单片机人体红外感应报警器设计制作.docx

编号（学号）:*大学本科学生毕业设计题目：单片机人体红外感应报警器的设计TheDeSignOftheHUmanBodyInfraredSenSOrAlarnIOnSCM学院名称：电子信息工程学院专业名称：电子信息科学及技术专业年级：2012级XX班学生姓名：XXX学号：XXX指导教师：XXX职称/学历：副教授/硕士教务处制目录摘要1Abstract21绪论31.1设计意义31.2设计理论原理31.3设计的可实现性及实用性32设计装置及概述42.1控制装置42.2感应装置43设计的实现53.1系统的总体设计53.2系统结构63.2.1电源模块63.2.2.感应装置73.2.3热释感应器内部处理电路73.2.4信号采集处理模块94程序的实现114.1系统控制和处4.1.1单片机引脚图H4.1.2输入指令电路124.1.3警报系统的实现134.1.4设计的工作流程134.2编辑程序的工具154.3硬件调试及调试中遇到的问题154.4仿真图165总结17参考文献18附件一：总体原理图设计及器材19附件二：程序源代附件三：实物图*.26致谢2单片机人体红外感应报警器的设计电子信息工程学院电子信息科学及技术专业2012级指导教师：摘要：随着现在社会高新技术的快速发展，高科技产品已经渗透到人们的平常生活，可以看到人们的生活发生了巨大的改变。相比以前，人们现在对自身安全以及财产安全越来越重视，现在许多小区都有着监控以及保安看管。也由于红外感应技术的应用，为了安全从而提供多重保险，于是，许多家庭都安装了报警系统，这有效的保护了大家的财产安全。另外不安全或者机密的地方，更需要安装报警装置，给予警示的作用。这样可以防范于未然。这样可以保障社会财产和个人安全。本文介绍一种基于单片机STC89C52的人体红外感应警报装置,包括热释电红外传感器的基本特点及原理。详细描述了如何实现报警的功能和系统各部分的组成。感应部分采用热释电红外感应装置。关键字：单片机；报警器；热释电红外传感器ThedesignofthehumanbodyinfraredsensoralarmonSCMSchoolofElectronicInformationEngineering,ElectronicInformationScienceandTechnology,Professional,Class09Grade2012.Inistructor:AbstractlWiththerapiddevelopmentofhighandnewtechnologynowsociety,high-techproductshaspenetratedintopeople*Snormal1ife,canseethegreatchangeshavetakenplaceinpeople*slife.Nowthaneverbefore,peoplefortheirownsafetyandpropertysafetypaymoreandmoreattentionto,nowhavemanycommunitysecuritymonitoringandsupervision.Alsoduetotheapplicationoftheinfraredsensortechnology,forthesakeofsafetytoprovidemultiplesecuritysomanyfamiliesinstallthealarmsystem,theeffectiveprotectionforyourproperty.Otherunsafeorconfidential,andmoreneedtoinstallthealarmdevice,givethewarningrole.Cansuchprecautions.Thiscanguaranteesocialpropertyandpersonalsafety.ThispaperintroducesahumanbodyinfraredsensorbasedonmicrocontrollerSTC89C52alarmdevice,includingthebasiccharacteristicsandprincipleofthepyroelectricinfraredsensor.Describesindetai1howtorealizethealarmfunctionandsystemcompositionofeachpart.InductionpartUSESthepyroelectricinfraredsensor.Keywords：SCM；alarm；Pyroelectricinfraredsensor1绪论1.1设计的背景及意义结合实际问题，在居民家中需要一套防盗报警装置，以防止某些不速之客。在古董或者收藏店铺中，限制人们在一个规定的距离，保证文物的安全和观赏者的安全。总的来说，就是在某些场合下，需要警示人们或者提示人们。目的是为了保障社会财产及个人权益和安全。设计了热释电人体感应红外报警装置。1.2设计的基本原理及结构模块本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED指示电路及软件组成。模块划分为数据采集、按键设定、报警等。对此设计来说呢，是基于单片机来实现的，所以单片机部分是核心部分。1.3系统可实现功能和实用性在某些场合下，比如，场合一：当某个地方或者需要人们警惕的时候，比如此次有电，有坑或者此处施工，我们都可以手动开启布放警报装置示意人们当心。因为现在出现了许多手机党，俗称"低头族:有时他们可能会不注意或不当心。