基于单片机的智能防盗报警器设计毕业论文(编辑修改稿)

基于单片机的智能防盗报警器设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

红外检测 模块 方案比较 通过比较分析可知： 主动红外入侵探测器受雾影响严重，对环境适应能力比较低，而被动式红外入侵探测器受环境的影响较小，它是以 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。 所以比较有优势，因此选这种被动式的红外检测。 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 22 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。 RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2N P NQ1F E TV c c V C C3v 1 2vOUT 图 22 热释电红外传感器原理图 报警器模块方案选择 方案一： 本红外防盗系统 以 STC15F104E 单片机为核心， 外接热释电红传感器，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，平江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 6 页 共 46 页 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。 该设计包含 如下结构： 热释电红外传探头电路 、报警 电路、单片机、复位电路、 LED 显示控制电路 及相关的控制管理软件组成 ；它们之间的构成如 23 所示。 图 23 系统框图 方案二： 该系统以单片机 AT89S52 系列为核心，采用红外线发射管和红外线接收管为发射和接收装置，由反相器芯片反相间接控制 CPU工作。 在 CPU程序运行以后控制输出口电平使得蜂鸣器器与发光二极管组成的声光报警电路同时进行声光报警。 系统原理框图 如 24 所示。 复位电路 红外检测电路 单 片 机 放大 电源电路 红外线发射电路 CPU AT89S52 反相器 声光报警电路 红外接收电路 声光报警模块 LED 发光显示 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 7 页 共 46 页 图 24 系统框图 方案比较 方案一使用的控制器为 STC15F104E单片机 ，方案二使用的控制器为 AT89S52单片机，没有数据存储功能。 与方案二的单片机相比较， STC15F104E单片机 功耗低，性能高而且成本不高， 而且 STC的 I/O端口的驱动能力 比 AT单片机强，而且面积较小，方便安装， 完全能够满足本方案的需求。 综上所述，根据对二种方案的比较以及对设计的红外报警系统成本低廉，精确度较高， 驱动能力强 ，安装比较方便 的要求，选择方案一来设计本红外报警系统。 无线通信 模块 的选择 方案一 :数据传输主要利用 PIC16F877单片机对无线射频芯片 L01的控制实现的。 NRF24L01 是单片射频收发芯片其中该电路由采集电路， A/D 转换电路，单片机转换电路，接受天线等的组成。 系统原理如 25所示。 天线 天线 模拟信号 传感器 滤波放大 A/D 单片机 LO1 单片机 USB 显示设备 LO1 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 8 页 共 46 页 图 25 系统框图 方案二： 本设计采用一种专业的红外编码芯片， PT2272 IP和 PT22622 IR 以及单片机 AT89S51 为核心 ,电路包括 红外感应模块，数据处理模块，无线发射模块，无线接收模块。 系统框图如 26 所示。 图 26 系统框图 方案比较 方案一主要采用 PIC16F877 单片机，由系统框图可知，它需要 A/D 转换器， USB等的接口，比较繁琐。 方案二是采用 专业的红外编码芯片， PT2272 IP和 PT22622 IR以及单片机 AT89S51 为核心。 结构简单，价格低，抗干扰性好，功耗低，外围电路简单，使用起来比较方便。 因此我选择了第二种方案。 LCD 液晶显示模块方案 红外检测电路 单 片 机 放大 器 无线发射 发光显示 无线接收 单 片 机 显示 电路 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 9 页 共 46 页 LCD 可以分为好多种类，一般常见的有 12864 和 1206,12864 的像素是 128*64，能显示 8*4 个汉字，也有显示图像效果的功能，但是它一般价格昂贵，不太实用。 而1206 显示屏则比价便宜很大众化，我设计的该显示不需要显示太多字符，只需要让主人知道显示屏上有字母变化就可以了，当然 1206 也能满足我设计的要求，因此我采用 1206 显示屏。 本章小结 本章主要描述了课题分析与论证方案，包括该 智能防盗报警器的红外检测模块、报警模块 、 无线通信模块 和液晶显示模 块的方案选择 ，通过分析都得到了一定的解决。 