单片机的无线防盗报警系统设计
单片机的无线防盗报警系统设计
龙光利
陕西理工
信息工程系
中国,杭州
lglII00VIIIVIII@I.VIIII.com
摘要
为了对盗窃,抢劫等事故进行有效的监测和预警,统I.使用了ATVIIIIXCVI.单片机控制技术和红外探测技术,这是I.种已经被设计出来的无线防盗报警技术,它包括硬件和软件两部分,硬件部分主要由红外传感器,发送核接收模块,单片机,声光报警等组成;软件部分包括主程序和音乐子程序.用C语言或汇编语言编写源程序,再用keilCVI.平台进行调试的翻译后,下载到单片机ATVIIIIXCVI.芯片,这种单片机和其他元器件根据设计电路焊接在PCB板上.通电,闭合循环
控制开关,当有人闯入红外发射区域时,触发声光报警,表明满足了设计要求.
关键字:红外传感器;发射;接收;单片机;报警
I.前言
随着时代的不断进步,人们对环境安全提出了I.个更高的要求,特别是在生活安全方面,要时常地去注意那些不速之客.现在许多小区已经安装了智能报警系统,从而提高了小区内的安全程度.因为红外线是I.种黑色的光,具有很强的保密和安全性,而且采用无线发射和接收,不需要独立的线路,因此在安全装置的使用方面有很大的优势.
II硬件系统的设计
无线防盗系统图是以单片机为基础,如图I.所示.该系统包括红外传感器.发射模块.接收模块.单片机.声光警告等.
图I.单片机的无线防盗报警图
红外传感器的主要装置是由热释电红外传感器REII00B.热释电红外开关BISS000I.和I.些外部基本设备连接而成.
热释电效应和压电效应相类似,它是指晶面带电现象所造成的温度变化.热释电传感器是对温度敏感的传感 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
器.它是由陶瓷氧化物或压电晶体两部分组成,当传感器的监测范围变化时,温度T变化,热释电效应将使两个电极带有电荷Q,即在电极之间产生微弱电压.因为场效应管中有I.个传感器在进行阻抗变换,所以它的输出阻抗非常高.热释电效应产生的带电量Q将被空气的离子中和而消失,即当环境温度稳定不变时,那么传感器将起作用.当人体进入检测区域时,因为人类体温和环境温度的差异,产生温差T,然后输出T;如果人体进入检测区域后I.动不动,然后温度也没有变化,该传感器不具有输出功率.因此这种传感器可以检测人体或动物的活动.实验证明,传感器在不添加光学镜头(又称菲涅尔透镜)时,其检测距离小于II米,但加上光学透镜,其检测距离可能大于VII米.
REII00B是双元热释电红外传感器,它使用了热释电材料极化随温度变化的特性.红外辐射采用了双敏感的方法来抑制扰动产生的温度变化,它提高了传感器的工作的稳定性.BISS00I.是I.个有高性能的传感信号处理集成电路,它主要配以热释电红外传感器和I.些外部连接设备构成被动形式热释电红外开关,当有人进入感应范围.红外传感器输出高电平.当人离开感应范围后,自动延时并关闭高电平.输出的低水平.
发射模块主要是由代码模块PTIIIIVIII和无线发射芯片FSI.000A组成.编码芯片PTIIIIVIII对红外传感器的序号进行编码,通过按键PTIIIIVIII发送的是红外传感器的编码信号,通过无线发射模块FSI.000A把编码信号发射后,其编码信号用地址,数据编码,同步代码构成I.个完整的标志.FSI.000A发射模块按照ASK来调制,当数据信号停止发射,电流减少到零,降低功率损耗,数据信号和DF输入端的发射模块可以用电阻或直接连接,但不能使用电容耦合,否则DF发射模块将不能正常工作.数据级应接近DF数据模块的实际工作电压,以得到较高的调制效果.
接收模块主要通过无线接收模块PC-RHVA和解码芯片PTIIIIVIIII构成.把I.IV管脚的解码芯片PTIIIIVIIII和接收模块的输出数据正确地连接起来,如果地址匹配将接收信号并通过该模块送入解码芯片PTIIIIVIIII.解码芯片的地址要与传输电路PTIIIIVIII的地址I.致,以实现总量控制的目的.
