红外防盗报警电路的设计与实现【字数：10975】
摘 要随着《中国制造2025》计划的出台，智能化电子设备越来越对人们的生活产生积极作用，热释电红外技术在工业及生产生活领域中应用不断扩大。本文基于STC89C52RC单片机设计了以热释电红外技术为核心的红外防盗报警系统。设计采用硬件系统与软件系统相结合的方案，通过按键或者无线遥控控制，实现对防盗报警智能化控制。系统是通过热释电红外模块来自动判断是否有入侵者闯入，当有入侵者闯入时，启动声光报警系统，并向用户手机发送报警信息。经过多次对软硬件的联调和测试，得出该系统的最大监测半径可以达到5米。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外发展趋势及研究现状 1
1.3 本文主要工作 2
第二章 红外防盗系统方案设计 3
2.1 系统设计的总体要求 3
2.2 系统设计方案 3
2.3 系统模块简介 4
2.3.1 热释电红外传感器模块 4
2.3.2无线遥控模块 6
2.3.3 GSM短信发送模块 6
2.3.4 供电模块选择 7
2.4 本章小结 7
第三章 红外防盗系统硬件设计 8
3.1 硬件总体设计 8
3.1.1系统框图 8
3.1.2元件清单 8
3.2主控系统模块 9
3.2.1单片机系统简介 9
3.2.2单片机引脚简介 10
3.3电源及系统电源状态显示电路 11
3.4单片机最小系统电路 12
3.4.1复位电路 12
3.4.2 晶振电路 13
3.5按键及状态显示电路 14
3.6热释电红外模块 15
3.7 无线遥控模块 16
3.8 GSM短信模块 17
3.9 声光报警电路 18
3.10 硬件可靠性分析 19
3.11 本章小结 19
第四章 红外防盗系统软件设计 20
4.1软件设计概述 20
4.2软件模块的初始化 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
20
4.3 热释电红外模块及计时函数设计 22
4.4 GSM短信模块设计 24
4.5 按键模块设计 28
4.6 主函数模块设计 29
4.7 本章小结 30
第五章 系统调试与分析 31
5.1系统硬件安装 31
5.2系统软件调试 31
5.3程序的烧写 31
5.4设计结果分析 32
5.5 本章小结 33
第六章 总结与展望 34
6.1 总结 34
6.2 展望 34
结束语 35
致 谢 36
参考文献 37
附录A 电路原理图 38
附录B 实物图 39
附录C 程序清单 40
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着计算机技术和互联网技术的发展，人们生活水平大幅提高。对于传统的防盗设施已经不能满足对自身安全的要求。热释电红外传感器作为传感器领域的一个重要技术分支，在科研、工业生产等多个领域的重要性日益增长。在工业生产领域，性能良好的传感器可以快速处理温度变化获取精确的参数，极大的减少工程误差，使工业化蓬勃发展。并且特别在19世纪70年代，由微型计算机引起的一场技术革命彻底将人类社会推向了信息化的时代，随着微型计算机技术发展，各领域的自动化程度越来越高。[1]红外防盗报警电路就结合了两者的特点，不仅避免了传统式的防盗设备笨重的、缺乏智能化的特点，实现了高可靠性、高精度、高及时性的特点。
1.2 国内外发展趋势及研究现状
总的来说，国外的红外防盗技术已具有相当规模，并十分成熟。[2]ITI成立于1981年，是当今世界上一个非常知名的无线警报公司，占据着北美90%以上的无线警报器的市场份额。我国质量检验中心已对ITI公司的无线火灾报警器颁发合格证书。[3]其他知名公司，如博世、艾丽丝富士康和霍尼韦尔，也开发了使用无线或有线形式实现报警功能的优秀产品。西门子在德国推出的新型安全预防系统也是世界安全领域专家的典范。[4]国内这类报警器产品的开发时间很短，主要集中在2004年初。与国外相比，国内的传感器水平受限于红外探测范围不宽，不具备高可靠性。当前普通市民家中仅仅使用最传统防盗门和防盗窗之类的防盗设施，对比发达国家而言，因为居民对这种制度的接受程度很低，所以在普及率上确实有巨大的差别。国内市场存在许多商家打着防火防盗的擦边球，然而值得一提的是我国并没有对新型的报警系统产生行之成文的行业规范。目前，国内外对红外防盗报警系统[5]的定义还没有达成共识，具体表现在各种定义上。美国M.D.Zisman 教授定义防火防盗报警系统是一种组合了计算机技术、通讯技术、系统科学形成的一项综合技术。[6]而国内业界通常认为这个定义存在偏差。[7]国外厂商在技术和资金上的优势显而易见，从而抢占了国内的厂商的市场份额，掣肘了国内高新技术的发展。
在 2015 年，我国提出的《中国制造 2025》对制造业指明了发展方向。在计划中提出的智能制造的概念，随着“无人工厂”的发展，传统防盗已经无法满足安全防盗的需要，红外防盗系统更加贴合现今的需要，成为其中不可或缺的部分。
1.3 本文主要工作
本文共分六章，内容如下：
(1)第1章：分析本设计的研究背景和意义。分析比较国内外研究现状，介绍本文本文主要工作和章节安排；
(2)第2章：红外防盗系统方案设计：先提出具体技术指标，并根据指标要求来分析各个模块的不同设计方案的可行性对比，明确系统的总体设计方案；
(3)第3章：红外防盗系统硬件设计：首先介绍本设计需要的硬件设计思路，再结合总体设计方案和具体参数指标，分别对系统电源模块、热释电红外检测模块、单片机模块、GSM短信模块、无线遥控模块、声光报警模块，这7个子模块的电路设计进行介绍，并阐明硬件可靠性的设计的方法；
