1 Proteus 简介 ··························20 ·························· ························· 4.2 Keil 简介 ··························· 20 ··························· ··························· 4.3 系统仿真 ··························· 20 ··························· ··························· 第五章 防盗报警系统外壳设计 ··················· ·················· 23 ·················· 5.1 Pro/ENGINEER 的应用 ···················· ··················· 23 ··················· 5.2 防盗报警系统外壳设计步骤 ·················23 ················· ················ 5.2.1 防盗报警系统外壳界面设计 ················23 ················ ··············· 5.2.2 防盗报警系统外壳探测器设计 ··············· ·············· 23 ·············· 5.2.3 防盗报警系统外壳扬声器设计 ··············· ·············· 24 ·············· 5.2.4 防盗报警系统外壳 LED 灯设计 ·············· 24 ·············· ·············· 5.2.5 防盗报警系统外壳按键设计 ················25 ················ ··············· 5.3 防盗报警系统外壳设计示意图 ················ ··············· 26 ··············· 第六章 设计总结 ·························· 27 ·························· ·························· 参考文献 ·······························28 ······························· ······························ 致谢 ·································· ································· 29 ································· 附录 A 外文翻译-原文 ························ ······················· 30 ······················· 附录 B 外文翻译-译文 ························ ······················· 32 ······················· 附录 C 防盗报警系统原理图 ····················34 ···················· ···················
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附录 D 设计编程程序 ························35 ························ ·······················

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第一章 绪论 1.1 课题背景
随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对其住宅的要 求也越来越高,表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所,而且对安全性、智能性 等方面也提出了更高的要求。相反地,经济的快速增长也带来了相当大的负面社 会效应,城乡、区域收入差距进一步拉大,流动人口也开始迅速增加,盗窃、入 室抢劫等刑事案件也呈现出了增长趋势,人们越来越渴望有一个安全生活的空 间, 但是犯罪分子的作案手段越来越高明, 他们甚至采用一些高科技的作案手段, 使得以往那种依靠安装防盗门窗、 或靠人防的防范方式越来越不能满足人们日常 防范的要求。这时,传统的家庭住宅显然己经远远不能满足人们的需求。人们迫 切需要一种智能型的家庭防盗报警系统,能可靠的进行日常安全防范工作,及时 发现各种险情并通知户主, 以便将险情消灭在萌芽状态, 这样人们便可安心工作, 同时也保证了居民的生命财产不受损失。于是有关家庭、办公室和仓库等处的安 全防范和自动报警系统的开发研制日益被科研单位和生产厂家所重视, 现在市场 上也出现了各种名目繁多的报警装置,但多由于可靠性较差、功能单一或造价高 而难于普及。 而随着电子通讯技术的飞速发展,单片微机以其具有体积小、价格低、集成 度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及 各种家用电器等方面得到了广泛应用。 因此利用单片机和一些简单的外围器件来 开发种适合于家庭的低价位、运行可靠的智能型安全防范报警系统安全防范系 统, 对室内出现入室盗窃等自动发出报警信息并通知户主进行及时处理已经势在 必行。 红外线作为一种不可见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等 安保装置中得到了广泛的应用。红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能 也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器,也即是本文将研究的产品, 还有红外监控无线报警器、超声波防盗报警器、红外线防盗报警器、高灵敏红外 报警器、触摸式延时防盗报警器、 触摸式防盗报警器、红外报警器、 红外线声 光报警器等。

