基于单片机红外人体感应报警器的设计

基于单片机控制的红外报警器的设计_毕业设计毕业设计题目：基于单片机控制的红外报警器的设计一.设计背景和意义随着社会的不断发展，人们越来越注重家庭和财产的安全。

红外报警器作为一种常见的安防设备，能够及时发现室内外的异常情况并进行报警，起到了一定的防护作用。

本毕业设计旨在基于单片机控制，设计一个能够准确、快速并稳定地检测室内外空间的红外报警器，为人们提供更加安全的居住环境。

二.系统设计方案红外报警系统通常有红外传感器、控制电路和报警器三部分组成。

本设计方案将采用单片机作为控制核心，并通过红外传感器实时获取目标物体的热量，并根据实时的数据进行判断，当检测到异常情况时，通过控制电路驱动报警器发出警报。

1)硬件设计：a)红外传感器的选择：选择一款高灵敏度、稳定性好的红外传感器，能够检测到人体或其他物体的热量变化。

b)控制电路设计：将所选红外传感器连接到单片机的引脚上，通过数模转换芯片将传感器获取的模拟信号转换为数字信号，然后通过I/O口输入到单片机中进行处理。

c)报警器设计：选择一款高音量报警器，通过控制电路连接到单片机的输出引脚上，当检测到异常情况时，单片机输出高电平信号，控制报警器发出警报。

2)软件设计：a)系统初始化：对单片机进行初始化设置，包括引脚的配置、中断的设置等。

b)传感器数据处理：通过定时中断采集红外传感器获取的模拟信号，并进行模数转换，将转换后的数据保存到指定的变量中。

c)异常检测：根据实时的传感器数据进行算法判断，当数据超出预设的阈值范围时，判断为异常情况，触发报警功能。

d)报警控制：当发生异常情况时，通过控制指定的输出引脚输出高电平信号，触发报警器发出警报声。

e)系统保护：设计适当的保护措施，如防止误报、稳定性问题等。

三.预期成果通过本设计，预计能够实现以下目标：1)搭建一个基于单片机控制的红外报警器的硬件电路。

2)设计并实现红外报警器的软件系统，包括初始化设置、数据处理、异常检测、报警控制等功能。

微机原理与单片机系统课程设计专班 姓 名:学 兰州交通大学自动化与电气工程学院2014 年 12 月 31 日基于51单片机的红外防盗报警器的设计1设计说明1.1设计目的该设计以单片机AT89C51芯片为核心，加上必要的外围电路，构成了一个基于单片机的红外线防盗报警器。

功能主要通过软件编程来实现，降低了硬件电路的复杂性和制作成本。

此外，设计中所采用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，以满足现代人们住宅防盗的需要。

1.2设计要求该设计要求当热释电红外线传感器探测到人体辐射的红外线时，单片机控制电路启动声光报警并显示报警次数。

此外，用户还可以设定报警时间并手动解除报警。

1.3设计方法该设计以AT89C51单片机为核心，由时钟电路、复位电路、外部触发电路、报警时间选择电路、声光报警电路、报警次数显示电路和中断报警电路共同组成报警系统。

系统具有显示报警次数，设定报警时间，手动解除报警的功能。

2设计方案及原理2.1设计方案简述该设计使用AT89C51单片机芯片控制电路，通过热释电红外传感器采集外部触发信号，采用7段LED数码管显示报警次数，采用蜂鸣器和红色发光二极管实现声光报警，手动解除报警功能由单片机外部中断实现，报警时间由单片机内部定时器实现。

2.2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。

2.3 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。

毕业设计基于单片机的红外感应防盗报警器的硬件设计摘要：随着社会的不断进步，电子技术的不断发展，人们的生活水平得到了很大的改善，许多高科技产品的使用越来越成为家庭生活的主旋律，因此人们对自己所处环境的安全要求就越来越高，特别是家居安全，不得不时刻留意不速之客的光顾。

为此，许多小区、家庭都安装了报警系统，这可有效的保证了居民的人身财产安全。

本文介绍一种利用热释电红外传感器进行监控报警系统的硬件设计。

该报警器主要由热释电红外传感器及其检测电路、报警电路组成。

热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件，它可把人体的红外信号转换为电信号，以供信号处理部分使用。

