基于单片机的红外报警系统设计毕业论文

基于单片机的红外报警系统设计毕业论文内容摘要：

目前报警产品的开发仍然局限在应用层面，所以技术含量不高，投资的成本不高，加上行业审批控制不严等原因，造成准入门槛不高；由于产品信息不对称，使用方出于利益关系， 对于选购产品并不是从产品质量来考虑，报警产品市场处于比较混乱竞西南科技大学城市学院本科生毕业论文 4 争的状态：靠低价竞争，利用高价 +回扣进行关系营销等等。 同样，也有依靠品牌推广营销、大资本大集团大项目运作等多种方式。 报警产品技术一是涉及领域广泛，技术含量高，例如计算机、通讯、自动化、网络、传输和控制技术等等，如前端报警探测器的核心器件传感器就涉及红外、光强、压力、震动、声音、温湿度等物理量，转换为各种易于多种方式处理的电量（电压、电流、电阻等），报警控制主机具有芯片微处理器，各种防区定义，情景模式定义等，如加拿大 PARADOX 报警的 STATD 专利技术；二是兼容多种协议接口和通讯方式，可多种操作方式对报警系统进行编程调试、维护管理等；三是系统功能模块化，系统扩展性强，报警控制主机具有基本报警功能，如基本防区、分区、 PGM、用户密码、报警事件缓存等，如需要其他功能，如：语音模块、 GSM/GPRS/IP 网络模块、打印模块、音频对讲模块、门禁模块、有线无线防区扩展模块、继电器联动模块等等，需要根据客户的个性化需求来增添功能模块，或者增加系统集成模块便于软硬件系统集成；四是报警产品技术注重和其他智能化系统的集成，能在一个项目中形成一个有机整体，便于管理操 作；五是目前国际主流报警控制系统的技术发展非常迅速，系统自身集成能力不断提高，大大拓宽了报警系统的应用范围，报警功能是其中的一项子功能，例如加拿大枫叶 PARADOX 最新款的 IMPERIAL 系列，其主控制器功能异常强大，具有 32 个独立分区和 384 个可编址防区输入，支持 64 个独立门禁，对照明管理、电动窗帘、喷淋灌溉、采暖通风、温湿度调节等设备进行自动化控制，设备安装采用国际通用的滑轨卡槽式；六是网络化报警是报警技术的一个重要方向，目前具备多种联网报警方式并存且互为后备的报警厂家非常少，只存在与几个国际大品牌当中。 防盗报警系统应用情况及发展趋势 防盗报警产品总体发展趋势：从少防区（ 4 防区）向多防区（ 16 防区以上）；电话线制向 GSM、总线制、网络制发展；从有线向无线发展；无线从单一频点（ 315M）向专用频段 (433M 内多频点 )、从单向 /单工向双向 /半双工或双工通讯发展。 比如主动红外入侵探测器从传统型向编码调制型发展，说明随着科技的普及、随着报警产品应用面的扩大，传统型主动红外入侵探测器产品存在的问题逐渐暴露，由于密集安装引发误报警、漏报警、可以被同型号或同类产品替代；对于新型建筑结构，比如现代造型的围墙等 无法安装、使用；对于窗、阳台等也无法有效防范等；被动红外入侵探测器开始从室内防范向室外防范发展，说明室内防范的局限性日渐显现，防范开始向西南科技大学城市学院本科生毕业论文 5 室外 /户外推进。 但是由于其产品探测原理的限制，其室外型产品的防范效果 /工作稳定性等各方面均不尽人意。 防盗产品的整体发展趋势在民用方面是向构造大系统、多用户、多功能发展。 成为可视对讲或家居智能的一个功能；从单纯的报警发展为：远端对现场喊话、远端对现场声音监听、 GPRS/3G 现场图像转发等多种功能。 民用产品传输功能针对散户（电话线制）向面多用户、集团用户（总线制、网络制）发展。 体现了产品技术从模拟向数字化、网络化、集成化的过渡。 西南科技大学城市学院本科生毕业论文 6 第 2章 总体设计方案 设计思路 防盗系统发展到今天，它的功能在不断的增强，都是在向智能化的方向发展，其报警的方式也是多样化、可视化。 如今市场上成熟的防盗报警产品有被动式的、主动式的和多技术复合式的。 但前两者都有致命的缺点就是误报率很高，而多技术复合式的防盗报警器误报率很低，也是未来发展的主要方向。 基于自己的知识和设计的任务要求，依旧设计一款能是 实现手动设置和自动监测的小区报警系统，在设计的过程中把这几年在学校里学到的知识综合的应用与融合，同时也让自己明白我们的学习道路还很遥远。 系统方案论证与拟定 根据题目的要求是设计一个基于单片机的防盗报警系统，实现自动监测和声光报警，并能显示报警的地址。 综合任务书的要求现拟定以下两种方案： 方案一：在住户的房门入口处安装一个磁控感应开光，当该住户在监控中心通过按键设定为“设防”时，当有人或盗贼等非法人员进入该住户时，在监控中心的就会显示该住户的住户号、并发出报警声设定指示灯也会闪烁，这样保安人员就能很直观的知道是哪一住户出现了盗情。 如果是住户正常进出自家的房门时，则该住户的报警状态设为“撤防”。 这样就能有效防止了非法人员开启住户的房门。 方案二 :在房门的入口处安装一个人体释热红外传感器，当该住户在监控中心通过按键设定为“设防”时，当有人或盗贼等非法人员进入该住户时，这样 就 可以对房屋内 进行检测。 最后通过无线传输装置将住户编号发射出去，通过无线接收装置解码在监控中心的就会显示该住户的住户号、并发出报警声设定指示灯也会闪烁，这样保安人员就能很直观的知道是哪一住户出现了盗情。 综上所述的两种方案都可以实现防盗报警的要求，但是通过对比，第二种方案明显优于前一种方案，在第一方案中虽然增加了人性化的设置，但是在监控中也有疏漏的地方，在数据的传输的过程中的布线太长，不利于系统的安装，第二方案也提高了防盗系统的安全性和实用性。 因此选择第二种方案。 系统组成 系统主要由发射和接收两大模块组成。 西南科技大学城市学院本科生毕业论文 7 其中 发射部分由热释电人体红外传感器 Lhi96 BISS000 PT2262 编码发射电路、电源电路组成。 如图 21 所示。 图 21 发射端模块结构框图 接收部分由 PT2272 接收解码模块、设置模块、显示单元、报警指示电路及控制模块五大部分组成，单片机起控制作用。 如图 22 所示。 图 22 监控中心系统框图 AT89C52 报警电路 工作状态指示 数码管显示 键盘设置单元 解码 电路 PT2272 接收 电路 天线 供电系 统统 红外热释 电传感器 传感器 信号处理 编码 电路 PT2262 发射 电路 天线 西南科技大学城市学院本科生毕业论文 8 第 3章 各单元硬件电路 控制器 — 单片机 单片机的历史 单片机诞生于 20 世纪 70 年代末，经历了 SCM、 MCU、 SOC 三大阶段 [1]。 SCM 即单片微型计算机 （ Single Chip Microputer） 阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。 “ 创新模式 ” 获得成功，奠定了 SCM 与通用计算机完全不同的发展道路。 在开创嵌入式系统独立发展道路上， Intel 公司功不可没。 MCU 即微控制器 （ Micro Controller Unit） 阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。 它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展 MCU 的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。 从这一角度来看， Intel 逐渐淡出 MCU 的发展也有其客观因素。 在发展 MCU 方面，最著名的厂家当数 Philips 公司。 Philips 公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将 MCS51 从单片微型计算机迅速发展到微控制器。 因此，当我们回顾嵌入式 系统发展道路时，不要忘记 Intel 和 Philips 的历史功绩。 单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向 MCU 阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了 SOC 化趋势。 随着微电子技术、 IC 设计、 EDA 工具的发展，基于 SOC 的单片机应用系统设计会有较大的发展。 因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 单片机的应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。 因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 西南科技大学城市学院本科生毕业论文 9 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备 的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 在智能仪器仪表上的应用 [2] 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、压力等物理量的测量。 采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。 例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。 在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。 例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 在家用电器中的应用 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、 电视机 、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。 在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信 呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 在各种大型电器中的模块化应用 某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。 如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。 如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类 似于 ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。 在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、西南科技大学城市学院本科生毕业论文 10 错误率，也方便于更换。 单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于 CAN总线的汽车发动机智能电子控制器， GPS 导航系统， ABS 防抱死系统，制动系统等等。 此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。 单片机 AT89C52 基本资源 MCS51 是指由美国 INTEL 公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如 8031， 8051， 8751， 8032， 8052， 8752[3]等，其中 8051 是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在 8051 的基础上进行功能的增、减、改变而来的，其中 89C52 就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国 ATMEL 公司开发生产的。 89C52 属于增强型，其基本配置如下： 8 位 CPU； 8 KB 片内 ROM； 256 B 可使用的片内 RAM； 26 个特殊功能寄存器； 32 线并行 I/O 接口； 3 个 16 位定时器 /计数器； 1 个全双工的串行接口； 6 个中断源、 2 个中断优先级的中断结构。 引脚封装形式 89C52 增强型单片机有 40 个引脚，采用双列直插 （ DIP） 方式封装。 其引脚示意及功能分类如图 31 所示。 西南科技大学城市学院本科生毕业论文 11 图 31 AT89C52 单片机的引脚 40 个引脚按功能可以分为以下三个部分。 1） 电源及时钟引脚 VCC：接 +5V 电源正端； VSS：接 +5V 电源地端； XTAL1：接外部晶体震荡器的一端； XTAL2：接外部晶体震荡器的另一端； 2） 控制引脚 RST：单片机的上电复位端； ALE：当访问外部存储器时， ALE（允许地址锁存信号）以每机器周期两次的信号输出，用于锁存出现 P0 口的低 8 位地址； PSEN：为片外程序存储器读选同信号输出端，低电平有效； EA：为访问外部程序储存器控制信号，低电平有效。 3） 输入 /输出（ I/O）引脚 ~ 统称为 P0 口； ~ 统称为 P1 口； ~ 统称为 P2 口；~ 统称为 P3 口； 4） P3。