单片机ATVIIIIXCVI.芯片根据最小系统连接,只用芯片内部IVKROM,把ATVIIIIXCVI.单片机的IIII.个管脚固定就能实现高性能.为了加强单片机复位电路的抗干扰能力,可把开关和电解电容并联控制整个报警电路的置换.外部时钟电路连接I.IIMHZ的晶体振荡器.采用单片机P0.0与绿色发光II极管相连,以提供电源.
对于声光报警电路,可用单片机的P0.V口与红色发光II极管相连,PIII.V口与蜂鸣器的阴极相连,当红外传感器没有感应信号时,灯不亮,蜂鸣器不工作.当红外传感器产生信号,而且警告工作标志开关闭合时,红色的灯管亮,蜂鸣器发出声音(声音通过单片机编程),从而达到声光报警.
III系统软件的设计
系统软件包括主程序和音乐子程序.主程序流程图如图II所示:
图II单片机的主程序流程图
音乐子程序流程图如图III所示:
图III音乐子程序流程图
首先进行初始化系统,根据硬件电路的连接,为单片机设置相应的高电平,满足当系统正常时不对进行警告,然后不断进行判断与循环程序看看警戒控制总开关是否关闭,如果不关闭继续判断 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
,如果关闭开关指示灯亮,同时再进行I.次循环判断,看看是否确实有人介入保护区域,假如没有人侵入,回来继续判断,如果有人介入,就进行声光警告.
取音乐中的第I.个符号,从第I.个符号开始逐个进行判断.第I.次判断:是否是终止符号,当遇到终止符号时延迟I.秒,再从音乐的第I.个符号开始;如果没有遇到终止符号就进行第II次判断:是否接收余下的符号,如果接收就延迟0.I.秒,继续取下I.个符号;如果不接收余下的符号,就记下这个符号并计算出固定时间长度,开启计时器T0,通过中断控制时间,从而发出音乐,同时警告灯闪烁;经过固定时间,关闭中断.音乐停止.警告灯熄灭.
IV实验结果
根据程序流程图用C语言或汇编语言编译主程序和音乐子程序,用KeilcVI.环境进行调试,将调试好程序用单片机ATVIIIIXCVI.进行固化.根据要求把红外传感器,发射模块.接收模块.单片机.声光报警电路焊接在PCB板上,接通电源,绿色电源指示灯亮,表示电源工作正常;当关闭警戒控制开关时,报警电路不工作,因此,当有些人介入红外发射区域时,亦不会有警告,当打开警戒控制开关时,微弱的指示灯将变亮,表明报警电路工作,当这个时候有人闯入红外发射区,将触发声光报警,即蜂鸣器发出音乐,红色发光II极管闪烁.控制总开关的功能,使得红外防盗系统的使用更方便,当主人想要迎接客人,可独立关闭总开关,客人走进保卫区域时不报警;当主人想防盗,就打开警戒控制总开关,当有不速之客进入保卫区域时,触发声光报警.
V结论
利用单片机和无线通信技术,可实现无线报警,在无线传感器和单片机之间采用ASK调制和解调,通过发出灵敏的红外线进行检测,且安装隐蔽,整个系统不需要单独布线,适合建立在通信链路不便的城市家庭和偏远地区,因此,它应该有很好的应用前景.
VI参考文献
[I.]丁丽颖.热释放红外传感器的原理及应用.仪表,分析,监测.
I.VIII卷:I.V-I.VI.II00II.I.II
[II]曾兴雯,刘乃安,建陈.高频电子线路.第II版北京:高等教育出版社,
II00IX.
[III]李建中.单片机原理和应用.第II版.西安:西安电子科技大学出版社,II00VIII.
[IV]李坤,朱修鑫,赵连英.微控通信模块QIIIV0VIB的外围电路和控制软件设
计.电子测量技术.IIIX卷:IXV-IXVII.II00VI.VIII
[V]郑姜武.单片机控制红外防盗报警器.电子实践.I.VIII:IIVI-IIVIII.II00VI.I.II
[VI]樊昌信,曹丽娜.通信原理.第VI版.北京:国防工业出版社,II00VI.
