蘇良枝

摘 要：隨著最近幾年信息化時(shí)代到來(lái)，人們對(duì)于智能防盜的要求也變得逐漸提升，傳統(tǒng)防盜措施已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們?nèi)粘Ｉ顚?shí)際要求，高性能防盜報(bào)警器獲得了廣泛受眾群體。本文在研究過(guò)程中設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)控制的紅外防盜報(bào)警器。整個(gè)系統(tǒng)由硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分所組成。其中硬件系統(tǒng)主要包括紅外發(fā)射電路、接收電路、單片機(jī)控制電路、聲光報(bào)警電路等等。當(dāng)有人進(jìn)入到監(jiān)控區(qū)域之后，熱釋電紅外線(xiàn)傳感器就會(huì)探測(cè)到人體所發(fā)出的紅外輻射并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭治⑷醯碾妷盒盘?hào)，并經(jīng)過(guò)放大后輸入到單片機(jī)中，最終啟動(dòng)整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件部分則是使用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，對(duì)控制程序加以調(diào)試，并給出了涉及到的程序流程圖。最終到的紅外防盜報(bào)警器錯(cuò)報(bào)率較低，成本較低，值得推廣。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);報(bào)警電路;紅外線(xiàn)防盜報(bào)警器

本次設(shè)計(jì)得到的防盜報(bào)警器系統(tǒng)是將紅外傳感器作為自身監(jiān)測(cè)，將蜂蜜器作為報(bào)警媒介，進(jìn)而滿(mǎn)足現(xiàn)代化住宅的實(shí)際要求，對(duì)之前已有的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)加以有效改進(jìn)。不但能夠滿(mǎn)足單一住宅用戶(hù)的防盜報(bào)警需求，同時(shí)還能夠保證防盜系統(tǒng)整體安全性不斷提升，有較高可靠性，錯(cuò)報(bào)率較低。本系統(tǒng)將單片機(jī)作為微處理器，通過(guò)接口連接保證系統(tǒng)能夠與計(jì)算機(jī)連同，這種做法就能夠令計(jì)算機(jī)實(shí)施對(duì)系統(tǒng)加以控制，也更加方便用戶(hù)對(duì)報(bào)警器的管理。

一、系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)功能介紹

本設(shè)計(jì)最終得到紅外防盜報(bào)警器系統(tǒng)，是當(dāng)單片機(jī)作為自身控制核心，利用目前十分先進(jìn)的紅外傳感器檢測(cè)技術(shù)對(duì)人體信號(hào)進(jìn)行收集與檢測(cè)，在發(fā)現(xiàn)異常情況之后會(huì)進(jìn)行報(bào)警。在使用本系統(tǒng)過(guò)程中，僅僅需要將設(shè)備電源連同，之后屏幕顯示器就會(huì)出現(xiàn)相關(guān)信息，之后按下對(duì)應(yīng)按鍵，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行布防。

（二）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)最終得到的紅外防盜器，是完全按照功能需求以及任務(wù)書(shū)要求，在充分查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料基礎(chǔ)上得到，從硬件設(shè)計(jì)角度設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)的硬件框架圖，如圖2-1所示。從其構(gòu)成部分看，主要包括單片機(jī)控制部分、紅外熱釋電傳感器檢測(cè)部分、LCD液晶顯示部分、按鍵控制部分、報(bào)警器部分等等。

（1）單片機(jī)部分。單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心組成部分，系統(tǒng)的所有控制程度都需要寫(xiě)入到單片機(jī)當(dāng)中，利用單片機(jī)對(duì)其他部分電路正常工作進(jìn)行協(xié)調(diào)。

（2）晶振部分電路。其的主要作用就是保證單片機(jī)順利工作提供合理科學(xué)的工作時(shí)鐘信號(hào)，沒(méi)有晶振部分電路，單片機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。

