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1、天 津 大 学 网 络 教 育 学 院本科毕业设计（论文）题目：红外光控防盗报警器的设计完成期限：2017年1月5日 至 2017年5月15日学习中心：选择一项。专业名称：选择一项。 学生姓名： 学生学号：指导教师： 摘 要基于社会安全保障的需要，电子报警这门综合技术正在不断的发展。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列
2、单片机AT89S52，整个系统是在系统软件控制下工作的,因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，在电子防盗、人体探测等领域中，热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。关键词：单片机；红外传感器；数据采集；报警电路；目 录第一章 绪论11.1研究背景11.2研究意义2第二章 系统方案设计42.1总体设计思路42.2元器件选择52.2.1显示模块选择52.2.2主控芯片的选择62.2.3电源模块的选择6第三章 系统硬件及软件设计83.1系统硬件设计83.1.1系统主控模块83.1.2热释电红外传感器简单介绍93.1.3热释电红外传感器原理103
3、.1.4放大电路的设计113.1.5时钟电路的设计113.1.6复位电路的设计123.1.7发光二极管报警电路的设计123.1.8声音报警电路的设计133.1.9电源电路模块143.1.10液晶显示模块153.1.11 4*4矩阵键盘输入163.2系统软件设计193.2.1主程序工作流程图193.2.2中断服务程序工作流程图203.2.3主程序203.2.4软件仿真21第四章 防盗报警器的误报及解决方法224.1系统设计不当引起的误报警及解决方法224.2施工不当引起的误报警及解决方法224.3用户使用不当引起的误报警及解决方法224.4环境噪扰引起的误报警及解决方法22总 结24参考文献25
4、致 谢26天津大学网络教育学院本科毕业设计（论文）第一章 绪论1.1研究背景随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。本设计就是为了满足防盗的需要而设计的红外光控防盗系统。我国现阶段城市化进程的发展飞速，人们对安防的性能要求也越来越高，现在的各行各业需要兼防盗、防火等功能的安防系统。就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。而本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等
5、安保装置中得到了广泛的应用。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。在我国，鉴于红外光控防盗系统性能有待提高，当前人们更趋向于使用传统的机械式（防盗门、防盗网、防盗窗）安防系统，因其价格较低、安装方便，一次性安装便可一劳永逸。现在的新技术和报警系统层出不穷，报警器也从原来的简单化、局部化向智能化、集成化、人性化发展，用户只需给报警器通电并按下启动按钮，报警器便担当起保安的作用，开始安保工作，一旦检测到异常能及时报警。各种防盗报警系统之间的主要区别是在于如何让分机与主机、分
6、机与用户之间进行快速有效的通讯1。设计基于红外光控防盗系统防盗报警系统能避免上述这种尴尬的情况，因它借助目前国内发展最稳健、通讯质量最高的报警信息的传输媒介，让报警系统更易于隐藏、报警反应更及时、用户使用更方便。它以发送红外光控作为报警方式，把监控地点的情况直接反映到用户，进而可方便、快速地做出处理，很好地保证人身和财产的安全。它采用被动式红外传感器进行检测，其功耗低隐秘性好，一旦人体入侵其探测区域内便能报警。避免防盗网、防盗窗的各种弊端，给人们在发生紧急事故时的逃生提供方便。红外线报警器分主动式和被动式两种。主动式红外线报警器，是报警器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器
7、的探头接收。如果探头监测到，红外线是静止不动的，也就是不断发出红线线又不断反弹的，那么报警器就不会报警。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头就会检测到有异常，就会报警。被动式报警器少了一项功能，就是发射红外线。物理学上告诉我们，当物体的温度高于0K的时候，就会发出红外线，换句话说任何物体都能发出红外线。而其后的原理，被动式报警器和主动式是一样的。 红外线报警器对温度敏感,温度越高的物体辐射出的红外线越强,当感应到环境中存在高出背景强度的辐射时,就触发反警。基于此，本文其中以AT89S52单片机为系统的控制核心，结合热红外传感器模块、GSM短信模块、键盘模块、1602液晶显示模块进行