检测电路主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波。

结合单片机软件程序的分析，系统进而实现声光报警功能。

关键词：热释电红外传感器；数据采集；报警电路；单片机Software Design of Infrared Induction Anti-theft AlarmBased on MCUAbstract：With the social progress and electronic technology development, people's living standards have been greatly improved. The use of many high-tech products has increasingly become the main theme of family life, so people pay more attention to their safety requirements, especially in home safety, always have to keep an eye on strangers. Therefore, many residential areas and families install alarm system, which can effectively guarantee the personal and property safety. This paper introduces the hardware design of the monitoring and alarm system by using pyroelectric infrared sensors.This alarm system is mainly composed with pyroelectric infrared sensor, detection circuit, and alarm circuit. Pyroelectric infrared sensor is the core device of alarm, which can translate the body's infrared signal into electrical signal in order to processing. The detection circuit can amplify and filter the weak signal from the sensor. Combined with the analysis of microcontroller software program, the system accomplishes the functions of sound and light alarm.Key words: Pyroelectric Infrared Sensor, Data Acquisition, Alarm Circuit, MCU目录第1章绪论 (2)1.1 选题的目的与意义 (2)1.2 本课题在国内外的发展现状 (2)1.3 本课题要解决的主要问题 (3)第2章系统设计方案 (5)2.1 方案选择论证 (5)2.2 AT89S52单片机简介 (5)第3章热释电红外技术概述 (11)3.1 热释电传感器的红外辐射与红外探测的原理结构 (11)3.2 红外测温原理 (12)3.3 热释红外传感器的结构 (12)3.4 菲涅尔透镜 (15)3.5 热释电红外感应模块电气参数 (16)3.6 热释电红外感应模块功能特点及使用说明 (16)第4章系统硬件电路设计 (19)4.1 总体设计思路 (19)4.2 具体电路模块设计 (19)4.2.1 单片机最小系统电路 (20)4.2.2 热释电红外感应模块电路 (20)4.2.3 放大电路的设计 (21)4.2.4 声音报警器的设计 (21)4.2.5 LED报警电路 (22)4.2.6 报警温度设定按键电路 (22)第5章系统调试 (24)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录一红外防盗报警器电路图 (30)附录二红外防盗报警器PCB图 (31)附录三英文文献翻译 (1)第1章绪论1.1 选题的目的与意义随着社会的进步和人们生活水平的普遍提高，人们对家庭住房的防盗、防劫、防火设备的重视程度也不断提高所以现代社会有更多的人需要对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行监测和报警，我国工业化的快速发展带动了无数企业茁壮成长，随之而来的是仓库的不断扩展以及储存物品价值不断升高。

基于单片机控制的红外报警器的设计摘要：随着社会经济的发展，人们对舒适安全的生活环境提出了更高的要求，为了自身居住环境具有较高的安全可靠性，设计了一款稳定性较高，价格便宜，检测准确的红外报警器。

关键词：STM32；红外报警器；语音播报；摄像头引言基于单片机控制的红外报警器的设计为当前人们居住环境的监测提供了一种安全、高效、便捷的解决方案，充分利用了单片机、红外传感器、无线短信发送等器件，使得报警器具有安全可靠、性价比高等优点。

1 方案设计1.1总方案设计基于单片机控制的红外报警器系统可以对用户的门窗等进行实时监测，诸多功能均涵盖于该报警系统中。

当系统开展布防工作时，通过热释电红外传感器检测模块进行实时监测，当有人靠近用户门窗时进行灯光和语音提示报警，同时向用户的手机发送短信，提醒用户防备盗窃，并通过摄像头抓拍图片并存储在TF 卡中，用户通过电脑读卡器查看入侵对象图片。

系统还应用显示屏用于显示当前信号、抓拍照片数量以及接收短信的用户手机号码，系统在紧急报警时将触发报警系统，完成以上功能。

1.2微处理器选择在进行此设计的过程中，对于主控模块的选择使用STM32系列单片机微控制器。

该控制器的内核性能十分突出，并且具有较高的工作频率，高速存储器设置于其中，输入与输出口也十分丰富，功能强大，种类齐全，还具有下载SWD和JTAG两种下载调试程序的方式，易操作，有较强的实用性。

