摘 要本文首先介紹了自動(dòng)門行業(yè)的基本知識(shí)及應(yīng)用前景，接下來(lái)給出系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。隨后著重介紹了自動(dòng)卷簾門硬件系統(tǒng)構(gòu)成和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。通過軟硬件結(jié)合完成以下功能：當(dāng)有人走進(jìn)自動(dòng)卷簾門時(shí)，紅外線接收器接收到信號(hào)，就給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)使它驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)將門打開，當(dāng)人出來(lái)后，門將自動(dòng)關(guān)閉；也可以用遙控器的開關(guān)鍵控制卷簾門開啟和關(guān)閉。

【關(guān)鍵詞】紅外線感應(yīng)裝置 AT89C51單片機(jī) 直流電機(jī) 單片機(jī)控制電路

1 引言

21世紀(jì)的今天，門更加突出了安全理念，強(qiáng)調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散。門的高級(jí)形式—自動(dòng)門起源在歐美，迅速發(fā)展至今天，已經(jīng)形成了種類齊全、功能完善、造工精細(xì)的自動(dòng)門家族。中國(guó)已經(jīng)有自主研發(fā)制造這種自動(dòng)門的技術(shù)，因?yàn)橹袊?guó)沒有相關(guān)的自動(dòng)門國(guó)標(biāo)，造成沒有檔次劃分，質(zhì)量差異很大。雖然近年來(lái)在自動(dòng)門方面，中國(guó)制造商取得的進(jìn)展并不小，但還有很多地方要改善，還需要年輕一代的努力。本文在查閱各種文獻(xiàn)資料后設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的紅外自動(dòng)感應(yīng)卷簾門。

2 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

此系統(tǒng)的主要功能是，當(dāng)有人走到指定區(qū)域內(nèi)，紅外傳感器檢測(cè)到信號(hào)，觸發(fā)單片機(jī)的控制系統(tǒng)，隨后給電機(jī)指令，使電機(jī)正轉(zhuǎn)，門就打開了。反之，當(dāng)人離開指定紅外線檢測(cè)區(qū)域，單片機(jī)再次給電機(jī)一個(gè)指令，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，卷簾門閉合。

2.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理框圖

如圖1所示。

自動(dòng)感應(yīng)卷簾門自動(dòng)控制裝置由自動(dòng)感應(yīng)卷簾控制裝置由門外熱電紅外傳感器，AT89C51單片機(jī)，供電電源，直流電機(jī)等構(gòu)成。在基于單片機(jī)的紅外自動(dòng)感應(yīng)卷簾門控制設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，用于監(jiān)測(cè)人體信號(hào)辨別的傳感器是重中之重的?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用的傳感器主要是微波傳感器和紅外傳感器。本文設(shè)計(jì)使用紅外傳感器，采用紅外傳感器而沒有采用微波傳感器的原因這是因?yàn)槲⒉▊鞲衅髦荒芨袦y(cè)物體在感應(yīng)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)盡管反應(yīng)速度很快，但是對(duì)于傳感器區(qū)域區(qū)域內(nèi)不動(dòng)的物體卻監(jiān)測(cè)不到，程序?qū)⒏鶕?jù)設(shè)計(jì)的步驟設(shè)置關(guān)閉操作，容易讓人被夾住。但是在此設(shè)計(jì)中使用的紅外傳感器不同于微波傳感器，只要感應(yīng)區(qū)域內(nèi)有物體存在紅外傳感器都會(huì)監(jiān)測(cè)到。

3 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

3.1 卷簾門機(jī)組由以下部件組成

3.1.1 主控制器

是指揮自動(dòng)卷簾門的中心，經(jīng)有現(xiàn)編程序的大型集成塊，發(fā)出相應(yīng)的指令，指令電機(jī)或電鎖系統(tǒng)工作；同時(shí)自動(dòng)卷簾門經(jīng)過主控制器調(diào)節(jié)開啟速。

3.1.2 感應(yīng)檢測(cè)器

負(fù)責(zé)收集外部信號(hào)，如人眼，當(dāng)移動(dòng)物體進(jìn)入其工作范圍時(shí)，給主控制器傳遞一個(gè)脈沖信號(hào)。

3.1.3 動(dòng)力馬達(dá)

為自動(dòng)感應(yīng)卷里門提供動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)卷簾門的加速減速的操作。

3.1.4 卷簾門行進(jìn)軌道

像列車的軌道一樣，綁在吊具系統(tǒng)的門上，使其在一個(gè)特定的方向運(yùn)行。

3.1.5 同步皮帶

傳遞電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，使物體在皮帶的牽引下完成軌跡運(yùn)動(dòng)。

3.1.6 電源電路

用于提供整個(gè)電路的電力，以確保電路工作正常。

3.2 紅外遙控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

如果控制系統(tǒng)由遙控進(jìn)行操作會(huì)遇見很多問題，如：紅外遙控信號(hào)如何將指令發(fā)送到控制系統(tǒng)；解碼軟件應(yīng)該如何編寫；遙控器的控制程序如何編寫；紅外信號(hào)和其他干擾信號(hào)如何區(qū)別，這些問題將是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 整體程序設(shè)計(jì)

整體程序設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示。

在有人需要的時(shí)候按下遙控器省的開關(guān)按鍵，單片機(jī)便會(huì)收到一個(gè)低電平信號(hào)，隨后會(huì)查詢到該指令，輸出高低電平信號(hào)，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，卷簾門打開；按下停止鍵，卷簾門停止；人離開后，按下關(guān)門鍵，同上，內(nèi)部輸出高低電平信號(hào)，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，門關(guān)閉。

4.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理圖如圖3所示。

4.3 系統(tǒng)調(diào)試及分析

4.3.1 軟件調(diào)試

將程序利用匯編軟件對(duì)已經(jīng)調(diào)試好的程序進(jìn)行匯編在線調(diào)試，變成可執(zhí)行的目標(biāo)程序。硬件電路在Proteus中連接好，把生成的目標(biāo)程序下到單片機(jī)中可以進(jìn)行模擬仿真，對(duì)軟件進(jìn)行單步調(diào)試，此種方法可以讓用戶清晰的看到程序執(zhí)行到何處，哪里出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

4.3.2 硬件調(diào)試

在本次設(shè)計(jì)中大量體現(xiàn)了單片機(jī)運(yùn)算能力強(qiáng)大、控制能力超強(qiáng)的特點(diǎn)，沒有使用繁雜的模擬電路。為了將應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)好，就要符合應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)要求。首先由于電機(jī)是由CPU對(duì)其實(shí)時(shí)控制，因此從軟件到硬件的設(shè)計(jì)都要處處體現(xiàn)實(shí)時(shí)性；其次例如轉(zhuǎn)速的測(cè)量也是為了提高軟件的可靠性，避免因?yàn)檎系K物而對(duì)系統(tǒng)造成電機(jī)損壞。

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)控制的紅外自動(dòng)卷簾門系統(tǒng)，采用分塊的模式，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行分析，分別給出了系統(tǒng)總體框圖、電源電路、紅外遙控電路、電機(jī)控制電路，并對(duì)相應(yīng)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的闡述。經(jīng)過調(diào)試證明，該電路除了滿足自動(dòng)門基本功能外同時(shí)具備安全、可靠、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。

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作者簡(jiǎn)介

張渺（1990-）女，江蘇省連云港市人。大學(xué)本科學(xué)歷。助理講師。

作者單位

江蘇省灌南中等專業(yè)學(xué)校 江省連云港市 222500endprint