附件II:外文原文(复印件)
龙光利
陕西理工
信息工程系
中国,杭州
lglII00VIIIVIII@I.VIIII.com
摘要
为了对盗窃,抢劫等事故进行有效的监测和预警,统I.使用了ATVIIIIXCVI.单片机控制技术和红外探测技术,这是I.种已经被设计出来的无线防盗报警技术,它包括硬件和软件两部分,硬件部分主要由红外传感器,发送核接收模块,单片机,声光报警等组成;软件部分包括主程序和音乐子程序.用C语言或汇编语言编写源程序,再用keilCVI.平台进行调试的翻译后,下载到单片机ATVIIIIXCVI.芯片,这种单片机和其他元器件根据设计电路焊接在PCB板上.通电,闭合循环
控制开关,当有人闯入红外发射区域时,触发声光报警,表明满足了设计要求.
关键字:红外传感器;发射;接收;单片机;报警
I.前言
随着时代的不断进步,人们对环境安全提出了I.个更高的要求,特别是在生活安全方面,要时常地去注意那些不速之客.现在许多小区已经安装了智能报警系统,从而提高了小区内的安全程度.因为红外线是I.种黑色的光,具有很强的保密和安全性,而且采用无线发射和接收,不需要独立的线路,因此在安全装置的使用方面有很大的优势.
II硬件系统的设计
无线防盗系统图是以单片机为基础,如图I.所示.该系统包括红外传感器.发射模块.接收模块.单片机.声光警告等.
图I.单片机的无线防盗报警图
红外传感器的主要装置是由热释电红外传感器REII00B.热释电红外开关BISS000I.和I.些外部基本设备连接而成.
热释电效应和压电效应相类似,它是指晶面带电现象所造成的温度变化.热释电传感器是对温度敏感的传感 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
器.它是由陶瓷氧化物或压电晶体两部分组成,当传感器的监测范围变化时,温度T变化,热释电效应将使两个电极带有电荷Q,即在电极之间产生微弱电压.因为场效应管中有I.个传感器在进行阻抗变换,所以它的输出阻抗非常高.热释电效应产生的带电量Q将被空气的离子中和而消失,即当环境温度稳定不变时,那么传感器将起作用.当人体进入检测区域时,因为人类体温和环境温度的差异,产生温差T,然后输出T;如果人体进入检测区域后I.动不动,然后温度也没有变化,该传感器不具有输出功率.因此这种传感器可以检测人体或动物的活动.实验证明,传感器在不添加光学镜头(又称菲涅尔透镜)时,其检测距离小于II米,但加上光学透镜,其检测距离可能大于VII米.
REII00B是双元热释电红外传感器,它使用了热释电材料极化随温度变化的特性.红外辐射采用了双敏感的方法来抑制扰动产生的温度变化,它提高了传感器的工作的稳定性.BISS00I.是I.个有高性能的传感信号处理集成电路,它主要配以热释电红外传感器和I.些外部连接设备构成被动形式热释电红外开关,当有人进入感应范围.红外传感器输出高电平.当人离开感应范围后,自动延时并关闭高电平.输出的低水平.
发射模块主要是由代码模块PTIIIIVIII和无线发射芯片FSI.000A组成.编码芯片PTIIIIVIII对红外传感器的序号进行编码,通过按键PTIIIIVIII发送的是红外传感器的编码信号,通过无线发射模块FSI.000A把编码信号发射后,其编码信号用地址,数据编码,同步代码构成I.个完整的标志.FSI.000A发射模块按照ASK来调制,当数据信号停止发射,电流减少到零,降低功率损耗,数据信号和DF输入端的发射模块可以用电阻或直接连接,但不能使用电容耦合,否则DF发射模块将不能正常工作.数据级应接近DF数据模块的实际工作电压,以得到较高的调制效果.
接收模块主要通过无线接收模块PC-RHVA和解码芯片PTIIIIVIIII构成.把I.IV管脚的解码芯片PTIIIIVIIII和接收模块的输出数据正确地连接起来,如果地址匹配将接收信号并通过该模块送入解码芯片PTIIIIVIIII.解码芯片的地址要与传输电路PTIIIIVIII的地址I.致,以实现总量控制的目的.