与此同时，该芯片的抗干扰能力十分突出，整体稳定度较高。

因此类部件的功能相对完善，价格较低，所以未来发展趋势十分明朗，该芯片凭借其发展速率与使用量，进一步丰富了芯片资源与各项教程，为系统的开发与设计提供便利。

1.3人体感应模块选择系统要求在有人靠近处于布防状态的监测环境中后将警报信号发送至用户手机进行报警，所以需要选择一款反应迅速的感应模块来实现环境监测功能。

人体热释传感器HC-SR501附近是否存在可疑人员的靠近，这是人体感应模块需要负责的工作，一旦相关人员靠近此处，则系统会自动报警，并且向用户手机发送信息。

基于单片机的红外报警器设计红外报警器是一种常见的安防设备，可以通过红外感应技术来监测周围环境的变化，并在检测到异常时发出警报。

本文将介绍一个基于单片机的红外报警器设计方案。

一、设计原理红外报警器的工作原理是通过红外传感器来感知周围环境中的红外辐射情况。

一般来说，人体会发出一定的红外辐射，当有人靠近红外传感器时，红外辐射的强度会发生变化，从而触发报警器。

设计一个基于单片机的红外报警器主要包括以下几个部分：1.红外传感器：用于接收周围环境中的红外辐射。

2.单片机：作为控制核心，接收红外传感器的信号并进行处理。

3.报警装置：当检测到异常时，通过报警装置发出警报。

二、硬件设计1.红外传感器模块设计：红外传感器模块用于感知周围环境中的红外辐射。

一般来说，红外传感器模块包含一个红外接收器和一个运放。

红外接收器将周围的红外辐射转换为电信号，然后通过运放放大，输出给单片机进行处理。

2.单片机模块设计：单片机模块是整个红外报警器的核心控制单元。

在设计过程中，首先需要选择适合的单片机型号，根据具体需求来决定。

单片机需要通过IO口接收红外传感器的信号，并进行处理。

当检测到红外辐射强度发生变化时，单片机会触发报警逻辑，通过IO口控制报警装置。

3.报警装置设计：报警装置是红外报警器的输出部分。

根据实际需求，可以选择不同的报警装置，如蜂鸣器、警示灯等。

根据控制逻辑，当单片机触发了报警逻辑后，通过IO口开启蜂鸣器等报警装置，发出警报。

三、软件设计在软件设计中，主要需要进行以下编程：1.初始化单片机和IO口，设置红外传感器输入和报警装置输出的IO 口。

2.设置定时器中断，用于定时检测红外传感器的信号，以及控制报警装置的开启和关闭。

3.编写中断服务程序，当检测到红外辐射变化时，触发相应的中断程序。

4.编写报警逻辑，包括报警时长、报警频率等。

5.编写主循环程序，用于监测红外传感器信号和控制报警装置状态。

四、总结本文介绍了一个基于单片机的红外报警器设计方案。

基于51单片机的红外防盗报警系统设计-图文XX学院本科毕业设计（论文）3硬件基本设计3.1系统方案设计我们综合考虑了各方面可能出现性能影响的因素，人体红外探测元件最后定为性价比很高的热释电红外探测器，最主要的因素还是考虑到该探测器对人体辐射的红外线具有更好的探测效果。

而且该传感器防盗保护性能相对普通的压力报警器（一般通过可触发的压力开关来报警的防盗系统）来说更加稳定，抗干扰能力很高，探测灵敏度和安全性更是无可挑剔。

正如上面所说的，本探测器安装相当隐蔽，几乎很难发现该装置的位置，极大的方便了用户管理和操作。

考虑到正常情况下检测的是处于移动中的人体，所以红外探测器我们选择双元件型。

因为这个传感器内部的两个灵敏元件是反相接的，如果闯入的人员一直停止不动（当然这是不可能的）或者无人闯入，则这两个灵敏元件极化的程度完全相同，两元件的极化相互之间就抵消了，这时候探测器输出电压为0，报警器不工作；可一旦闯入者移动起来，则两个元件极化程度立马就不同了，输出电压也随之变化不在是0，报警器工作，进而实现探测移动中的人体为目的的功能。

本红外防盗报警系统设计包括硬件组成和软件组成两部分。

如果以模块功能来区分的话主要有系统按键模块（按键控制）、信号处理模块（红外探测器）、报警模块（声光报警部）。

如果按照电路的结构来区分的话主要有单片机电路部分、红外传感器部分、蜂鸣器部分、LED报警指示电路部分。

3.2硬件基本设计-5-XX：红外防盗报警系统(1)热释电红外传感器Pyroelectric infrared sensor have polarization inside the pyroelectric crystals with temperature changes , When the constant infrared radiation on the detector, pyroelectric crystal temperature constant, external crystal is electrically neutral, no electrical output from detector, so constant that can not be detected by the infrared radiation?2?.正常人体发出的红外线波长范围一般在9～10μm之间，而本设计的红外探测元件能感应到的波长灵敏度在0.2～20μm范围内，范围太大不太适合，但是其特性基本稳定不变，为了达到更精准的探测效果，我们通过在传感器上面安装了一个限制入射红外光波长范围的的滤光片来把入射红外光波长约束至7～10μm?3?，这时候改装后的探测器对于检测人体红外线来说性能更加完美，显而易见我们安装的滤光片将其它波长的红外线吸收了，只有人体红外线才能进入其内，就这样一种专业探测人体红外线的探测器应运而生，以上充分说明了本系统设计的核心之一为该传感器，其重要性不言而喻。