1.2 防盗报警系统在国内外的发展
从上世纪初,报警系统就已经在北美稍具雏形。在北美,报警呼救箱放置 在街头巷尾,在呼救时发出声响提示,以寻求附近警察的帮助;同时,这种呼救 箱直接连接到附近的警局,使得稍远一些的警察也能够收到呼救信息。随后,由 于通信技术的发展,提供远程通信服务的电报公司加入到这个行业中,从而使得 报警信息可以通达到更远的地方;不过,这种电报方式毕竟难以普及,所以稍后 出现的电话理所当然地成为报警通讯的主要手段。 而此后自动拨号系统的出现以
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及电话普及到千家万户,更使得通过电话线报警的方式得到了前所未有的发展。 从以上过程来看,报警行业的发展是以工业技术发展为基础的,只有具备良 好的通信手段,才能够把各地的报警信息汇聚到相应的权威部门,然后由权威部 门负责分配有限的警力来帮助到所有的社会个体。 国外智能监控防盗技术发展已处于一个较高水平阶段, 从具有代表性的北美 发展过程, 可以清楚的看出世界智能监控防盗技术的发展概况。 其具有以下特点, 值得我们借鉴。 目前,对北美的安防产业来说,最成功的经营模式就是联网报警服务模式, 联网报警将整个北美的安防产业从横向到纵向进行整合串并, 形成了一个集中许 多高科技手段和产业化管理水准的一体化综合性产业。比如世界排名第一,北美 最大的安防跨国公司一美国棋诺亚公司,它在世纪年代开始搞简单的防盗报警, 其当时的业务范围和技术水平跟中国现在很多安防企业是相当的。到 70 年代, 它对其产业的整体发展方向做了很大的调整,变为联网报警服务商,建立了首家 网管中心,尤其是在年代引用了大量的网管技术、系统集成技术和电子技术,现 己成为十分先进的联网报警服务平台,它在美国、加拿大、英国、香港、台湾等 多个国家和地区都有分公司,北美的客户数己超过 600 万,2003 年防盗报警收 入总产值达 105 亿美元。 1979 年公安部在石家庄市召开了“全国刑事技术预防专业工作会议” ,会议 提出要大力开展安全技术防范工作, 技防作为公安业务的组成部分就这样正式提 出来。其实我国的技防工作早在 60 年代就开始了,那时候由于形势所迫,博物 馆,银行都自发采用各式各样的防范手段,这是我国技术防范工作的初级阶段。 当时主要采用的手段是声控报警。罪犯撬玻璃的声音,砸展柜的声音传到了 值班室。值班人员判断出罪犯在行窃,及时报告了领导和 有关部门,组织保卫 人员和警力将罪犯包围后将其擒获。 82 年公安部和公安部第一研究所,根据当时的防盗报警技术的发展为故宫 很多展厅安装了主动红外、被动红外、微波、超声波、声控等防盗探测器,形成 了多种探测手段的防盗报警系统,防盗报警技术提高到一个新水平。 84 年以后安防事业在中国进入了普及与提高阶段,而且发展迅速。相继各 个博物馆、银行、商场、超市、居民小区都陆续建立了安全防范系统。 进入 90 年代,人们注意到周界防范的重要性,要利用周边的围墙,铁栅栏 等屏障建立周界防范,如果没有条件形成大周界也要建立建筑物的墙体、窗户、 门外和建筑物之外。 在防护区和禁区内采用 3 种以上不同探测原理的探测器构筑 多道防线,与此同时防遮挡功能的探测器也问世了,促进了入侵探测器技术的发 展。 目前,全国的安全技术基本上和国际接上了轨。在现代计算机技术、自动控 制技术和现代通信技术的支持下,安防系统也是一个很完善的计算机控制系统, 防盗报警系统,电视监控系统,声音系统,门禁系统和巡更系统统一由一台计算 机进行管理,标志我国的安防事业进入一个新阶段。
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1.3 防盗报警系统的发展前景与趋势
随着社会的发展,农村城镇化和人员流动性增大,社会治安状况更趋复杂, 因此作为社会的基本单元“安全防范问题就显得尤为重要” 。传统的机械式(防 盗网、防盗窗)家居防卫在实际使用中暴露出一些明显的问题,如:影响楼房美 观,市容整洁;影响火灾救援通道;给犯罪分子提供了便利的翻越条件;时间久 了会有高空坠物的危险等。 所以作为新一代的智能安全防盗报警器系统就应运而生, 并日益受到广泛的 重视和运用。另外,为了进一步规范住宅小区智能化建设,建设部特别制定了智 能小区的等级标准,按照其要求智能小区中必须具有安全防范、信息管理、物业 管理和信息网络等系统。因此,小区安全防范系统建设已逐渐纳入许多小区建设 的必备项目中。 数字化、无线化、集成化是防盗报警系统进一步发展的要求,所以我们不难 发现防盗报警的技术发展趋势: (1)更稳定可靠:如探测器可抗 RFI/EMI(电磁干扰/射频干扰) 、防雷电 等,以适应恶劣气候; (2)更多样的功能:如探测器可调频、防遮挡、防喷盖、防破坏等; (3)更精美、小巧的外观:以符合品味日益提高的室内装潢需求; (4)更智能化的设计:方便地设/撤防,人性化的操作界面; (5)更强大的联网功能; (6)更方便的扩展性。 上述发展趋势,事实上都建立在数字化、无线化、集成化的三大核心技术基 础上。

1.4 结构安排
结构安排如下: 第一章为绪论,介绍了防盗报警系统的研究背景、防盗报警系统的发展及前 景本论文的设计计划和结构安排。 第二章对防盗报警系统的设计进行了介绍, 首先对设计的目的和意义进行了 解,再明确设计的内容及要求,最后对设计需要的相关硬件进行介绍。 第三章为系统的总体设计,首先对整体的方案进行选择与设计,再针对各个 硬件模块进行具体的设计,最后为软件的程序实现。 第四章对防盗报警系统进行了仿真,实现防盗报警系统声光报警的作用。 第五章对防盗报警系统的外壳进行了设计,使设计更加完善。 最后,对本次的研究课题的研究做出了总结与讨论,并且指出设计的不足之 处。

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第二章 防盗报警系统设计介绍 2.1 设计的目的和意义
随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展,人们生活水平得到很大 的提高, 对私有财产的保护意识在不断的增强, 因而对防盗措施提出了新的要求。 本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。 就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、 开关电子防盗报警器和压 力遮光触发式防盗报警器等各种报警器, 但这几种比较常见的报警器都存在一些 缺点。而本设计中所使用的红外线是不可见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此 在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。这种热释电红外传感器能以非接 触形式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号,同时,热释电红外传 感器既可用于防盗报警装置,也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。

2.2 设计内容及要求
(1)本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、 报警等模块子函数。 (2)本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、 LED 控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据 传送、功能设定、本地报警等功能。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、 通信模块、功能设定模块等部分组成。 (3)系统可实现功能。当人员外出时,可把报警系统设置在外出布防状态, 探测器工作起来,当有人闯入时,热释电红外传感器将探测到动作,设置在监测 点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号,经放大电路、比较电路送 至门限开关,打开门限阀门送出 TTL 电平至 AT89C51 单片机,经单片机处理运 算后驱动执行报警电路使警号发声。 (4)红外线具有隐蔽性,在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测 到是否有人出入。此类装置设计的要点:其一是能有效判断是否有人员进入;其 二是尽可能大地增加防护范围。当然,系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重 要指标。至于报警可采用声光信号。