8、安全的实时监控，最大化地实现面向用户、报警及时、准确报警功能。系统通过红外热释电式传感器对人体进行检测，启动布防后一旦检测到人体入侵，经单片机处理后GSM模块便发送短信给用户表示有不明身份的人物闯入家中，通知用户迅速做出处理。系统可根据实际需要添加更多实时监控功能，如对燃气的泄漏、发生火灾等突发事件的监控。该系统具有操作简单，使用方便，用户无需掌握专业知识，报警准确及时，功耗低，成本低廉等优点，具有广泛的应用前景。1.2研究意义在这个信息爆炸的时代，消费类电子产品高速发展，其价格也越来越便宜。手机也从旧时王谢堂前燕飞入寻常百姓家，手机在给予人们通讯方便的同时，人们开始关注利用红外报警系统的方便
9、开发出更多智能防盗设备，红外报警系统防盗便是其中一种。红外报警系统及防盗报警器的开发，它打破了以往普通防盗系统的设置，使得红外报警系统变的更切实可靠、应用更广泛。它是普通防盗报警器走向智能的一次革命性转换。美国泰科公司旗下的DSC公司是世界领先的电子供应商。成立于1979年，安防系统发展历史悠久。DSC已经为全世界超过一百个国家提供产品和服务。DSC生产超过50个型号的火警和安防探测设备，每个型号都代表着最高水平质量、性能和长期的可靠性。其中BRAVO红外线探测器；FORCE双探测器；ACUITY玻璃破碎探测器和 MERIDIAN烟感探测器以获得23项专利认可为基础，同时还具备尖端的技术和优雅
10、的外型。ENVOY安防系统结合了当今最先进的家庭信息中心的无线安防技术。该系统支持大多数的主流性能。BRAVO把防误报和探测入侵者放在同等重要的地位。BRAVO拥有智能微处理器、强光滤波器、独有的多级信号处理和定位瞬间静电消除器，可杜绝一切误报来源造成的误报，如强光、电涌、静电、无线电干扰、车头灯、荧光、昆虫和灰尘。由于BRAVO无与伦比的精确度、防误报功能和可靠性，它已经成为世界上最广泛使用的移动探测器。它在各种环境和气候条件下证明了自己的实力家居、办公室建筑、商业用途、机关和工业综合建筑。针对于红外报警系统，它是各种技术的“集中营”，具有多样性功能才可以完成复杂任务，比如它需要能够感知环境
11、参数，根据这个参数能够进行决策，能够在复杂环境下自由的移动。要完成这些功能需要我们把微控技术，通信技术，传感器技术，自动控制技术，模式识别技术等集合在一起，从而共同完成预先设定的任务。因它采用红外光控报警，当前针对于红光防控报警系统的设计和发展，并不是很多，本文通过文献研究的方法，针对防控报警系统进行研究，发现针对于防盗报警系统的研究主要现状为：自从人类有了汽车，人们就希望自己的车辆具有智能切换灯光，避免人为的劳动和判断，国外在这一方面领先国内，他们真正开始做这方面的工作要从上个世纪50年代开始。研究过程大致可以分为2个阶段。第一阶段 上世纪五十年代制作出可以称为雏形的智能红外报警系统。由美国
12、Barrett Electronics公司引领的研究浪潮，在1954年他们利用现有的科技优势研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS（Automated Guided Vehicle System）。由于传感器的限制，切换的精度实时性不是太高。第二阶段，意大利等国开始红外报警的研究，研究出了MOB-LAB，这是一种被称为“移动实验室”系统，在此基础上增加了图像处理的车载系统，使得汽车有能力实时的检测到轨道信息能力进而实现图像识别，自己判断周围环境实现自主切换。这种方式成本过于高昂。18第二章 系统方案设计2.1总体设计思路系统主要由单片机模块、传感器模块、键盘输入模块、液晶显示模块、热释电
13、红外线传感器模块组成。单片机选用的是Atmel公司研发的AT89S52单片机，采用晶振为11.0592MHz为单片机提供主脉冲，在与GSM模块进行串行口通讯时能产生相对误差为0的波特率，使单片机能准确发送数据到热释电红外线传感器模块2。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有灵巧的8位CPU和8K在系统可编程Flash 存储器,可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式，非常适合用于热释电红外线传感器防盗这种工作特性的电器作为其主控器件，能很好地达到省电节能的效果。本系统采用了热释电红外线传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定、抗干扰能