基于单片机的红外防盗报警器的设计红外防盗报警器是一种应用广泛的安防设备，基于单片机的设计可以实现更加灵活和智能的功能。

本文将介绍一个基于单片机的红外防盗报警器的设计，包括硬件部分和软件部分。

硬件部分设计：1.红外传感器：选择一款高性能的红外传感器，能够检测到人体红外辐射。

常见的红外传感器有PIR传感器和红外线阵列传感器。

2.单片机：使用一款嵌入式单片机，如8051、AVR、PIC等，具有较高的计算和控制能力。

单片机要能够读取传感器的输出信号并进行处理。

3.报警器：可以选择蜂鸣器或者LED灯作为报警器，当检测到入侵者时触发报警信号。

4.电源：选用适当的电源供电，可以选择使用电池或者电源适配器。

软件部分设计：1.初始化：对单片机进行初始化设置，包括GPIO口设置、计时器设置等。

2.红外传感器工作模式设置：设置红外传感器的工作模式，如触发模式、持续工作模式等。

可以根据具体的需要进行设置。

3.信号处理：读取红外传感器的输出信号，判断是否有人体红外辐射的存在。

可以设置一个阈值，当红外辐射超过该阈值时判断为有人存在。

4.报警信号触发：当检测到有人体红外辐射时，触发报警信号，可以通过控制蜂鸣器鸣叫或者LED灯闪烁来实现报警效果。

5.报警延时：可以设置报警延时，在检测到有人体红外辐射后延时一段时间再触发报警信号，避免误报。

6.报警复位：在报警信号触发后，需要提供一个报警复位的功能，可以通过按下一个按钮或者使用遥控器来复位报警器。

总结：基于单片机的红外防盗报警器设计，可以实现对室内外的安全防护。

通过合理的硬件设计和软件编程，可以提高红外传感器的灵敏度和可靠性。

在实际应用中，可以根据需要进行功能扩展，例如加入无线连接功能，将报警信号发送到手机上，实现远程监控和控制。

基于单片机的红外报警器的设计红外报警器是一种智能安防产品，通过感应红外线变化来实现对周围环境的检测和报警。

本文基于单片机进行红外报警器的设计，主要包括硬件和软件两个方面。

一、硬件设计硬件设计部分主要包括红外传感器模块和单片机控制电路。

1.红外传感器模块：红外传感器模块是红外报警器的核心部分。

它能够感应周围环境中的红外线，并将感应到的信号转化为电信号输出给单片机进行处理。

常用的红外传感器有红外传感器二极管和红外线接收管。

我们可以选择常见的红外接收模块，该模块内部已经将红外传感器进行封装，我们只需要将模块与单片机连接即可。

2.单片机控制电路：单片机控制电路是红外报警器的控制中心，通过单片机实现红外传感器的控制和数据处理。

选用常见的单片机，如STC89C52，该单片机具有较强的通用性和稳定性。

单片机控制电路还需要包括一些必要的电源管理电路和显示电路，如稳压模块、显示屏等。

二、软件设计软件设计部分主要包括单片机控制程序和报警处理程序。

1.单片机控制程序：单片机控制程序是红外报警器的核心功能实现。

首先需要配置单片机的IO口，将红外传感器模块连接到单片机的IO口。

然后编写控制代码，通过定时器和中断的方式，不断检测红外传感器模块的输出状态，一旦检测到红外信号的变化，立即发送报警信号，并启动报警处理程序。

2.报警处理程序：报警处理程序是红外报警器的核心功能之一、一旦检测到红外信号的变化，报警处理程序将会执行相应的处理动作，如发出警报声音、发送报警信息等。

在设计报警处理程序时，还可以增加一些额外的功能设计，例如设置报警延迟时间，使报警器在一段时间内保持静默状态以免误触发。

三、性能测试和优化在实际使用前，需要对红外报警器进行性能测试和优化。

主要包括以下几个方面：1.检测灵敏度：调整红外传感器模块的灵敏度，确保能够准确感应红外信号的变化，并排除因环境干扰而频繁触发的情况。

2.报警响应时间：测试红外报警器的响应时间，即从检测到红外信号变化到发出报警信号的时间间隔，确保在有限的时间内能够及时响应并处理。

基于单片机的红外报警器的设计．微机原理与单片机系统课程设计业：专班级：姓名:学号：指导教师：单片机原理及系统课程设计报告兰州交通大学自动化与电气工程学院2014 年12月31日3单片机原理及系统课程设计报告基于51单片机的红外防盗报警器的设计1设计说明1.1设计目的该设计以单片机AT89C51芯片为核心，加上必要的外围电路，构成了一个基于单片机的红外线防盗报警器。