(4)第4章：红外防盗系统软件设计:先介绍系统软件的总框架和设计思想，将系统软件划分为多个子模块来进行设计，包括延时函数设置、热释电红外模块及计时函数设计、GSM短信模块设计、按键模块设计、主函数模块设计；
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外发展趋势及研究现状 1
1.3 本文主要工作 2
第二章 红外防盗系统方案设计 3
2.1 系统设计的总体要求 3
2.2 系统设计方案 3
2.3 系统模块简介 4
2.3.1 热释电红外传感器模块 4
2.3.2无线遥控模块 6
2.3.3 GSM短信发送模块 6
2.3.4 供电模块选择 7
2.4 本章小结 7
第三章 红外防盗系统硬件设计 8
3.1 硬件总体设计 8
3.1.1系统框图 8
3.1.2元件清单 8
3.2主控系统模块 9
3.2.1单片机系统简介 9
3.2.2单片机引脚简介 10
3.3电源及系统电源状态显示电路 11
3.4单片机最小系统电路 12
3.4.1复位电路 12
3.4.2 晶振电路 13
3.5按键及状态显示电路 14
3.6热释电红外模块 15
3.7 无线遥控模块 16
3.8 GSM短信模块 17
3.9 声光报警电路 18
3.10 硬件可靠性分析 19
3.11 本章小结 19
第四章 红外防盗系统软件设计 20
4.1软件设计概述 20
4.2软件模块的初始化 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
20
4.3 热释电红外模块及计时函数设计 22
4.4 GSM短信模块设计 24
4.5 按键模块设计 28
4.6 主函数模块设计 29
4.7 本章小结 30
第五章 系统调试与分析 31
5.1系统硬件安装 31
5.2系统软件调试 31
5.3程序的烧写 31
5.4设计结果分析 32
5.5 本章小结 33
第六章 总结与展望 34
6.1 总结 34
6.2 展望 34
结束语 35
致 谢 36
参考文献 37
附录A 电路原理图 38
附录B 实物图 39
附录C 程序清单 40
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着计算机技术和互联网技术的发展，人们生活水平大幅提高。对于传统的防盗设施已经不能满足对自身安全的要求。热释电红外传感器作为传感器领域的一个重要技术分支，在科研、工业生产等多个领域的重要性日益增长。在工业生产领域，性能良好的传感器可以快速处理温度变化获取精确的参数，极大的减少工程误差，使工业化蓬勃发展。并且特别在19世纪70年代，由微型计算机引起的一场技术革命彻底将人类社会推向了信息化的时代，随着微型计算机技术发展，各领域的自动化程度越来越高。[1]红外防盗报警电路就结合了两者的特点，不仅避免了传统式的防盗设备笨重的、缺乏智能化的特点，实现了高可靠性、高精度、高及时性的特点。
1.2 国内外发展趋势及研究现状
总的来说，国外的红外防盗技术已具有相当规模，并十分成熟。[2]ITI成立于1981年，是当今世界上一个非常知名的无线警报公司，占据着北美90%以上的无线警报器的市场份额。我国质量检验中心已对ITI公司的无线火灾报警器颁发合格证书。[3]其他知名公司，如博世、艾丽丝富士康和霍尼韦尔，也开发了使用无线或有线形式实现报警功能的优秀产品。西门子在德国推出的新型安全预防系统也是世界安全领域专家的典范。[4]国内这类报警器产品的开发时间很短，主要集中在2004年初。与国外相比，国内的传感器水平受限于红外探测范围不宽，不具备高可靠性。当前普通市民家中仅仅使用最传统防盗门和防盗窗之类的防盗设施，对比发达国家而言，因为居民对这种制度的接受程度很低，所以在普及率上确实有巨大的差别。国内市场存在许多商家打着防火防盗的擦边球，然而值得一提的是我国并没有对新型的报警系统产生行之成文的行业规范。目前，国内外对红外防盗报警系统[5]的定义还没有达成共识，具体表现在各种定义上。美国M.D.Zisman 教授定义防火防盗报警系统是一种组合了计算机技术、通讯技术、系统科学形成的一项综合技术。[6]而国内业界通常认为这个定义存在偏差。[7]国外厂商在技术和资金上的优势显而易见，从而抢占了国内的厂商的市场份额，掣肘了国内高新技术的发展。
在 2015 年，我国提出的《中国制造 2025》对制造业指明了发展方向。在计划中提出的智能制造的概念，随着“无人工厂”的发展，传统防盗已经无法满足安全防盗的需要，红外防盗系统更加贴合现今的需要，成为其中不可或缺的部分。
1.3 本文主要工作
本文共分六章，内容如下：
(1)第1章：分析本设计的研究背景和意义。分析比较国内外研究现状，介绍本文本文主要工作和章节安排；
(2)第2章：红外防盗系统方案设计：先提出具体技术指标，并根据指标要求来分析各个模块的不同设计方案的可行性对比，明确系统的总体设计方案；
(3)第3章：红外防盗系统硬件设计：首先介绍本设计需要的硬件设计思路，再结合总体设计方案和具体参数指标，分别对系统电源模块、热释电红外检测模块、单片机模块、GSM短信模块、无线遥控模块、声光报警模块，这7个子模块的电路设计进行介绍，并阐明硬件可靠性的设计的方法；
(4)第4章：红外防盗系统软件设计:先介绍系统软件的总框架和设计思想，将系统软件划分为多个子模块来进行设计，包括延时函数设置、热释电红外模块及计时函数设计、GSM短信模块设计、按键模块设计、主函数模块设计；
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