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 10 页 共 46 页 第 3章 .硬件电路的设计 智能 防盗报警器的硬件组成 智能防盗报警器的硬件设计可划分为单片机、红外检测模块、报警模块、复位模块和无线通信模块，系统结构如 31 所示。 图 31 智能防盗报警器系统框图 由图 31 可知，报警器以 STC15F104E 单片机 和 AT89S51 为核心，外接热释电红外传感器，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。 平时传感器输出低电平，当有人在探测范围内移动时输出变为高电平，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使蜂鸣器发出报警声音，同时通过无线 通信模块 将 信号 发送给主人。 复位电路 红外检测电路 单 片 机 无线通信模块 声光报警模块 单 片 机 无线通信模块 LCD 显示模块 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 11 页 共 46 页 智能 防盗报警器的硬件设计 电源设计 本设计 采用 5V的直流电压供电。 发射模块采用一个 12V的干电池供电，因为发射模块的芯片 PT2262 静态时基本不耗电，所以采用这个比较方便。 具体电路图如 32所示。 具体电路如 32所示。 图 32 电源电路图 红外 检测模块设计 对于红外检测模块 ，设计了一种实用化的基于 单片机 STC15F104E 的 检测 放大电路。 当有人闯入时，热释电红外传感器 上安装的热敏电阻受到感应，对其热释红外感应模块发出信号， 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，（ 人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平 ）， 然后将电信号放大传给单片机 处理后经过三极管电路放大，驱动声光报警。 电路图如 23 所示。 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 12 页 共 46 页 图 23 红外 检测与放大电路 报警器模块方 案设计 针对声光报警 模块的 设计 是：基于红外检测模块实现之后，把之前接收到的信号传到 单片机 STC15F104E， 经过单片机的处理， 驱动声光报警从而达到报警效果。 驱动电路将高电平信号送至放大电路然后 驱动 声 光 报警设备 LS（蜂鸣器） 和 LED，从而达到声音报警的效果。 STC15F104E 的 2脚 4脚为正和负极，引脚 1,3,5,7,8 引脚都是 I/O 输入输出端口。 电路如 34所示。 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 13 页 共 46 页 图 24 报警电路 复位模块 本设计采用的是外部手动按键复位电路。 它是由单片机的复位引脚（ RST）引脚上外接电阻和电容，实现 上电复位功能。 当按键按下时 LCD 显示屏开始复位，变成以前的安全状态， 电路如 25所示。 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 14 页 共 46 页 图 26 复位电路 晶振 模块 设计 晶振模块提供时钟频率和单片机的运行速度成正比，时钟频率越高，单片机运行的就越快。 本设计晶振的目的在于使得波特率误差为零，因为每个单字节的指令刚好1us，采用 12MHZ 的晶振，并且使用与其匹配的对称电容，接在单片机的 X1 和 X2引脚上，来获得反向振荡器和内部时钟工作的输入和输出， 电路如 26 所示。 图 25 晶振电路 无线通信 模块 的设计 1 无线通信模块芯片简介 本设计采用一种专业的红外遥控编码芯片， PT2272 IP和 PT22622 IR 为核心的电路 ,其优点是 :由编解码选通电路 ,使其具有保密性和抗干扰性能。 6路输出相互独立 ,并具有自锁功能。 可控制多路使用强电的通信设备 ,也可控制多路使用弱电的通信电路；还可同时分别控制多路使用强电、弱电的通信设备和电路。 PT2272 IP和 PT22622 IR 的引脚图 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 15 页 共 46 页 图 26 PT2262IR 图 27 PT2272IR 本无线发射设备设计采用 PT2262IR是编码芯片 ,它构成 6路发射电路，芯片PT2262的 VDD是通过按键接通后向芯片供电。 查资料可知，静态时， PT2262就不耗电，特别适合电池供电。 PT2262模块与之连接的有一个 DF发射模块，它负责完成信号的发射，信号输入到 PT2262的 DOUT（ 17脚）引脚上，然后输出。 最后由 PT2272芯片的 VT（ 17脚）引脚来接收编码，进行解码然后完成无 线通信模块的发射和接收， 电路如 310和 311所示。 江苏理工学院毕业 设计（论文） 第 16 页 共 46 页 图 210 无线发射电路 图 211 无线接收电路图 LCD显示 模块 的设计。