14、力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理和用户操作。为了探测移动人体，通常使用双元件型热释电红外线传感器，在这种传感器内部，两个灵敏元件反相连接，当人体静止时两元件极化程度相同，互相抵消。但人体移动时，两元件极化程度不同，净输出电压不为0，从而达到了探测移动人体的目的。本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。电路结构可划分为：热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能
15、。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图2-2总体设计框图所示： AT89C52复位电路信号检测电路报警执行电路LED发光显示放大驱动驱动图 2-2总体设计框图处理器采用51系列单片机AT89S52。整个系统是在系统软
16、件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89S52单片机。在单片机内，软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。2.2元器件选择2.2.1显示模块选择因为测量温度后需要显示出来，让我知道测量环境参数是成功的，其实主要的备选方案无非是两种LCD显示技术和数码显示技术。方案一：选用LCD1
17、602作为显示模块。LCD1602可以显示32个字符，分两行显示，显示数字，显示能力强，占用单片机硬件资源开销和数码管相同，缺点就是相对于数码管来说比较昂贵，优点显示能力好。方案二：选用数码管作为显示模块。数码管有静态显示和动态显示两种方式，动态显示方式比较实用，而且数码管显示简单，容易操作，成本低，容易获得，硬件开销不大。但是无法完成显示汉字任务。实际上就本次任务来说，选用昂贵的LCD1602。2.2.2主控芯片的选择作为智能远近灯管切换的核心，控制器的选择很重要，即要可以完成我们设定的任务，又不能太过复杂，换句话说就是不要大材小用。方案一：采用DSP或者FPGA，ARM作为核心控制芯片。D
18、SP，FPGA或者ARM属于一类功能非常强的微型控制器，具有内部资源丰富，运算速度快等优点，适合更加复杂任务背景的控制任务，同时对于它的掌握也是比较难的，按照我们设计的任务需求，它有点“大材小用”。所以我们从任务需求方面考虑，否定这样的一个方案。方案二：选用51内核的单片机。51单片机可以说是一种应用十分广泛的单片机，内部资源合理，这些内部资源可以完成一定任务的控制任务，最重要的是它的操作简单，容易理解，适用于问题不复杂场合下的控制任务。从实用性角度和具体任务需求角度来说，我们选择了基于51内核的单片机作为我们的主控芯片。综上所述我们选用了具有51内核的单片机作为本次设计的主控芯片，它可以很好
19、的利用内部资源做完我们设定的任务。2.2.3电源模块的选择任何电子元器件工作都需要能量，从便携角度考虑，我们希望系统能够自身携带者电能装备，我们需要这一个稳压芯片可以提供持续的稳定的电压。常见的稳压芯片很多。我们给出两种备选方案。以LM7805为核心的稳压电源模块。LM7805具有输出电压值稳定，输出噪声小等优点，但是电源效率，电路功耗比较大，散发的热量大，容易烧坏等缺点，系统在测试时候需要的是长时间，因此这并不是最优的一个方案。以LM2596为核心的稳压电源模块。该芯片的效率比较高，功耗比较小，该芯片是一款低压差三端的稳压芯片。输出电压为+5V；输出电流最高达3A；我们利用它，可以给 5V
20、单片机电路系统以及其他的需要5V供电的传感器等。该芯片输入电压最大为30V，最小为6V；对工作环境温度要求不高，可在-40+125内正常工作；它内部含有基准稳压器（1.23V），固定频率振荡器（150KHZ），并且具有完善的保护电路：电流限制、热断电路等。该模块外围电路元器件少，搭建简单实用性好。但是该芯片有输出噪声比较大的缺点。作为本次设计，通过各方面对比，我们选用了LM7805芯片。第三章 系统硬件及软件设计3.1系统硬件设计3.1.1系统主控模块本设计采用的AT89S52单片机，它采用Atmel公司技术领先的高密度、非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容，是一种低