2.3 相关硬件介绍
通过对相关硬件的介绍, 会对防盗报警系统设计的原件选择有一个明确的思 路,通过比较运用最佳原件,也对防盗报警系统的设计有个整体思路。

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2.3.1 常见的几种红外传感器介绍
(1)红外探测器: 红外系统的核心是红外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器 和光子探测器两大类。 热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进 而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化,便可探测 出辐射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射,引起非电 量的物理变化时,可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。 (2)红外测温产品: HEITRONICS 拥有 40 多年非接触红外测温经验,50 多种红外测温仪和非接 触红外测温系统可满足不同行业用户的特殊需求,提供最优非接触红外测温解决 方案。在高性能和高品质的红外测温产品市场,来自德国的 HEITRONICS 以其在 尖端领域应用中良好的品质纪录, 被广泛公认为是世界一流的红外测温产品供应 者而受到信任。 HEITRONICS 系列产品已广泛应用于冶金、玻璃、造纸、纺织、橡胶、木材、 制陶、塑料、涂层、沥青、建筑、电子、 食品、石化、水泥等工业制造、科学 研究和实验领域。 (3)压电传感器 压电传感器(Piezoelectric sensor)是一种典型的有源传感器,它是以某些 电介质的压电效应为基础,在外力作用下,电介质表面产生电荷,从而实现外力与 电荷量间的转换,达到非电量的电测目的。 压电传感器的应用:可分为单向力,双向力和三向力传感器。压电传感器的 物理基础是压电效应,压电敏感元件感受力的作用而产生电压或电荷输出,即根 据输出电压或电荷的大小和极性,就可确定作用力的大小和方向。 由此可见,压电 传感器可以直接用于测力,或测与力相关的压力、位移 、振动加速度等。 (4)磁电传感器 磁电传感器可分为两大类,一类是基于铁芯线圈电磁感应原理的磁电感应式 传感器,一类是基于半导体材料磁敏效应的磁敏传感器。 磁敏管的应用:不但具有很高的磁灵敏度,同时能识别磁场极性; 而且体积小 功耗低,因而具有广泛的应用前景。 (5)光电传感器 光电传感器(Photoelectric sensor)是一种将光信号转换成电信号的装置, 它具有结构简单、性能可靠、精度高、反应快等优点,在现代测量和自动控制系 统中,应用非常广泛,是一种很有发展前途的新型传感器。 (6)人体热释电红外传感器 在电子防盗、 人体探测器领域中, 被动式热释电红外探测器的应用非常广泛, 因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。 (7)无线红外传感器
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无线红外传感器又名无线红外探测器,无线智能幕帘/广角红外探测器采用 美国军用红外传感器进行信号采集探测与摩托罗拉芯片组合集成单片机智能技 术控制,自动温度补偿、微电流省耗、无误报、无漏报、探测距离远、工作稳定、 性能可靠、外形精巧、美观大方。机内设置电源外拨开关,外出设防可以接通电 源,达到更加省电的效果。 它是根据人体红外光谱而工作,当人体在其接收范围内活动时,探测器输出 报警信号,广泛用于银行、仓库和家庭等场所的安全防范。 它是目前可靠性较高的产品, 红外探测部分采用报警器用传感器和红外专用 处理 IC。高频发射部分采用最新声表面(S)稳频技术,配合成熟的外围电路, 使得产品具有红外探测灵敏度好、误报率低、高频发射频率稳定、发射功率大的 特点。

2.3.2 热释电红外传感器的原理
热释电红外线(PIR)传感器是 80 年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元 件,是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器,它能组成防入侵报 警器或各种自动化节能装置。 它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的 变化,并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大,便可驱动各种控 制电路。本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及 设计电路如图 2-1 所示, 在 VCC 电源端利用 C1 和 R2 来稳定工作电压,同样输出 端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时,电荷信号经过 FET 放 大后,经过 C2,R1 的稳压后使输出变为高电位,再经过 NPN 的转化,输出 OUT 为低电平。
R2 Vcc 3v VCC 12v

C1 R4 Q1 OUT Y2 RS FET R3 C2 R1 Y1 Q2 NPN

图 2-1 热释电红外传感器原理图

热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。 不 同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶, 其内部的热电元由高热电 系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成,其极 化随温度的变化而变化。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰 ,该传感器在

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工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式, 因而能以非 接触式检测出物体放出的红外线能量变化 ,并将其转换为电信号输出。 热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。 由于热 电元输出的是电荷信号,并不能直接使用,因而需要用电阻将其转换为电压形 式 ,该电阻阻抗高达 104MΩ ,故引入的 N 沟道结型场效应管应接成共漏形式, 即源极跟随器来完成阻抗变换。 热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组 成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片, 并在它的两面镀上金属电极, 然后加电对其进行极化,这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有 极性的,因此极化后的探测元也是有正、负极性的。

2.3.3 热释电红外传感器的原理特性
热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数制成的探测元件, 在每个探测 器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自 身温度升高而产生的干扰。 由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的 电压信号,经装在探头内的场效应管放大后向外输出。 人体辐射的红外线中心波长为 9--10um,而探测元件的波长灵敏度在 0.2--20um 范围内几乎稳定不变。 在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口, 这个滤光片可通过光的波长范围为 7--10um,正好适合于人体红外辐射的探测, 而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收, 这样便形成了一种专门用作探测人体 辐射的红外线传感器。 一旦人侵入探测区域内, 人体红外辐射通过部分镜面聚焦, 并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同不能抵 消,经信号处理而输出电压信号。

2.3.4 热释电红外传感器的选定
目前常用的热释电红外传感器型号主要有 P228、LHI958、LHI954、RE200B、 KDS209、PIS209、LHI878、PD632 等。热释电红外传感器通常采用 3 引脚金属封 装,各引脚分别为电源供电端(内部开关管 D 极,DRAIN)、信号输出端(内部开 关管 S 极,SOURCE)、接地端(GROUND)。本设计传感器采用双元热释电红外传 感器 RE200B,该传感器翻用热释电材料极化随温度变化的特殊探测红外辐射, 并采用双灵敏元互补方法抑制干扰,以提高传感器的工作温度。传感器 RE200B 内部电路图如下:D 脚接工作电压,其工作电压低且范围宽(2.2-15V);S 脚为 输出源极电压;GND 脚为接地。如图 2-2 所示,为热释电红外传感器 RE200B 的 内部电路框图。