（3）復(fù)位電路。該部分也是保證單片機(jī)正常工作的重要組成部分，能夠可以在單片機(jī)上電的一瞬間輸送給單片機(jī)一個(gè)復(fù)位信號(hào)，指示單片機(jī)程序能夠重新開(kāi)始運(yùn)行。

（4）紅外熱釋電傳感器部分。熱釋電傳感器是一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于對(duì)人體各方面信息進(jìn)行檢測(cè)的傳感器，能夠判斷自身覆蓋范圍內(nèi)是否有人存在。

（5）液晶顯示部分。其的主要作用是為人機(jī)交互提供一個(gè)憑條，主要用來(lái)顯示目前報(bào)警器的實(shí)際工作狀態(tài)，用戶(hù)通過(guò)液晶顯示屏，也能夠了解到目前報(bào)警器的實(shí)際工作情況。

（6）按鍵電路部分。其的主要作用是用戶(hù)能夠通過(guò)按鍵設(shè)定出與之相對(duì)應(yīng)的信息。

（7）報(bào)警模塊部分。主要作用是進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)覆蓋的范圍有人進(jìn)入之后就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

二、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

（一）單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)得到的紅外防盜報(bào)警器，是將STC89C52單片機(jī)作為主要控制器。該型號(hào)單片機(jī)是一種帶8K字節(jié)的Flash存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS 8位單位及。其內(nèi)部通過(guò)反復(fù)摩擦最終能夠得到1000多次的只讀存儲(chǔ)器。該型號(hào)單片機(jī)是ATMEL公司利用十分先進(jìn)的儲(chǔ)器制造技術(shù)得到，將工業(yè)中的MCS-51輸出管腳與指令集融為一體。而STC則是該型號(hào)單片機(jī)中一款效率較高的微型控制器，其將閃爍存儲(chǔ)器與多功能8位CPU安裝到同一個(gè)芯片當(dāng)中。

（二）LED指示燈電路與設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中工作指示燈主要包括兩個(gè)部分，即工作指示用燈與監(jiān)控狀態(tài)用燈。由于受到時(shí)間與精力限制，本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)監(jiān)控部分的指示燈是又LED等進(jìn)行指示，LED燈亮表示監(jiān)控器處于開(kāi)啟狀態(tài)，LED燈滅，則代表監(jiān)控器處于關(guān)閉狀態(tài)。兩個(gè)電路都是由電阻與發(fā)光二極管通過(guò)串聯(lián)得到，之后再連接到單片機(jī)上，D1與單片機(jī)P3.3相連接，起到指示電路的作用，D2則與單片機(jī)P3.2相連接，用來(lái)作為監(jiān)控電路。

（三）熱釋電傳感器電路

熱釋電傳感器的主要作用就是當(dāng)有人進(jìn)入到布放區(qū)之后，能夠在第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到人體信號(hào)。本次設(shè)計(jì)選用了集成熱釋電傳感器，型號(hào)為HC-SR501，這款模塊不但成本比較低，而且兼有體積小、靈敏度高等很多優(yōu)點(diǎn)，甚至可以人工對(duì)其靈敏度進(jìn)行調(diào)節(jié)，十分適合將其安裝到家庭當(dāng)中，起到防盜監(jiān)測(cè)作用。

（四）顯示模塊電路的設(shè)計(jì)

LCD1602型號(hào)顯示器在屏幕當(dāng)中顯示的內(nèi)容是2行16列字體。在設(shè)備內(nèi)部存儲(chǔ)著160個(gè)各式各樣的字符圖形，例如數(shù)字、字符、常用符號(hào)等等，不同字符都有其對(duì)應(yīng)的代碼，在使用過(guò)程中程序能夠?qū)⒋a顯示出來(lái)，之后在屏幕當(dāng)中出現(xiàn)該代碼所表示的字符。整個(gè)顯示電路如圖2-5所示，從顯示電路當(dāng)中能夠清楚看到目前防盜報(bào)警器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