场景二：当大家出门时，可把报警系统设置在外出布防状态，当有人非法闯入时，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，红外热释电模块送出TTL电平至STC89C52单片机，经过处理后发出声音，这样便起到警示的作用。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等儿个方面发展。2设计装置及概述2.1控制装置正是因为单片机的快速发展。本系统采用了热释电红外线传感器，它的制作简单、成本低、灵敏度高，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定、安全可靠、抗干扰能力强。基于如此多的优点，而且方便安装，使用简单。在绝大多数情况下，它可以帮助使用人员，诸如用户或者安保人员以极大的方便。2.2感应装置在感应装置方面，据有关研究得知其感应原理：人体辐射的红外线中心波长为910-um,而探测元件的波长灵敏度在0.220-um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"10-u,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。该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块化分为数据采集、按键控制、报警等模块。电路结构可划分为：热释电红外传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED指示灯组成。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。3设计的实现3.1系统的总体设计一般来说，只要涉及到电子科技领域的，要想对某个设计做出成熟的体现，都会对该设计进行软件和硬件的两个方面的涉及。软件方面实现逻辑方面的操作，能够提供所要求功能和性能的指令。硬件方面便通过这些指令来具体实现操作。按照设计的要求，该设计将会出现如下结构：红外感应部分、STC89C52单片机、报警系统三大部分。红外感应部分主要检测人体辐射来获取信息从而交给单片机。单片机主要通过之前写好的指令来处理相关信息。报警系统将会发出声音从而达到提示或警示的作用。其中处理器采用51系列单片机STC89C52。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在外部的红外感应装置将人体辐射的红外光谱变换成电信号，送至单片机。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。驱动蜂鸣器及报警指示灯报警。图3.1总体设计3.2系统结构3.2.1电源模块本报警系统电压为4.5v左右，为方便可以用USb线连接。也能直接接3个1.5V的直流干电池提供电源，然后用导线连接电源接口模块。3.2.2感应装置热释电传感器（即检测人体辐射）：红外传感器技术是近年来发展最快的技术之一，红外传感器目前已广泛应用于航空航天、天文、气象、军事、工业和民用等众多领域，起着不可替代的重要作用。红外红，实质上是一种电磁辐射波，其波长范围大致在0.78UmIOo（JUm频谱范围内，因其是位于可见光中红光以外的光线，故而得名为红外线。任何温度高于绝对零度的物体，都会向外部空间以红外线的方式辐射能量。利用红外辐射实现相关物理量测量的传感技术，即红外传感技术。热释电红外传感器：主要是由一种高热电系数的材料，如错钛酸铅系陶瓷、也酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*lmm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。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出20米范围内人的行动。菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的"盲区"和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。人体辐射的红外线中心波长为910-um,而探测元件的波长灵敏度在0.220-um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710um,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。3.2.3热释感应器内部处理电路BlSSOOol芯片：是一款传感信号处理集成电路，只要热释感应器把红外线接收到信号传输到BlSSOool里进行信号处理，它本身静态电流极小，工作电压在3V-5V之间，当工作电压为5V时输出的驱动电流为IOMA。配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式热释电红外传感器，广泛用于安防，自控等一些领域，它是有16个管脚组成的一种集成块。如图3.2.3所示为BISSOoO集成芯片的内部框图，管脚功能说明如表3.2所示。图3.2Bissoooi内部框图表3.1管脚功能说明图引脚名称I/O功能说明1AI可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发2VO0控制信号输出端。由VS的上跳前沿触发，使VO输出