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图 2-2 热释电红外传感器 RE200B 的内部电路框图 热释电红外传感器 RE200B 的主要工作参数:

工作电压:常用工作电压范围为 3~15V; 工作波长:通常为 7.5~14um; 源极电压:通常为 0.4~1.1V,R 约为 47kΩ; 输出信号电压:通常大于 2.0V; 检测距离:检测距离约为 6~10m; 水平角度:约为 120°; 工作温度范围:-10℃ ~40℃ 。

2.3.5 AT89C51 单片机的概述
(1)AT89C51 单片机的结构 AT89C51 单片机是美国 Atmel 公司生产低电压,高性能 CMOS 8 位单片机, 片内含 4k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和 128 bytes 的随机 存取数据存储器(RAM),器件采用 Atmel 公司的高密度、非易失性存取技术生产, 兼容标准 MCS-51 指令系统,片内置通用 8 位中央处理器(CPU)和 Flash 存储 单元,功能强大。AT89C51 单片机可提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用 于各种控制领域。 (2)AT89C51 的管脚说明 ATMEL 公司的 AT89C51 是一种高效微控制器。采用 40 引脚双列直插封装形 式。AT89C51 单片机是高性能单片机,因为受引脚数目的限制,所以有不少引脚 具有第二功能。 VCC:供电电压。 GND:接地。 P0 口:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储

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器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FLASH 编程时,P0 口作为原码输入 口,当 FLASH 进行校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接 收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口 被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程 和校验时,P1 口作为第八位地址接收。 P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收, 输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写 1 时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为 输入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内 部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存 取时,P2 口输出地址的高八位。在给出地址 1 时,它利用内部上拉优势,当对 外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口: 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口, P3 可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入 1 后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入, 由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示: P3 口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INT0(外部中断 0) P3.3 INT1(外部中断 1) P3.4 T0(记时器 0 外部输入) P3.5 T1(记时器 1 外部输入) P3.6 WR (外部数据存储器写选通) P3.7 RD (外部数据存储器读选通) P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高电 平时间。 ALE/ PROG : 当访问外部存储器时, 地址锁存允许端的输出电平用于锁存地 址的地址字节。在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE 端 以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作 对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器 时,将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时, ALE 只有在执行 MOVX,MOVC 指令时 ALE 才起作用。 PSEN:外部程序存储器的选通信号端。在由外部程序存储器取指期间,每个 机器周期两次 PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN 信 号将不出现。

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, EA /VP:当 EA 保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH) 不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1 时, 将内部锁定为 RESET; EA 当 EA 端保持高电平时,此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间,此引脚也用于施加 12V 编程电源。 XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件,应不接。 (3)振荡特性 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为 片内振荡器。 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟源驱动器件, XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信 号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 (4)芯片擦除 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合, 并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在 任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。此外,AT89C51 设有稳 态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。 在闲置模式下,CPU 停止工作。但 RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在 工作。 在掉电模式下, 保存 RAM 的内容并且冻结振荡器, 禁止所用其他芯片功能, 直到下一个硬件复位为止。 我们常见的单片机就是 51 系列, 但是他们根据类型和特性不同分为好多种, 此次设计我们选择了 AT89C51 单片机。MCS-51 是指由美国 INTEL 公司生产的一 系列单片机的总称。INTEL 公司将 MCS51 的核心技术授权给了很多其它公司,所 以有很多公司在做以 8051 为核心的单片机,当然,功能或多或少有些改变,以 满足不同的需求,其中 89C51 就是这几年在我国非常流行的单片机。 89C51 的特性像上面都罗列了,它的只读存储器即 ROM 是电可擦除的,也称 为 FLASHROM,这就方便了我们的使用。

2.3.6 AT89C51 单片机的引脚分配
将防盗报警系统设计中所需要用到 AT89C51 的引脚及其功能说明列出表格, 以便对防盗报警系统设计有更好的了解与设计。如下表 2-1 所示:
表 2-1 AT89C51 单片机引脚分配 引脚 功能说明 接收外接传感器控制信号 控制工作指示灯 LED-GREEN

P1.0 P1.2

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P3.0(RXD) P3.1(TXD) RESET P3.2 VCC GND

控制报警指示灯 LED-RED 控制外接 SPEAKER 复位 中断 供电电压 接地

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第三章 防盗报警系统方案设计 3.1 防盗报警系统总体设计思路
本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报 警等子模块。 电路结构可划分为: 热释电红外传感器、 报警器、 单片机控制电路、 LED 控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据 传送、功能设定、本地报警等功能。 就此设计的核心模块来说,单片机就是设计的中心单元,所以此系统也是单 片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单 片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统,软件是各种工作程序 的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个 阶段。 从设计的要求来分析该设计须包含如下结构:热释电红外传感探头电路、报 警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成;它们之间的构成框图如 下图 3-1 所示:

复位电路
AT89

驱动

LED 发光显 示

C51 驱动 报警执行电 路

信号检测电 路

放大

图 3-1 总体设计框图

处理器采用 51 系列单片机 AT89C51。 整个系统是在系统软件控制下工作的。 设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号,经放大电路、 比较电路送至门限开关,打开门限阀门送出 TTL 电平至 AT89C51 单片机。在单 片机内,经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电 路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。 当报警一段时间后解除报 警信号,当警情消除后复位电路使系统复位。