（五）按鍵電路設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，按鍵控制電路的種類(lèi)也朝著多樣化方向不斷發(fā)展，比較常用的包括獨(dú)立式案件與矩陣式案件。獨(dú)立式按鍵在使用過(guò)程中主要是通過(guò)單片機(jī)中的I/O接口狀態(tài)判斷案件是否被按下，這種控制方式比較簡(jiǎn)單，電路與程序不是十分繁瑣，但是也存在著一個(gè)缺點(diǎn)，那就是只能控制一個(gè)按鍵，如果同時(shí)按多個(gè)按鍵的話(huà)可能會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)的I/O端口不足。而矩陣式按鍵在使用過(guò)程中則可以被設(shè)計(jì)成為幾行幾列的方式，案件也分行、列驅(qū)動(dòng)。

（六）報(bào)警電路設(shè)計(jì)

報(bào)警電路的主要作用就是能夠?qū)κ褂谜哌M(jìn)行提醒，當(dāng)系統(tǒng)處于布防狀態(tài)時(shí)，如果有人進(jìn)入到布防區(qū)域之后就會(huì)發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警。通過(guò)單片機(jī)的IO端口驅(qū)動(dòng)PNP形式的三極管，通過(guò)實(shí)現(xiàn)三極管的通暢與關(guān)閉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)蜂鳴報(bào)警，而報(bào)警電路則主要是在單片機(jī)驅(qū)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，

三、系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)

（一）主程序

主程序是整個(gè)系統(tǒng)得以順利實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)原理框架，其中全部程序都應(yīng)當(dāng)按照已經(jīng)制定好的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)接通電源之后，首先各個(gè)器件會(huì)進(jìn)行初始化操作。之后會(huì)對(duì)此時(shí)傳感器是否有信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，此時(shí)傳輸回來(lái)的信號(hào)如果判斷需要報(bào)警，就會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，整個(gè)程序如附錄所示。

（二）中斷服務(wù)程序

中斷程序功能實(shí)現(xiàn)流程如下所示：首先，處于信用最外部的熱釋傳感器在接受到脈沖信號(hào)之后，單片機(jī)就會(huì)啟動(dòng)對(duì)布防區(qū)域的監(jiān)測(cè)，判斷是否有人傳入到其中，在確定之后就會(huì)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路報(bào)警聲音與光纖，在10s之后就會(huì)自動(dòng)停止報(bào)警，之后程序開(kāi)始進(jìn)入到一個(gè)全新的工作周期，檢測(cè)觸發(fā)信號(hào)，等待報(bào)警繼續(xù)進(jìn)行工作。另外，在使用中斷模式之后還可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)報(bào)警10s，另外，也可以結(jié)合自身實(shí)際需要手動(dòng)停止報(bào)警。

（三）報(bào)警服務(wù)程序

報(bào)警服務(wù)程序的主要功能如下所示：通過(guò)人為確定時(shí)間，10ms等待，并連續(xù)計(jì)時(shí)10次，最終得到了一個(gè)周期1s的防波信號(hào)，之后會(huì)重復(fù)整個(gè)過(guò)程，最終這列脈沖信號(hào)由單片機(jī)P3.7口輸出與報(bào)警電路連接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管通過(guò)1s頻率閃動(dòng)，最終蜂鳴器報(bào)警。

總結(jié)

本文在研究過(guò)程中結(jié)合實(shí)際需要設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)控制的紅外防盜報(bào)警器，首先對(duì)設(shè)計(jì)背景進(jìn)行了詳細(xì)闡述，之后對(duì)整個(gè)控制方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。之后在此基礎(chǔ)上，分貝對(duì)各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后按照系統(tǒng)控制要求，對(duì)其進(jìn)行了針對(duì)性調(diào)試工作，從最終得到的調(diào)試結(jié)果上來(lái)看，本系統(tǒng)所有功能實(shí)力實(shí)現(xiàn)。

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（福建醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 ?福建 ?泉州 ?362000）