21、功耗、高性能CMOS八位微控制器4。它拥有灵巧的8位CPU和8K在系统可编程Flash存储器，在嵌入式控制系统中扮演重要角色。单片机集成度高、体积小、面向控制、功能强，是目前许多微控制系统的重要组成部分3。由于单片机内部功能强，系统扩展方便，加上国内外提供了多种多样的开发工具，他们有着强大的软硬件调试功能和辅助设置的手段，大大地缩短了系统研制的周期，像家庭防盗这种更新周期短的电子产品，选用价格便宜单片机作为控制核心能有效提高产品的性能和降低开发成本。以单片机作为微处理器的开发品使用寿命比较长、处理速度越来越快、低电压和低功耗的工作方式让它在微控制领域独占鳌头。本设计采用AT89S52单片机作为
22、系统的控制核心。该模块由晶振电路、按键与上电复位电路及其它外围电路组成，如图3-1所示。主要负责对传感器信号的实时采集和数据处理、键盘扫描输入、输入指令或数据控制1602液晶显示屏、控制现场声光报警、与GTM900-C模块进行实时通讯传输报警信息等。其中P0口加上拉电阻接1602液晶显示的数据输入端，单片机向P0口写二进制的数据或指令就能控制液晶的显示，使编程更方便，一般用于对液晶显示屏的读写操作；P1口用于连接4*4矩阵键盘，结合液晶显示，经键盘扫描程序按下按键显示相应的键值；串行通讯接口RXD作为数据的接收端与GTM900-C的UART_TXD0数据发送端连接，同样单片机的数据发送端TXD
23、与GTM900-C的UART_RXD0数据接收连接；P2.0、P2.1、P2.2分别与1602液晶显示芯片的RS、RW、E引脚连接，它们是液晶显示的使能端子，用于控制液晶的读写操作使能，单片机执行指令的速度要比液晶快很多，但对液晶的读写要严格按照液晶使能端的操作时序，因此要对使能端子进行操作才能准确显示，否则将出错。图3-1 单片机主控模块晶振及复位电路3.1.2热释电红外传感器简单介绍热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的
24、变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。如图3-2示为热释电红外传感器的内部电路框图。图3-2热释电红外传感器的内部电路框图PIR的原理特性：热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数制成的探测元件，在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。人体辐射的红外线中心波长为9.10um，而探测元件的波长灵敏度在0.2.20um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长
25、范围为7.10um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处理而输出电压信号。3.1.3热释电红外传感器原理本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图3-3所示, 在VCC电源端的C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输
26、出OUT为低电平。如图3-3所示。图3-3热释电红外传感器原理图3.1.4放大电路的设计如图6所示为最基本的放大电路，Vi是输入电压信号，Vo是输出放大的电压信号。如图3-4所示。图3-4放大电路图3.1.5时钟电路的设计XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us5。如图3-5所示。图
27、3-5时钟电路图3.1.6复位电路的设计复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后, 在RESET端给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作6。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图3-6所示图3-6复位电路图3.1.7发光二极管报警电路的设计由4个发光二极管接上电阻后连上单片的RXD的引脚，外接VCC，当单片机的RXD引脚处于低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用。如图3-7所示图3-7发光二极管报警电路图3.1.8声音报警电路的设计如下图所示，用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的
