【摘 要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，出于安全保障的需求，電子報(bào)警系統(tǒng)也不可或缺的一門安全措施。同時(shí)紅外線技術(shù)已經(jīng)成為了防盜報(bào)警系統(tǒng)最通用的監(jiān)控手段，通過紅外線進(jìn)行探測能夠擁有良好的隱蔽性，全天都能夠使用，抗干擾的功能也較強(qiáng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)能夠基于單片機(jī)自動的在規(guī)定區(qū)域中進(jìn)行探測，一旦出現(xiàn)異常情況，就會給予人們警報(bào)提示。本文就基于單片機(jī)防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的分析和探討。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；防盜報(bào)警系統(tǒng)；紅外線

隨著社會的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，人們對于自身生命財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)意識有著很大的提升，對于現(xiàn)代的防盜措施也提出了更高的要求。本文的防盜報(bào)警系統(tǒng)就是為了滿足現(xiàn)代家庭防盜而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

1.整體方案設(shè)計(jì)思路

在本文的設(shè)計(jì)中，包含有硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)模塊。就設(shè)計(jì)來說，單片機(jī)的使用是其中的核心環(huán)節(jié)，本文采用的是，因此從某種意義上看，此防盜系統(tǒng)也是單片機(jī)的具體應(yīng)用。單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)同樣也是由軟件和硬件所構(gòu)成的，其中硬件包含了單片機(jī)、外圍應(yīng)用電路、輸入輸入設(shè)備等等，而軟件則是所有工作程序的集合。

此設(shè)計(jì)主要包含有以下的結(jié)構(gòu)：報(bào)警電路、熱釋電紅外傳感探頭電路、單片機(jī)、復(fù)位電路還有一些控制管理的軟件。本文所采用的處理器是單片機(jī)AT89C51，系統(tǒng)整體都是在軟件的調(diào)節(jié)控制下運(yùn)行的，首先被設(shè)置于監(jiān)測點(diǎn)的紅外探頭能夠感應(yīng)到人體所輻射出來的紅外線，將其轉(zhuǎn)變成電流信號，再通過放大和比較電路，傳送到門線開關(guān)，將門限的閥門打開將TTL電平傳送到單片機(jī)AT89C51。在單片機(jī)內(nèi)部，通過軟件進(jìn)行查詢以及識別，最終判決是否應(yīng)該實(shí)時(shí)的發(fā)送出警報(bào)信息。一旦入侵控制信號被發(fā)出，驅(qū)動電路就會將該警報(bào)進(jìn)行放大，并且控制相應(yīng)的聲音光線警報(bào)設(shè)備來配合相應(yīng)指令。警報(bào)狀態(tài)在持續(xù)了15秒后能夠自動解決，人們也可以手動進(jìn)行解除。最后復(fù)位電路會將整個(gè)警報(bào)系統(tǒng)復(fù)位，或者系統(tǒng)內(nèi)的定時(shí)器也會自行的進(jìn)行復(fù)位。

當(dāng)人們外出的時(shí)候，能夠?qū)⒓依锏木瘓?bào)系統(tǒng)設(shè)置為運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)有人闖入到檢測區(qū)域的時(shí)候，熱釋電紅外傳感器就會檢測到相應(yīng)的入侵行為，從而及時(shí)迅速的通過轉(zhuǎn)換輸出，發(fā)送出警報(bào)，從而起到防盜的效果。紅外線具有較強(qiáng)的隱蔽性，在監(jiān)控區(qū)域設(shè)計(jì)紅外線，能夠較為的便捷的探測到某位置是否有人進(jìn)出，不僅能夠較為準(zhǔn)確的判斷是否有人進(jìn)出，還能夠在很大程度上提高檢測的范圍。系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性一直都是報(bào)警系統(tǒng)追求的目標(biāo)，最終的警報(bào)形式能夠采用聲音或者光線信號。

2.電路模塊設(shè)計(jì)

2.1熱釋電紅外傳感器電路設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中熱釋電紅外傳感器的電路是通過雙探測員的模式來進(jìn)行檢測工作的。在VCC的電源端通過分別通過C1和R2來保證報(bào)警系統(tǒng)的電壓處于穩(wěn)定的狀態(tài)，在傳感器電路的輸出部分也使用了穩(wěn)壓元件來穩(wěn)固電路的信號。一旦系統(tǒng)探測到了人體所散發(fā)出的紅外線警報(bào)，所形成的點(diǎn)和信號通過FET進(jìn)行放大，再通過C1和R2的穩(wěn)壓，能夠?qū)⑤敵鲂盘栟D(zhuǎn)變成高電位，最后通過NPN的轉(zhuǎn)變，就會在OUT處輸入低電平。

2.2防盜報(bào)警系統(tǒng)放大電路的設(shè)計(jì)

防盜報(bào)警系統(tǒng)放大電路設(shè)計(jì)如圖1所示，這是一個(gè)很基本的放大電路，其中其中Vi和Vo分別代表了輸入的電壓信號以及經(jīng)過放大的輸出電壓信號。

圖1 防盜報(bào)警系統(tǒng)的放大電路

2.3防盜報(bào)警系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)