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3.2 具体硬件电路模块设计
如下图 3-2 所示, 为红外防盗报警器的基本原理图。 原理图由几个模块电路 组成,具体各个模块电路下面将分别进行设计。

图 3-2 基本原理图

3.2.1 放大电路的设计
如下图 3-3 所示,为放大电路设计图。在电路中,当热释电红外传感器接收 到人体信号时,输出一个微弱的低频电信号,其大小仅 1mV,频率约为 0.3Hz 到 3Hz,需要通过三极管放大至 70dB~75dB。晶体管 S9014 是 NPN 三极管,其 Ic 静 态工作电流达 100mA,放大倍数最大可达 1000 倍。R9 可以给 S9014 提供静态基 极电压。放大后的信号由 C6 耦合至反相器 74LS04 输入端。 74LS04 反相器输出的是 TTL 电平,若探测器检测到有信号输入,输出低电 平,即逻辑信号 0,经 51 单片机处理,将产生报警。若无信号输入,则持续输出 高电平,即逻辑信号 1,经 51 单片机处理,将不产生报警。

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图 3-3 放大电路图

3.2.2 时钟电路的设计
XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置 为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件, XTAL2 应不接。因为一个机器周期含有 6 个状态周期,而每个状态周期为 2 个振 荡周期,所以一个机器周期共有 12 个振荡周期,如果外接石英晶体振荡器的振 荡频率为 12MHZ,一个振荡周为 1/12us,故而一个机器周期为 1us。如下图 3-4 所 示为时钟电路图。

图 3-4 时钟电路图

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3.2.3 复位电路的设计
单片机在时钟电路工作以后, 在 RESET 端持续给出 2 个机器周期的高电平时 就可以完成复位操作。复位方法一般有上电复位和外部手动复位两种方式。 上电复位复位时在单片机接通电源时,对单片机的复位。上电复位电路示意 图如图 3-5(a)所示。在上电瞬间 RST 端与 VCC 电位相同,随着电容上电压的 逐渐上升,RST 端电位逐渐下降。上电复位所需的最短时间是震荡器震荡建立时 间加 2 个机器周期。图 3-5(b)为外部手动复位电路的电路示意图。 防盗报警系统设计此次采用的是外部手动按键复位电路。当需要外部复位 时,按下复位按钮 S3 即可达到复位目的。

(a) 图 3-5 复位电路图参考图

(b)

(a)上电复位电路; (b)外部手动复位电路

3.2.4 发光二极管报警电路的设计
由一个发光二极管接上电阻后连上单片的 RXD 的引脚,外接 VCC,当单片机 的 RXD 引脚被置低电平后,发光二极管 D3 被点亮,起到报警作用。下图 3-6 所 示为发光二极管报警电路。

图 3-6 发光二极管报警电路图
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3.2.5 声音报警电路的设计
如下图 3-7 所示, 用一个 Speaker、 继电器、 三极管和电阻接到单片机的 TXD 引脚上,外接 VCC,构成声音报警电路,当 TXD 引脚被置高电平后,蜂鸣器会发 声报警。如下图所示为声音报警电路。

图 3-7 声音报警电路图

3.3 系统硬件电路的选择及说明
硬件电路的设计,从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件: 电容、 电阻、三极管、AT89C51、热释电红外传感器、LED、按键、反相器 74LS04、蜂 鸣器、继电器等。用这些元器件组成的一些单片机外围应用电路,以及单片机的 手工复位电路等。其中 D1 为电源工作指示灯,D2 是正常工作指示灯,D3 是起报 警指示作用,当 RXD 脚被置低电平时,D3 亮红灯开始报警,同样,TXD 脚置高电 平时声音报警电路开始工作。电路设有 2 个按键,S1 键作为中止/暂停键, S2 键 作为作为电路复位键。

3.4 软件的程序实现 3.4.1 主程序工作流程图
按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序工作流程图如图 3-8 所示:

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开始

系统初始化

N 检测 P1.0 口有 无信号输入 Y 启动声光报警电路开始报警

声光报警结束

Y

是否还有检测信 号等待下次报警 N 结束

图 3-8 主程序工作流程图

来的脉冲信号后,表示有人闯入监控区,从而经过单片机内部程序处理后, 驱动声光报警电路开始报警,报警结束后,检测是否还有下次触发信号,等待报 警从而使报警器进入连续工作状态。同时,可以利用手工按键停止的声光报警的 作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图,如下图 3-9 所示:

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中断源发出中断申请

关中断、保护现场

INTO 端有输入信号关闭报警

恢复现场、开中断

中断返回 图 3-9 中断服务程序工作流程图

3.4.2 设计编程程序
#include <reg52.h> typedef unsigned char typedef unsigned int uint8; uint16;

sbit s1 =P1^0;sbit s3 =P3^2; sbit light=P3^0;sbit speaker=P3^1; sbit zhishi=P1^2; void baojing() { uint8 counter; TMOD = 0x01; TH0 = 0xB8; TL0 = 0x00; TR0 = 1; while(s3) { if(1 == TF0) { TF0 = 0;
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TH0 = 0xB8; TL0 = 0x00; counter++; } if(25 == counter) { counter = 0; light = ~light; speaker=~speaker; } } } void zs() { zhishi=s3;zhishi=s1; } void fun() { if(s1==0) baojing(); } void main() { zs(); fun(); }