28、TXD引脚上，构成声音报警电路，如图示为声音报警电路。如图3-8所示图3-8声音报警电路图3.1.9电源电路模块除了价格合理、使用方便外，它还要有合适的供电电源。因此，对于系统的供电模块的设计也要合符家庭的需要，如图3-9所示是该报警系统的电源。由于GTM900-C模块与AT89S52单片机主控模块使用的电压相同，都是+5V，因此只需一种供电电压即可。变压器将220V的交流电降到12V，12V的电压经LM7805电源电路后电压在+5V左右，符合报警系统供电需要，保证系统能正常运行。该系统也可以使用3节5号干电池供电，断电时可作备用电源使用。本设计中用到1种电源，为+5V。如图所示，220V交流
29、电经变压器降压、桥式整流、电容滤波后由7805三端集成稳压管分别得到.+5V电压，为整个系统供电。如图3-9所示。图3-9电源电路图 3.1.10 液晶显示模块本设计采用1602液晶作为报警器工作状态的显示或辅助键盘输入设置，如图3-10所示是液晶实物图。报警系统在开机后显示“WELCOME”字样，过一段时间后显示“SETTING MUNBER”提示用户设置需要报警发送的目标号码，如果不需要设置可以按“确认”按键跳过设置。单片机开始检查传感器模块的信号，如果现场情况正常液晶显示“NORMAL”如果检测到异常则根据情况显示相应异常情况状态，直到一段时间后恢复正常状态时显示的内容。图3-10 16
30、02液晶实物图1602液晶的数据传输接口接在单片机的P0口，电路原理图如图3-11所示。在单片机内部，P0口没有上拉电阻，属于漏极开路输出，需要接上电阻才有高电平输出7。正常工作下，P0口输出为CMOS电平，高电平2.4V，低电平=2.0V，低电平=0.8V。1602液晶显示工作在正常工作时电流为2mA，取P0输出高电平最低2.4V，则可得到上拉电阻的压降为2.4V左右，在不考虑漏极电流（10uA）的情况下，上拉电阻阻值R=2.4/0.002=1200欧姆，这是液晶能正常显示上拉电阻最大值。过大则电压不能拉高到5V，过少则导致液晶功耗过大。目前市场上的字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯
31、片的控制原理是完全相同的，因此，基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于大部分的字符型液晶。1602液晶内含复位电路，提供各种控制命令，如清屏、字符闪烁。光标闪烁、显示等多种功能。如图3-11所示是液晶模块与单片机连接的电路图。图3-11 1602液晶显示电路1602液晶只能显示字母、数字、符号等字符，它有若干个5*7点阵字符位组成，每个点阵字符为都可以显示一个字符。字符之间有一定字符间距和行间距，它不能显示中文和显示图形。液晶的内容为16*2，即可以显示两行，每行16个字符。让液晶显示正常显示，必须了解液晶各种指令的时序，结合电路图，便可以写出让液晶显示各种字符的程序。要注意的是液晶
32、上面的点阵都有自身的地址，要想在该地址上显示需要显示的字符就必须通过写指令将光标指向该地址，然后用写指令将要显示的字符写入。在1602液晶显示模块的内部有个字符发生存储器（CGROM），它存储了液晶显示能正常显示的160个不同的点阵字符图形，每个字符都有固定的代码，要在液晶上显示字符，则通过P0口用写数据指令写入相应的字符代码即可。3.1.11 4*4矩阵键盘输入4*4矩阵键盘用来输入发送报警信息的目标号码，通过键盘扫描程序将按下的按键显示在液晶上，按“确定”按键完成号码的输入。按键作为用户与报警器“沟通”的桥梁，起到产品要面向用户，是报警器商品化的重要部分。根据其他需要可设定更多功能，让报警
33、器更趋于完美。4*4矩阵键盘电路如图3-12所示，单片机的P1口8个引脚刚好分别与每行每列键盘相连，键盘扫描时，首先将第一行拉低，即P1.0=0。然后再次读取P1的值，如果检测到对应的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7被拉低，说明键值该被按下，例如，检测到P1.4被拉低了，则S0被按下，最后调用键值的液晶数据写入程序，把数值显示到液晶上。图3-12 矩阵键盘电路表3-1是液晶显示的键值对照表，按数字键键值能在1602液晶显示上显示，“左移”是液晶光标左移一位；“右移”则光标右移一位；“删除”键将上一个字符删除，即将光标左移后向液晶写空白字符在将光标左移；按“确定”键后会单片机读取液晶显示第
