摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活水平日益提高，各行各業(yè)也愈來(lái)愈繁榮。出于人們對(duì)自身和財(cái)產(chǎn)的安全保障的需要，電子報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。紅外線技術(shù)的引入增強(qiáng)了防盜系統(tǒng)的隱蔽性，成為了電子報(bào)警系統(tǒng)最常用的監(jiān)控方法之一。系統(tǒng)基于單片機(jī)的防盜預(yù)警探測(cè)技術(shù)能夠大大提高其預(yù)警的靈敏性，本文將就基于單片機(jī)電路的防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程及技術(shù)應(yīng)用為讀者進(jìn)行詳細(xì)介紹和分析。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)電路；防盜報(bào)警系統(tǒng)；監(jiān)控手段

中圖分類號(hào)：TP277

隨著法律知識(shí)的普及、社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)保護(hù)自己和家人的人身及財(cái)產(chǎn)安全的意識(shí)變得越來(lái)越強(qiáng)，這為現(xiàn)代的防盜報(bào)警技術(shù)提出了更高的要求?，F(xiàn)階段主要運(yùn)用防盜報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能中包括各種場(chǎng)所的防火、防盜等工作。在市場(chǎng)上出售的防盜報(bào)警器設(shè)備品種很多，其中使用紅外技術(shù)和微波技術(shù)的報(bào)警系統(tǒng)最多。本文將會(huì)對(duì)單片機(jī)和防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并向大家著重介紹和分析使用紅外接收裝置的以單片機(jī)AT89C51處理器為基礎(chǔ)的家庭用防盜報(bào)警系統(tǒng)。

1 單片機(jī)與防盜報(bào)警系統(tǒng)

單片微型計(jì)算機(jī)指的是在一塊芯片上集成的微型計(jì)算機(jī)，單片機(jī)就是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱，是微型計(jì)算機(jī)中的一種。單片機(jī)是由輸入輸出設(shè)備、儲(chǔ)存器、控制器和運(yùn)算器等構(gòu)成的，和計(jì)算機(jī)相比只缺少外圍設(shè)備，具有特殊構(gòu)造特點(diǎn)，是一種典型的嵌入式微控制器，其在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、質(zhì)量輕、體積小[1]。

防盜報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)被監(jiān)測(cè)的場(chǎng)所時(shí)，一但發(fā)現(xiàn)可疑情況就會(huì)對(duì)事故地點(diǎn)進(jìn)行報(bào)警。因?yàn)榉辣I報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用目的的特殊性，就要求該系統(tǒng)要滿足總成本要低、可靠性要高、構(gòu)造要簡(jiǎn)單等要求。將防盜報(bào)警系統(tǒng)中的傳感器更換后，還可將防盜報(bào)警系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槊簹庑孤╊A(yù)警、火災(zāi)報(bào)警等裝置。

2 單片機(jī)防盜報(bào)警系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路

在此類防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中包括硬件和軟件兩大部分。從設(shè)計(jì)角度來(lái)講，這類防盜報(bào)警系統(tǒng)的核心技術(shù)部分就是單片機(jī)系統(tǒng)，而防盜報(bào)警系統(tǒng)是單片機(jī)在具體領(lǐng)域的應(yīng)用。單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)也包括兩個(gè)方面：軟件、硬件。其中軟件在所有組成部分中都有體現(xiàn)，而硬件包括輸入輸出設(shè)備、單片機(jī)及外圍電路等。

在本文介紹的防盜報(bào)警系統(tǒng)中，其主要具有的結(jié)構(gòu)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、熱釋電紅外傳感探頭電路、復(fù)位電路、報(bào)警電路等，以及應(yīng)用于控制管理方面的軟件[2]。只有在管理軟件的調(diào)節(jié)下，系統(tǒng)才能夠正常工作。系統(tǒng)工作的過(guò)程是，首先熱釋電紅外線探頭在監(jiān)測(cè)點(diǎn)接收到以人體為輻射源的紅外線，并將其轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，并將此電流信號(hào)放大，通過(guò)比較電路輸送到門(mén)限開(kāi)關(guān)，在將其閥門(mén)打開(kāi)后，把TTL電平輸送到處理器-單片機(jī)AT89C51上。通過(guò)單片機(jī)內(nèi)的軟件分析、查詢、識(shí)別等，最終決定這條信息是否屬于報(bào)警信息，是否要發(fā)送出去。在報(bào)警信息發(fā)出時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路會(huì)把報(bào)警信息放大，并以報(bào)警光線和聲音配合警報(bào)指令，對(duì)人們發(fā)出警報(bào)。警報(bào)在持續(xù)15s后會(huì)自行解除，也可人工解除。在警報(bào)解除后，復(fù)位電路就會(huì)對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作，使系統(tǒng)的設(shè)置進(jìn)行恢復(fù)。

報(bào)警設(shè)備在居家環(huán)境中應(yīng)用時(shí)，可以在人們外出時(shí)開(kāi)啟防盜報(bào)警系統(tǒng)，如果有人入侵監(jiān)測(cè)區(qū)，熱釋電紅外傳感器就會(huì)識(shí)別入侵行為，并即時(shí)發(fā)出警報(bào)，以起到防盜作用。利用紅外線的隱蔽性，防盜報(bào)警設(shè)備可以較便捷的監(jiān)測(cè)入侵者是否存在以及所在位置，使其監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和范圍都有明顯提高和擴(kuò)大，這也是人們對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)品質(zhì)的要求所決定的。