在防盜報(bào)警系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)中XTAL1和XTAL2兩部分分別代表了反向放大器的輸入端口和輸出端口。這個(gè)反向放大器能夠配置成片內(nèi)振蕩器。即可能夠采用石晶振蕩，也可以通過陶瓷振蕩。如果需要在系統(tǒng)中使用外部時(shí)鐘源的驅(qū)動器件，應(yīng)該將XTAL2的連接斷開。

由于單個(gè)機(jī)器的周期總共包含有六個(gè)狀態(tài)周期，而每一個(gè)狀態(tài)周期又能夠劃分為2個(gè)振蕩周期。因此，在一個(gè)完整的機(jī)器周期之中總共包含了12個(gè)振蕩周期，如果采用的是石晶振蕩器，其振蕩的頻率是12MHZ的話，那么單獨(dú)一個(gè)振蕩周期時(shí)間就是1/12us，那么一個(gè)完整的機(jī)器周期就是1us。

2.4防盜報(bào)警系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)

在報(bào)警系統(tǒng)的復(fù)位問題上，提供了兩種方式。一種是電自動復(fù)位，另外一種就是在系統(tǒng)外部通過按鍵進(jìn)行手動復(fù)位。單片機(jī)運(yùn)行過程中，在時(shí)鐘電路進(jìn)行工作后，在復(fù)位端口持續(xù)性的實(shí)現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平就能夠完成復(fù)位工作。比如所采用的晶振頻率是12MHz的時(shí)候，那么復(fù)位信號所應(yīng)該持續(xù)的時(shí)間不能夠低于2us。在本文防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用的是人為的在外部通過手動按鍵的方式進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。

2.5防盜報(bào)警系統(tǒng)發(fā)光二級管電路設(shè)計(jì)

在電路設(shè)計(jì)中，四個(gè)發(fā)光二級管在連接電阻之后，會連接到單片機(jī)部門的RXD的引腳，同時(shí)需要外接VCC。如果單片機(jī)的RXD引腳被改變成低電平，那么發(fā)光二級管就會閃亮，從而起到迅捷的警報(bào)作用。

3.防盜報(bào)警系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)

3.1主程序的運(yùn)行流程圖

通過上文所描述的工作原理以及設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，能夠了解本防盜報(bào)警系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 防盜報(bào)警系統(tǒng)主程序流程圖

3.2中斷服務(wù)程序運(yùn)行流程圖

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，中斷服務(wù)程序所起到的作用是，當(dāng)單片機(jī)接收到外部熱釋電傳感器傳達(dá)的脈沖信號的時(shí)候，也就意味著有人進(jìn)入了監(jiān)控區(qū)域，再通過單片機(jī)的內(nèi)部程序加工處理，就會控制驅(qū)動讓聲光警報(bào)部分發(fā)出警報(bào)以提醒人們。在警報(bào)維持了15秒后系統(tǒng)會自動停止，系統(tǒng)會再度開始循環(huán)的運(yùn)行狀態(tài)，來檢測是否還存在有觸發(fā)信號，等待著報(bào)警使得報(bào)警器能夠維持連續(xù)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)然，在警報(bào)信息還沒有維持15秒的時(shí)候，也能夠通過手工按鍵的方式來實(shí)現(xiàn)中斷。

4.總結(jié)

本設(shè)計(jì)主要研究了基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)。這個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的核心是AT89C51單片機(jī)，是系統(tǒng)運(yùn)營的處理器，在外部鏈接熱釋電紅外傳感器，這是一種新型的被動式的紅外線探測儀器，能夠在遠(yuǎn)程不接觸的情況下檢測出人體發(fā)出的紅外線，并且將這種輻射轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電流信號。同時(shí)還具有良好的抗干擾能力。在正常狀態(tài)中，傳感器輸出的是低電平，一旦有人出現(xiàn)在監(jiān)測區(qū)域中，低電平就會轉(zhuǎn)變成高電平，然后輸送到單片機(jī)處理器，成為一種觸發(fā)信號，在通過處理器內(nèi)部加工處理之后，單片機(jī)會將控制信號輸出，控制聲光警報(bào)設(shè)備發(fā)出信號。這個(gè)防盜警報(bào)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是操作便捷簡單，而且安裝過程不負(fù)責(zé)，有著相當(dāng)高的智能性。隨著現(xiàn)代人安全保衛(wèi)意識的提升以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，報(bào)警系統(tǒng)必然會在將來得到更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃布毅，何超前，李冬富，石軍.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭安防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].安防科技，2008，（03）.

[2]周高杯，戴瑜興，閻博文.智能無線防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2004，（07）.

[3]王松德，梁會琴，張須欣，朱小龍.熱釋電紅外傳感器在無線遙控報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].安防科技，2008，（03）.

[4]徐向嶺，李曰穎.基于AT89S52單片機(jī)的溫度采集與控制系統(tǒng)[J].科技信息，2011，（11）.

[5]周功明，周陳琛.基于AT89C52單片機(jī)的超聲波測距器設(shè)計(jì)[J].綿陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，（08）.

[6]邵婷婷，張明，范圣花.基于單片機(jī)的太陽能病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息技術(shù)，2011，（08）.