34、二行起始地址后的11位数据，即电话号码。表3-1键盘对应键值表123左移456右移7890设置删除确定跳过 图3-13电路图图3-14显示模块电路图图3-15电源模块电路图天津大学网络教育学院本科毕业设计（论文）3.2系统软件设计3.2.1 主程序工作流程图主程序的流程图如图4-1所示。首先对单片机与其它各个模块的初始化，让硬件都处于工作就绪状态。随后，液晶显示提示用户需要设置的发送报警信息的目标号码，可以按“确定”键跳过设置。设置号码成功后单片机开始对各个传感器信号进行采集或等待中断产生。系统初始化声光报警结束检测外部有无信号输入声光报警是否持续10秒开始启动声光报警电路开始报警是否还有检测
35、信号等待下次报警结束YNNYYN图4-1 主程序工作流程图3.2.2 中断服务程序工作流程图本主程序实现的功能是：当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动声光报警电路开始报警，报警持续10秒钟后自动停止报警,然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止的声光报警的作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图4-2所示；中断源中断申请关中断、保护现场INTO端有输入信号关闭报警恢复现场、开中断中断返回图4-2 中断服务程
36、序工作流程图3.2.3主程序ORG 0000HAJMP MAIN；转向主程序ORG 000BH；定时器T0中断入口LJMP BJ：转向中断服务程序ORG 0030HMAIN: MOV SP,#50H；设置堆栈栈底MOVR1, #0AH；设置循环计数器初值MOVT0, #O1H；设置T0为定时方式1MOVTHO, #3CH；设置定时100ms初值MOVTL0, #0B0HSETBEA；CPU断开SETBET0JS: MOVA, P3；监视是否有人闯入CJNEA, #OOH , LPAJMPJSLP:SETBTR0；启动T0定时100msSJMP $；等待定时100ms完成中断服务程序ORG006
37、0HBJ:PUSHAcc；现场保护PUSHPSWMOVTL0，#0B0HDJNZR1，FH；1S未到MOVR1,#0AH ；重新设计数器初值CPLP3.7 ；P3.7口取反FH:POPPSW；恢复现场POPAccRETI；中断返回END3.2.4软件仿真本设计通过利用Proteus仿真，将所编写的程序用Keil软件编译，所仿真原理图见图所示。（由于在proteus软件中没有专门用作红外线发射与接收的器件，所以在仿真电路图中以开关代替红外器件，其原理和效果是一致的）。在接收到开关S1带来的低电平信号，可使图中的绿灯由亮变暗，红灯产生报警，可观察到红灯亮一直亮产生报警信号。并且报警喇叭一直响，持续
38、10秒后红灯灭，喇叭停止报警，电源指示灯绿灯亮。在报警过程中，外部中断开关S2可使警报解除。图5-1报警电路第四章 防盗报警器的误报及解决方法4.1 系统设计不当引起的误报警及解决方法设备选择是系统设计的关键，而报警器材种类繁多，又各有自己的特点、适用范围和局限性，选用不当就会引起误报警。例如，靠近近震源(飞机场、铁路旁)选用震动探测器就很容易引起系统的误报警；在蝙蝠经常出没的地方选用超声波探测器亦使系统误报警，这是因为蝙蝠发出超声波的缘故，因此，要减少由于器材选择不当引起的误报警，系统设计人员要十分熟悉各种报警器材的原理、特点、适用范围和局限性。同时还必须掌握现场环境情况、气候情况、电磁场强
39、度以及照度变化等，以便因地制宜选择报警器材。除设备器材选择之外，系统设计不当还表现在设备器材安装位置、安装角度、防护措施以及系统布线等方面。例如：将被动红外入侵探测器对着空调、换气扇安装时，将会引起系统的误报警；室外用主动红外探测器如果不作适当的遮阳防护(有遮阳罩的最好也作防护)，势必会引起系统的误报警；报警线路与动力线、照明线等强电线路间距小于1.5m时，而未加防电磁干扰措施，系统亦将产生误报警。4.2 施工不当引起的误报警及解决方法这部分问题主要表现在以下方面： 没有严格按设计要求施工，设备安装不牢固或倾角不合适，焊点有虚焊、毛刺现象，或是屏蔽措施不得当，设备的灵敏度调整不佳，施工用检测设