功能主要通过软件编程来实现，降低了硬件电路的复杂性和制作成本。

此外，设计中所采用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，以满足现代人们住宅防盗的需要。

1.2设计要求该设计要求当热释电红外线传感器探测到人体辐射的红外线时，单片机控制电路启动声光报警并显示报警次数。

此外，用户还可以设定报警时间并手动解除报警。

1.3设计方法该设计以AT89C51单片机为核心，由时钟电路、复位电路、外部触发电路、报警时间选择电路、声光报警电路、报警次数显示电路和中断报警电路共同组成报警系统。

系统具有显示报警次数，设定报警时间，手动解除报警的功能。

2设计方案及原理2.1设计方案简述该设计使用AT89C51单片机芯片控制电路，通过热释电红外传感器采集外部触发信号，采用7段LED数码管显示报警次数，采用蜂鸣器和红色发光二极管实现声光报警，手动解除报警功能由单片机外部中断实现，报警时间由单片机内部定时器实现。

2.2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。

2.3 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- 1 -单片机原理及系统课程设计报告于自身温度升高而产生的干扰。

大连理工大学城市学院本科生毕业设计（论文题目）基于STC89C52单片机的人体红外报警器的设计与制作摘要红外线防盗报警器是当前使用比较普遍的报警器之一，它以其灵敏度高、价格实惠，受到了广大用户的欢迎。

但是使用每一种红外线传感器都有其不足之处，如抗干扰能力弱、误报漏报现象严重等，可靠性不够高。

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。

本文设计的单片机STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。

STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

电路设计包括红外热释电传感器，按键、蜂鸣器，单片机控制电路。

软件设计部分包括系统主程序，红外热释电传感器子程序，报警子程序和按键子程序，均采用51系列C语言编程实现。

AbstractInfrared anti-theft alarm is the use of more general alarm, with its high sensitivity, affordable, welcomed by the vast number of users. But the use of every kind of infrared sensor has its disadvantages, such as weak anti-interference ability, the false alarm phenomenon is serious, not high reliability. Currently available equipment main pressure triggered burglar alarm, switch electronic anti-theft alarm and pressure shading triggered burglar alarmand alarm, but these kind of quite commonalarm apparatuses all have some shortcomings.In this paper, the design of the single chip microcomputer STC89C52 is a low power, high performance CMOS8STC company production of micro controller with 8K in system programmable Flash memory. STC89C52 uses the classic MCS-51 kernel, but made a lot of improvements make the chip with the traditional 51 microcontrollerfeatures not available. In a single chip, 8 bit CPU dexterous and in system programmable Flash, the STC89C52 offers solutions for high flexibility, super efficient for many embedded control applications. Circuit design includes the pyroelectric infrared sensor, buttons, buzzer, MCU control circuit. The part of software design including themain program, the pyroelectric infrared sensor alarm subroutine, subroutine and the subroutine button, using 51series of C programming language.目录摘要 (I)Abstract .................................................. I I 目录.................................................... I II 第1章绪论.. (1)1.1 设计的目的及意义 (1)1.1.1 设计的目的 (1)1.1.2 设计的意义 (1)1.2 设计的任务、重点研究内容和技术方案 (1)1.2.1 设计的任务 (2)1.2.2 设计的重点研究内容 (2)1.2.3 设计方案和章节安排 (2)第2章单片机系统设计 (3)第3章硬件电路搭建的设计 ............................... 第4章软硬件系统设计及实现.............................第5章系统调试...........................................5.1 工具介绍..............................................5.1.1 软硬件开发工具...................................5.1.2 调试工具.........................................5.2 系统调试..............................................5.2.1 硬件调试.........................................5.2.2 软件调试.........................................5.3 设计调试时遇到的问题及解决............................ 结论.......................................................致谢....................................................... 参考文献 .................................................... 附录.......................................................附录A：主控板原理图.......................................附录B：主控板PCB板图.....................................附录C：实物照片...........................................附录D：程序源代码.........................................第1章绪论1.1 设计的目的及意义1.1.1 设计的目的伴随着电子、信息技术的应用与迅速普及，人们对电子技术的要求越来越高。