3 設(shè)計(jì)電路模塊

3.1 設(shè)計(jì)熱釋電紅外傳感器電路

雙探測(cè)模式是熱釋電紅外傳感器電路使用的一種工作模式，在VCC電源一端，可以通過(guò)R2和C1來(lái)穩(wěn)定報(bào)警系統(tǒng)的電壓，這類穩(wěn)定電壓的元件也會(huì)用在傳感器電路的輸出端，用于穩(wěn)定電路的信號(hào)。人體會(huì)散發(fā)紅外線，這種紅外線一經(jīng)系統(tǒng)探測(cè)到，就會(huì)形成信號(hào)，所形成的信號(hào)通過(guò)FET放大，再由R2和C1對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)固，就能夠轉(zhuǎn)化為高電位，最終經(jīng)過(guò)NPN轉(zhuǎn)換成低電平[3]。

3.2 設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)時(shí)鐘電路

防盜報(bào)警系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)包括XTAL1和XTAL2兩部分，其中XTAL1表示的是反向放大器的輸入端口，XTAL2表示的是反向放大器的輸出端口。一般情況下，反向放大器可以通過(guò)配置成為內(nèi)振蕩器。如果是在系統(tǒng)外部采用時(shí)鐘作為時(shí)鐘電路的一部分-驅(qū)動(dòng)器件，那么就要切斷XTAL2。

3.3 設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)復(fù)位電路

在防盜報(bào)警系統(tǒng)中，復(fù)位服務(wù)程序的設(shè)置是必要的。如果熱釋電紅外傳感器向外發(fā)送電流信號(hào)，就說(shuō)明有人進(jìn)入到了監(jiān)控區(qū)，通過(guò)單片機(jī)處理器的程序加工，就可以使報(bào)警器以聲音和光的方式發(fā)出警報(bào)，以提醒人們有人進(jìn)入。而警報(bào)不會(huì)一直在進(jìn)行，需要一定時(shí)間，然后再停止警報(bào)，一般情況下，持續(xù)時(shí)間都會(huì)設(shè)置為15s，在15s后系統(tǒng)自動(dòng)停止警報(bào)的聲音和閃光復(fù)位，或是通過(guò)人工手動(dòng)復(fù)位。在時(shí)鐘電路工作后，高電平會(huì)持續(xù)的在復(fù)位端口運(yùn)行兩個(gè)機(jī)器周期，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)位。舉例來(lái)說(shuō)，如果使用的晶振頻率為12MHz，那么復(fù)位信號(hào)要持續(xù)2us或2us以上[4]。

3.4 設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)發(fā)光二級(jí)管電路

在電力設(shè)計(jì)中，連接電阻后，發(fā)光二極管會(huì)連接到單片機(jī)的RXD引腳，同時(shí)在外部連接VCC。當(dāng)RXD引腳的電壓變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，發(fā)光二極管就會(huì)閃光，以發(fā)出警報(bào)。

4 防盜報(bào)警系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)

4.1 讀數(shù)子系統(tǒng)流程

讀數(shù)字系統(tǒng)，其主要功能是讀取二片8243這些端口輸出端的數(shù)據(jù)，并分析是否要發(fā)出警報(bào)信號(hào)。

4.2 核對(duì)子程序流程

核對(duì)子系統(tǒng)，其主要功能是要對(duì)警報(bào)的真實(shí)性進(jìn)行核對(duì)，防止誤報(bào)。所以在對(duì)警報(bào)是否發(fā)出進(jìn)行判斷時(shí)，要先將信號(hào)在核對(duì)子程序中延時(shí)3s，再讀入相同端口信號(hào)，進(jìn)行判斷[5]。

4.3 查找報(bào)警點(diǎn)子程序流程

報(bào)警點(diǎn)子程序的主要任務(wù)是要查找出報(bào)警地點(diǎn)：（1）判斷讀的數(shù)據(jù)是從哪個(gè)端口輸出的；（2）判斷該端口所在的片；（3）判斷該端口哪幾個(gè)點(diǎn)不是0[6]。

5 結(jié)束語(yǔ)

單片機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的防盜報(bào)警系統(tǒng)，它的處理器是單片機(jī)，將熱釋電紅外線傳感器連接到其外部，可以在不接觸設(shè)備的情況下檢測(cè)到人體發(fā)出的紅外線，從而將這種紅外線轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)輸送給處理器。一般情況下，傳感器產(chǎn)生的是低電平，只有在檢測(cè)到有人進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)時(shí)，才會(huì)以高電平代替低電平輸送到處理器中進(jìn)行處理。其簡(jiǎn)潔性和智能性能夠較好的滿足人們對(duì)安全保障的需求。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：趙洪濤（1976.04-），男，滿族，肇東人，技術(shù)人員，工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：電子，計(jì)算機(jī)。

作者單位：黑龍江省電子技術(shù)研究所，哈爾濱 150040