40、备不符合计量要求。解决上述问题的办法是加强施工过程的监督与管理，尽快实行安防工程监理制，这很有利于提高工程质量，减少由于施工环节造成的误报警。4.3用户使用不当引起的误报警及解决方法由于用户使用不当常常会引起报警系统的误报警。例如：未关好装有门磁开关的窗户，夜间被风吹开；工作人员误入警戒区；不小心触发了紧急报警装置；系统值机人员误操作；未注意工作程序的改变等都是导致系统误报警的原因。对用户使用不当进行分析，弄清错误所在，提高使用者的水平，可以大大降低报警系统的误报警次数。4.4环境噪扰引起的误报警及解决方法由于环境噪扰引起的误报警是指报警系统在正常工作状态下产生的，从原理上讲是不可避免的，而事
41、实又是不需要的，属于误报警。例如：热气流引起被动红外入侵探测器的误报警；高频声响引起玻璃破碎探测器的误报警；超声引起超声波探测器的误报警等。减少此类误报警较为有效的措施就是采用双探测器(两种不同原理的探测器同时探测到“目标”，报警器才发出报警信号)总结经过几个月的努力，从当初的系统图纸到今天的具体实现，我成功了！此次所做的家庭防盗监控系统和一般的监控系统相比，有其自身的优势：由于本系统结构简单，同时是利用人眼不可见的红外光束组成监控区域，所以具有极强的保密性和可靠性。由此可以总结，红外监控防盗系统技术先进，结构简单，安装方便，安全节能，可及时自动的发现和判断被测范围内是否有被测目标出现。我还将
42、对实用过程中的多点监控作为我进一步的测试和研究的方向。回顾自己的毕业设计制作过程，心中一阵感慨，有失落，有兴奋，有喜悦，有苦恼，但我觉得它值得我这样去做，因为它不仅让有了一次实践的机会，让我学会怎样去面对制作过程中遇到的困难，怎么去解决，让我学会了思考，让我隐隐约约记忆起以前学过的知识，原来不知道学了有什么用的枯燥电路原理，现在让我在实际应用中觉得少学了好多东西，心中无限后悔。但这次毕业设计给我的感受是很真、很纯的感受，亲身体会其制作的艰难路程，这不仅加深了我以前因为种种迷惑不知道的电路知识的认识，而且为我将来的人生也奠定了基础，相信通过以后的学习锻炼,理论结合实践，为社会作贡献。参考文献1
43、张毅, 毛晓波. 基于GSM的家庭安全防护系统J电子设计工程,2012(2):20-21.2 高玉芹. 单片机原理与应用级C51编程技术.北京：机械工业出社,2011:152-160.3 顾德英. 计算机控制技术J北京：北京邮电大学出版社，2007(03).4 王幸之. AT89系列单片机原理与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，2004:40-50.5 喻魁兰，金可音，毛源泽. 基于MMS的即时报警系统设计J单片机与嵌入式系统应用，2012,2:50-53.6 张东. 基于GPRS的远程监控安防系统设计.计算机与数字工程，2011(5):5-20.7 赵丽清. 51单片机开发与应用J山东
44、：中国石油大学出版社，2009:23-30.8 李高平. 一种基于USB接口的IPC远程控制模块开发J科技资讯，2010.5:10-25.9 兰林俊. 基于GPRS的远程家庭防盗监控系统设计.计算机安全，2008(3).10 J. Tsado, O.C. Goodluck, O. Imoru and M.T. Saba.An Electrical Energy Consumer Load Monitoring and Control System Through SMS Based.Maxwell science，2012(5).11 张万里. 基于单线接入红外感应电路的设计J大众科技，201
45、1(4):10-20.12 黄欣荣. 基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统的设计, 中国新通信, 2010(9).致 谢通过这次毕业设计，我不仅学到了很多新的电路设计知识，扩大了自己的知识面，而且学到了如何将理论知识与实际应用相结合。这将是我以后学习工作的最宝贵一笔财富，终身受益。在设计过程中，难免会有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及朋友的支持，我想这个设计不会完成的这么顺利。在我设计的每个阶段从查阅资料到设计方案的确定和修改，老师和同学们都给了我很大的帮助。首先感谢这次设计的指导教师老师，老师渊博的知识，认真负责的工作作风，平易近人的态度让我受益匪浅，严谨的治学态度以及给我的详细的修改意见都让我有很大的收获，她教给我买的不仅是知识还有待人处事的积极态度，在此，向老师表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意。最后，再一次的感谢老师，使我能够顺利的完成设计，谢谢!26