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第四章 防盗报警系统仿真
4.1 Proteus 简介 Proteus 的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的电路分析实物仿真系统,可仿真 各种电路和 IC,并支持单片机,元件库齐全,使用方便,是不可多得的专业的 单片机软件仿真系统。 该软件的特点: 1) 全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准,并在同类产品中具有 明显的优势; 2) 具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的 仿真、RS-232 动态仿真、C 调试器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能; 有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 3) 目前支持的单片机类型有:68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系 列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。 4) 支持大量的存储器和外围芯片。总之该软件是一款集单片机和 SPICE 分 析于一身的仿真软件,功能强大,可仿真 51、AVR、PIC。

4.2 Keil 简介
单片机开发中除必要的硬件外,同样离不开软件,我们写的汇编语言源程序 要变为 CPU 可以执行的及其码有两种方法,一种是手工汇编,另一种是机器汇 编。随着单片机开发技术的不断发展,从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言 开发,单片机的开发软件也在不断发展,Keil 软件是目前最流行开发 MCS-51 系列单片机的软件,这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil 提供了包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调 试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境将这些部分组合在一起。

4.3 系统仿真
编写的程序用 Keil 软件编译,采用 protel 绘制原理图,最后通过 Proteus 软件来进行软硬件联机仿真。 如图 4-1 为 Proteus 软件下绘制的仿真电路图。 仿 真电路以按键 S1 的开合来代替信号的接收与否,S3 按键可以使仿真中断。

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图 4-1 仿真电路

当按下按键 S1 时,表示有信号输入,经单片机处理可使图中的 LED 绿灯点 亮,LED 红灯闪烁,蜂鸣器不断发出报警声音,产生声光报警。如图 4-2 为声光 报警仿真图。

图 4-2 声光报警仿真
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当按下按键 S3 时,LED 绿灯熄灭,LED 红灯停止闪烁,蜂鸣器发声停止,声 光报警仿真中断。如图 4-3 为仿真中断结果:

图 4-3 仿真中断

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第五章 防盗报警器外壳设计 5.1 Pro/ENGINEER 的应用
防盗报警器外壳设计主要在 PRO/E 软件设计平台上完成的三维造型设计。 PRO/E 现在已经是三维建模软件软件领域的领头羊之一,它具有参数化设计和特 征功能、单一数据库、全相关性、基于特征的参数化造型、数据管理、装配管理、 易于使用等特点和优势,获得了广大用户的好评。

5.2 防盗报警器外壳设计步骤
防盗报警器外壳设计是在 PRO/E 软件下完成的三维造型设计。 设计步骤主要 包括界面设计、探测器设计、扬声器设计、LED 红绿灯设计、按键设计。

5.2.1 防盗报警器外壳界面设计
界面设计用到的命令主要有草绘、拉伸、倒圆角。 1)草绘:画一个长方行,长 12cm、宽 6cm; 2)进行拉伸:将画好的草绘进行拉伸,设定高度约为 2.5cm; 3)进行倒圆角:将拉伸好的绘图进行倒圆角。 防盗报警器外壳界面设计结果如图 5-1 所示:

图 5-1 防盗报警器外壳界面设计

5.2.2 防盗报警器外壳探测器设计
在设计好的界面里,草绘一个正方行,长度约为 4cm,进行拉伸,并将该部 分材料去除,再经过倒圆角,探测器便有了初步形状。同时通过着色渲染,使探 测器显现得更加明显。 如图 5-2 中棕色嵌入部分即为防盗报警器外壳探测器设计 图,其采用特殊材料制成的薄膜,主要起到接收红外线的作用。
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图 5-2 防盗报警器外壳探测器设计

5.2.3 防盗报警器外壳扬声器设计
在探测器下方草绘一个圆环,直径大约为 3cm,进行拉伸,再去除这部分材 料, 经倒圆角, 扬声器部分便设计完成。 如图 5-3 即为防盗报警器扬声器设计图。 扬声器主要起到将报警声音扬声的作用。

图 5-3 防盗报警器外壳扬声器设计

5.2.4 防盗报警器外壳 LED 红绿灯设计
在防盗报警器外壳探测器上端草绘两个较小的圆,经拉伸,选定高度约为 3mm,便生成两个小圆柱,分别经红绿着色渲染成为一红一绿的 LED 指示灯。如
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图 5-4 为防盗报警器外壳 LED 红绿灯设计图。LED 红绿灯的作用主要为显示报警 器的正常工作。

图 5-4 防盗报警器外壳 LED 红绿灯设计

5.2.5 防盗报警器外壳按键设计
在防盗报警器外壳侧面部分草绘两个椭圆,经拉伸,选定高度约为 2mm,便 生成两个椭圆柱,经着色渲染处理成两个黑色按键。如图 5-5 即为防盗报警器外 壳按键设计图。两个按键一个为暂停按键,另一个为复位按键,分别起到暂停和 复位的作用。

图 5-5 防盗报警器外壳按键设计
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5.3 防盗报警器外壳设计示意图

图 5-6 防盗报警器外壳设计图

如图 5-6 所示,即为设计的防盗报警器的外壳简约设计示意图。本设计是通 过 PROE 软件作图。报警器外壳长度约为 12cm,宽约 6cm,厚度约为 2.5cm,内部 存放的是报警器设计芯片,外壳后端开有槽孔引出导线,接通电源。中心嵌入的 棕色部分采用特殊材料制成的薄膜,主要是起到接收红外线的作用。防盗报警器 外壳正面设有红绿指示灯和扬声器, 主要起到显示防盗报警器正常报警与工作的 作用。侧面部分设有两个按键,一个为复位按键,另一个为暂停按键,起到复位 和暂停的作用。