单片机ATVIIIIXCVI.芯片根据最小系统连接,只用芯片内部IVKROM,把ATVIIIIXCVI.单片机的IIII.个管脚固定就能实现高性能.为了加强单片机复位电路的抗干扰能力,可把开关和电解电容并联控制整个报警电路的置换.外部时钟电路连接I.IIMHZ的晶体振荡器.采用单片机P0.0与绿色发光II极管相连,以提供电源.
对于声光报警电路,可用单片机的P0.V口与红色发光II极管相连,PIII.V口与蜂鸣器的阴极相连,当红外传感器没有感应信号时,灯不亮,蜂鸣器不工作.当红外传感器产生信号,而且警告工作标志开关闭合时,红色的灯管亮,蜂鸣器发出声音(声音通过单片机编程),从而达到声光报警.
III系统软件的设计
系统软件包括主程序和音乐子程序.主程序流程图如图II所示:
图II单片机的主程序流程图
音乐子程序流程图如图III所示:
图III音乐子程序流程图
首先进行初始化系统,根据硬件电路的连接,为单片机设置相应的高电平,满足当系统正常时不对进行警告,然后不断进行判断与循环程序看看警戒控制总开关是否关闭,如果不关闭继续判断 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
,如果关闭开关指示灯亮,同时再进行I.次循环判断,看看是否确实有人介入保护区域,假如没有人侵入,回来继续判断,如果有人介入,就进行声光警告.
取音乐中的第I.个符号,从第I.个符号开始逐个进行判断.第I.次判断:是否是终止符号,当遇到终止符号时延迟I.秒,再从音乐的第I.个符号开始;如果没有遇到终止符号就进行第II次判断:是否接收余下的符号,如果接收就延迟0.I.秒,继续取下I.个符号;如果不接收余下的符号,就记下这个符号并计算出固定时间长度,开启计时器T0,通过中断控制时间,从而发出音乐,同时警告灯闪烁;经过固定时间,关闭中断.音乐停止.警告灯熄灭.
IV实验结果
根据程序流程图用C语言或汇编语言编译主程序和音乐子程序,用KeilcVI.环境进行调试,将调试好程序用单片机ATVIIIIXCVI.进行固化.根据要求把红外传感器,发射模块.接收模块.单片机.声光报警电路焊接在PCB板上,接通电源,绿色电源指示灯亮,表示电源工作正常;当关闭警戒控制开关时,报警电路不工作,因此,当有些人介入红外发射区域时,亦不会有警告,当打开警戒控制开关时,微弱的指示灯将变亮,表明报警电路工作,当这个时候有人闯入红外发射区,将触发声光报警,即蜂鸣器发出音乐,红色发光II极管闪烁.控制总开关的功能,使得红外防盗系统的使用更方便,当主人想要迎接客人,可独立关闭总开关,客人走进保卫区域时不报警;当主人想防盗,就打开警戒控制总开关,当有不速之客进入保卫区域时,触发声光报警.
V结论
利用单片机和无线通信技术,可实现无线报警,在无线传感器和单片机之间采用ASK调制和解调,通过发出灵敏的红外线进行检测,且安装隐蔽,整个系统不需要单独布线,适合建立在通信链路不便的城市家庭和偏远地区,因此,它应该有很好的应用前景.
VI参考文献
[I.]丁丽颖.热释放红外传感器的原理及应用.仪表,分析,监测.
I.VIII卷:I.V-I.VI.II00II.I.II
[II]曾兴雯,刘乃安,建陈.高频电子线路.第II版北京:高等教育出版社,
II00IX.
[III]李建中.单片机原理和应用.第II版.西安:西安电子科技大学出版社,II00VIII.
[IV]李坤,朱修鑫,赵连英.微控通信模块QIIIV0VIB的外围电路和控制软件设
计.电子测量技术.IIIX卷:IXV-IXVII.II00VI.VIII
[V]郑姜武.单片机控制红外防盗报警器.电子实践.I.VIII:IIVI-IIVIII.II00VI.I.II
[VI]樊昌信,曹丽娜.通信原理.第VI版.北京:国防工业出版社,II00VI.
附件II:外文原文(复印件)
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