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第六章 设计总结
本设计研究了一种基于单片机技术的无线智能防盗报警器。 该防盗报警器通 过以 AT89C51 单片机为工作处理器核心,外接热释电红传感器,它是一种新颖的 被动式红外探测器件,能够以非接触方式探测出人体发出的红外辐射,并将其转 化为相应的电信号输出, 同时能有效的抑制人体辐射波长以外的红外光线与可见 光的干扰。平时传感器输出低电平,当有人在探测区范围内移动时输出低电平变 为高电平,此高电平输入单片机,作为单片机的外部触发信号处理,经单片机内 部软件编程处理后,单片机输出控制信号,驱动声光报警电路开始报警。该报警 器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活;且安装方便、智能性高、 误报率低。随着现代人们安全意识的增强以及科学技术的快速发展,相信报警器 必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。 防盗报警系统的报警功能虽然得以实现,但仍然存在很多缺点。例如防盗报 警器无法区分是主人还是不速之客。对于红外信号的放大与转换电路来说,未能 使用集成放大电路,使系统不是很稳定。 在一段长时间的论文设计中,本人复习了遗忘的专业知识,也从各方面学到 了平时平时学习生活中不曾接触的东西,对电路设计有了更为深刻的认识和理 解。这次的锻炼,促进了本人与同学、老师的交流,增进了相互之间的友谊,也 提高了本人对细节问题的处理能力。

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参考文献
[1] 吴政江. 单片机控制红外线防盗报警器[J]. 锦州师范学院学报, 2001. [2] 宋文绪. 传感器与检测技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2004. [3] 唐桃波, 陈玉林. 基于 AT89C51 的智能无线安防报警器 [J]. 电子设计应用, 2003 [4] 薛均义, 张彦斌. MCS-51 系列单片微型计算机及其应用[M]. 西安交通大学出版社,2005. [5] 徐爱钧, 彭秀华. 单片机高级语言 C51 应用程序设计[M].北京航空航天大学出版社, 2006. [6] 康华光. 电子技术基础(模拟部分)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2004. [7] 张毅刚、彭喜元、 彭宇.单片机原理及应用(第 2 版) 高等教育出版社 (2010-05 出版) [8] 胡汉才.单片机原理及其接口技术(第 3 版).清华大学出版社 (2010-05 出版) [9] 李广弟、朱月秀、 冷祖祁.单片机基础(第 3 版) 北京航空航天大学出版社 (2007-06 出 版) [10] 柴钰.单片机原理及应用 西安电子科技大学出版社 (2009-02 出版) [11] 李华主编.MCS-51 单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社,1993 [12] 何立民.单片机应用技术选编.北京航空航天大学出版社,1996 [13] 涂时亮等.单片机软件设计艺术.重庆:科学文献出版社重庆分社,1987 [14] Motorola INC..MC68HC11 Reference Manual,1991 [15] 钱晓军. 家庭无线智能防盗报警系统[J]. 安防科技, 2003 年 07 期

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致 谢
本论文是在***老师的指导下完成的,在论文选题的时候,老师询问了我们的意见,看 我们对哪些方面感兴趣, 建议我们选这些方面作为我们毕业设计的主要方向, 我从选题到开 题报告以及论文的完成都得到了余老师的大力支持和指导。*老师治学严谨,对学生严格要 求,检查同学的论文完成和准备情况,他对我们给予了莫大的关心和帮助,我要真心的对老 师说一声谢谢,谢谢你对我的严格要求和在毕业设计期间对我的关怀和照顾。 同时,本文最终得以顺利完成,也与**老师的帮助是分不开的,在设计过程中他给我 提供了不少的意见,提出了一系列可行性的建议,我在此向他表示深深的感谢! 此外,感谢班级同学在我毕业设计过程中对我的帮助,感谢学校对我的培养和教育, 最后我要感谢我的父母,谢谢他们一直支持我的学习。

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附录 A 外文翻译-原文

Based on infrared alarm technology security systems
1 the introduction
With the development of society and science and technology unceasing development, people's living standards been improved greatly, and to the private property protection means in the unceasing enhancement, the intelligent facilities for anti-theft puts forward new requirements. This design is to meet the need of modern residential anti-theft designed family electronic alarm system. It in previous devices based on improved greatly, because use the single-chip processor signal, not only can used for single residential area, also can be used in a large-scale residential security systems. It's the job of the performance is good, do not appear to report and misstatement phenomenon, safe and reliable. In our country, the present market condition alarm basically has triggered alarm system pressure switch electron and alarm system and pressure shading triggered alarm system, etc. Various kinds of alarm, but this several common alarm there are some shortcomings. This system USES a human pyroelectric infrared sensor in the human body detector in the flied, passive pyroelectric infrared detectors because of its low cost, easy fabrication, low cost, installation is more convenient, anti-theft performance is stable and high sensitivity, safe and reliable, has attracted broad family characteristics such as popular with the customers.

2 hardware system design
2.1 infrared anti-theft alarm system hardware design Because this design focuses on family guard against theft, real-time monitoring of a narrower range, so this design by simply using a passive infrared detector is enough. Therefore, infrared intelligent anti-theft alarm system, and the specific design requirements for: (1)completes to high sensitive infrared sensor design, make its can warning of what happened real-time and accurate detection. (2) automatic alarm (automatic dial-up alarm audible and visual alarm). We design the system must have the following function module: 1.passive infrared detector, 2.sound-light alarm, 3.telephone automatic dial-up function; 4.continued uninterrupted power supply, 2.2 system working principle
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The whole system hardware part mainly includes six parts: MCU module; Infrared detector, Acousto-optic alarm circuit; Telephone automatic dial-up alarm circuit; Power supply circuit, Working state instructions circuit. Its system working principle for: the sensors will be detected signals to lead signal processor processing, microcontroller judgment to P1.0 mouth have pulse falling edge jumping signal immediately transferred to the acousto-optic alarm program, at this moment, the red light buzzer alarm rapid flashes, lasted 30s. In the 30s inside if someone press the switch, then eliminate alarm remove alarm. if this time no one remove alarm, the proof nobody at home in 30s system will automatically triggers telephone finish the whole system of police work project. Later, microcontroller will continue to cycle back ?

3 software system design
Microcomputer in the initial plus electric, voltage is not steady state, causing instability, at this time the SCM in commonly after power up to system with a piece of delay. Time-lapse after detecting P1 mouth microcontroller state, detection level signal whether mutations, if is then calls the police processing procedure, including automatic dialup audible and visual alarm procedures, if no changes, ChuXiang level detection continues to P1 mouth state.

4 system debugging and test
4.1 software debugging Adopt modularization program design thought, first debugging subroutines, then gradually superposition debugging, through Proteus simulation software debugging, proof program can realize its function. 4.2 system debugging Through the circuit of welding, each module function commissioning. I put the hardware that occur errors adjusted, in addition, infrared that piece, because is employing redirected of pyroelectric switch modified, so in must be taping photoconductive resistance to rise, has arrived in the days and nights can alarm function. The total system commissioning, through, error meets the requirement.

5 closing
This system uses a pyroelectric infrared sensor, its make simple low cost and installation are more convenient and anti-theft performance is stable and strong anti-jamming capability, high sensitivity, safe and reliable.

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附录 B

外文翻译-译文 基于红外报警技术的防盗系统

1 绪论
随着社会的不断进步和科学技术不断发展,人们生活水平得到很大的提高, 对私有财产的保护手段在不断的增强,对防盗设施的智能化提出了新的要求。本 设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。它在以前 的防盗器基础上进行了很大的改进,由于使用了单片机做信号处理器,不但可以 用于单一的住宅区,也可以用于较大规模住宅区的防盗系统。它的工作性能好, 不易出现不报和误报现象,安全可靠。 在我国,目前市面上报警器主要有压力触发式防盗报警器开关电子防盗报警 器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器,但这几种比较常见的报警器都存 在一些缺点。本系统采用了人体热释电红外传感器,在人体探测器领域中,被动 式热释电红外探测器因其价格低廉、制作简单、成本低,安装比较方便,防盗性 能比较稳定,灵敏度高、安全可靠等特点,备受广大家庭用户的欢迎。

2 硬件系统设计
2.1 红外防盗报警系统的硬件设计 由于本设计侧重于家庭防盗,实时监控的范围比较狭窄,因此本设计只需使 用一个被动式红外探测器就足够。为此,红外智能防盗报警系统的具体设计要求 为: ? 完成对高灵敏度红外传感器的设计,使其能对所发生的警情进行实时、准确 (1) 的探测。 (2)可进行自动报警(自动拨号报警和声光报警)。 我们设计此系统必须具有以下功能模块: ? 被动式红外探测器; 1. ? 声光报警; 2. ? 电话自动拨号功能; 3. ? 持续不间断供电; 4. 2.2 系统工作原理 整个系统的硬件部分主要包括六个部分:MCU 模块;红外探测器;声光报警电 路;电话自动拨号报警电路;电源电路;工作状态指示电路。其系统工作原理为:传
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华东交通大学毕业设计(论文)

感器将探测到的信号送到前置信号处理器处理, 单片机判断到 P1.0 口有脉冲下降 沿跳变信号时立刻转到声光报警程序,这时蜂鸣器报警,红灯快速闪烁,过程持 续 30s。在这 30s 内如果有人按下消除报警的开关,则解除报警。如果这段时间 没有人解除报警,则证明家里没有人,系统会在 30s 后自动触发电话机报警,完 成整个系统的工作工程。之后,单片机会继续循环回到判断 P1.0 口,等待下一次 报警。

3 软件系统设计
单片机在初始加电时,电压处于不稳定状态,导致此时的单片机不稳定,一 般在上电后都要对系统加一段延时。 延时后单片机检测 P1 口状态, 检测电平信号 是否突变,如果是则调用报警处理程序,包括自动拨号程序和声光报警程序,如 果电平。

4 系统调试与试验
4.1 软件调试 采用模块化程序设计思想,首先调试子程序,然后逐级叠加调试,通过 Proteus 仿真软件调试,证明程序能实现其功能。 4.2 系统调试 通过电路的焊接,各个模块功能的调试。我把硬件所出现的错误都调整过来 了,另外,在红外线那一块,由于是用人体热释电开关改装的,所以在必须用胶 布把光敏电阻包起来,已到达白天和黑夜都能报警的功能。最总系统调试通过, 误差符合要求。

5 结束语
本系统采用了热释电红外传感器,它的制作简单成本低,安装比较方便,而 且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强,灵敏度高,安全可靠。

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陈俊峰:防盗报警系统的设计

附录 C 防盗报警系统原理图

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华东交通大学毕业设计(论文)

附录 D 设计编程程序
#include <reg52.h> typedef unsigned char typedef unsigned int

uint8; uint16;

sbit s1 =P1^0;sbit s3 =P3^2; sbit light=P3^0;sbit speaker=P3^1; sbit zhishi=P1^2; void baojing() { uint8 counter; TMOD = 0x01; TH0 = 0xB8; TL0 = 0x00; TR0 = 1; while(s3) { if(1 == TF0) { TF0 = 0; TH0 = 0xB8; TL0 = 0x00; counter++; } if(25 == counter) { counter = 0; light = ~light; speaker=~speaker; } } } void zs() {
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陈俊峰:防盗报警系统的设计

zhishi=s3;zhishi=s1; } void fun() { if(s1==0) baojing(); } void main() { zs(); fun(); }

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