下载文档原格式
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。
红外防盗报警器单片机课程设计红外防盗报警器是一种常见的安全设备，它可以通过红外线探测到人体的活动，并发出警报。
在这篇文章中，我将介绍如何设计一个基于单片机的红外防盗报警器课程设计。
我们需要明确设计的目标。
我们的目标是设计一个能够准确检测到人体活动并及时报警的红外防盗报警器。
为了实现这个目标，我们将使用单片机作为控制核心，通过红外传感器来检测红外线信号。
接下来，我们需要选择合适的单片机。
在这个课程设计中，我们选择了常用的51单片机作为控制核心。
51单片机具有强大的功能和广泛的应用领域，在红外防盗报警器设计中也有很好的适用性。
然后，我们需要选择合适的红外传感器。
红外传感器是红外防盗报警器的核心部件，它能够感知人体活动并将信号传递给单片机进行处理。
在选择红外传感器时，我们需要考虑其灵敏度、探测距离和抗干扰能力等因素。
在设计中，我们可以将红外传感器与单片机相连接，通过单片机对红外传感器输出的信号进行采集和处理。
我们可以编写相应的程序，实现对红外信号的检测和判断，当检测到人体活动时，触发报警装置。
报警装置可以选择蜂鸣器或者LED灯等设备。
当单片机判断出有人体活动时，可以控制蜂鸣器发出警报声音或者控制LED灯闪烁，以提醒周围的人。
我们还可以考虑添加一些其他功能，如声光报警、远程监控等。
通过添加这些功能，可以提升红外防盗报警器的实用性和可靠性。
在整个课程设计中，我们需要进行电路设计、编程和调试等工作。
通过这些工作，我们可以逐步实现一个完整的红外防盗报警器。
在课程设计的过程中，我们还需要进行实验和测试。
通过实验和测试，我们可以验证设计的可行性和性能，进一步完善和改进设计。
基于单片机的红外防盗报警器课程设计是一个很有意义的项目。
通过这个项目，我们可以学习到单片机的应用、电路设计、编程和调试等技能。
同时，我们还可以提升对红外技术和安全防护的理解和实践能力。
希望这个课程设计能够帮助大家更好地理解和应用红外防盗报警器。
理学院School of Sciences单片机原理与应用考试论文学生姓名：学生学号：所在班级：所在专业：基于单片机的红外防盗报警器的设计摘要：随着我国社会与经济的发展，人民生活水平不断提高，人们对区域治安环境以及安全防范的要求也越来越高，同现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，所以保证区域安全必须从运用现代化的防盗报警技术。
1本文将系统介绍一种采用新的先进的红外线对射感应模块和人体红外探测装置制作而成的红外监控系统，由于它是利用人眼不可见的红外光束，组成无线监控区域，所以具有极强的保密性和可靠性。
本系统除用于仓库、门窗、围墙、栅栏防盗报警外，也可用于其他需要监控的场合。
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，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。
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系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。
关键词：单片机；红外传感器；数据采集；报警电路121 引言、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现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。
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。
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。
刘卉讲师目录绪论 (1)1 无线报警器系统总体设计 (2)系统概述 (2)主要器件介绍 (3)热释电红外传感器概述 (3)AT89S51 单片机概述 (7)总体设计 (12)2 无线报警器系统硬件设计 (12)系统工作原理图 (12)信号检测与放大电路 (13)电路实现功能 (13)电路图图2-1信号检测与放大电路 (13)LED显示电路 (14)电路实现功能 (14)电路图 (14)电路实现原理 (15)报警执行电路 (15)电路实现功能 (15)电路图 ...........................................................电路实现原理 (16)手工暂停 (16)电路实现功能 (16)电路图 (16)电路工作原理 (17)单片机控制晶振与复位电路 (17)电路实现功能： (17)电路图： (17)电路工作原理 (17)3 无线报警器系统软件设计................................................流程图...............................................................主程序设计 (20)4 系统调试 (30)结论和展望 (31)心得体会 (34)参考文献 (34)附录 (34)绪论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现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。
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。
而我所研究的防盗报警器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。
传感器课程设计基于单片机的红外报警系统的设计考核成绩：2016年6月目录一.绪论 (1)1.1发展概况与设计背景 (1)二.设计要求 (2)三.基本原理 (3)3.1 AT89C51的结构 (3)3.2 AT89C51的引脚结构 (3)3.3热释电红外传感器的原理 (5)3.4人体热释电传感器的原理 (6)四.硬件电路设计 (7)4.1主电路的设计 (7)4.1 红外防盗报警电路总原理图 (7)4.2 时钟电路的设计 (7)4.3 复位电路的设计 (8)4.4 发光二极管报警电路的设计 (8)4.5声音报警电路的设计 (9)五.系统软件的设计 (10)5.1主程序工作流程图 (10)六.结论 (11)七.心得体会 (12)八.参考文献 (13)附录 (14)一.绪论1.1发展概况与设计背景随着社会经济的飞速发展，但是社会的治安问题也越来越凸显出来，各种入室抢窃、偷盗事件时有发生。
人们对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望拥有舒适的住所，而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。
这时，传统的家庭住宅显然己经远远不能满足人们的需求。
人们迫切需要一种智能型的家庭防盗报警系统，面对种种治安问题，我们需要利用现代科技技术来保护我们的自身财产。
在此设计防盗报警系统，它是利用探测器装置对建筑物内外重要地点和区域进行布防、探测。
当探测器探测到非法入侵，报警器工作状态变为报警状态，产生报警声。
日常生活中应用的报警装置有目标明显反映迟钝等现象。
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，但是这几种比较常见的报警器都存在或多或少的缺点。
为了解决这些问题和要求，本设计采用了一种简单的红外探测报警装置，而且性能更良好，设计中采用被动热释红外探测地方法设计热释红外的报警系统。
本设计的报警系统所使用的红外线是不可见光，并且有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
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。
基于单片机控制的红外防盗报警器的设计摘要本文介绍了一种基于单片机控制的红外防盗报警器的设计。
该报警器采用红外传感器检测周围环境中的物体，当有异物进入检测范围时，单片机会通过蜂鸣器发出声音进行报警。
此外，该报警器还具备远程控制功能，用户可以通过遥控器对报警器进行开启、关闭和设置等操作。
实验结果表明，该红外防盗报警器设计稳定可靠，应用广泛。
关键词：红外传感器；单片机；报警器；遥控器1. 引言随着社会的发展，犯罪活动越来越猖獗，保障人民生命财产安全已经成为了一项重要任务。
红外防盗报警器是一种能够及时发现安全隐患的设备，得到了广泛的应用。
传统的红外防盗报警器主要通过红外传感器检测周围的物体，当有异物进入检测范围时，会通过报警器发出声音进行警示。
然而，传统的红外防盗报警器存在许多问题，例如灵敏度低、反应迟缓等。
为解决以上问题，本文提出了一种基于单片机控制的红外防盗报警器。
该报警器采用了先进的单片机技术，可以精确地检测周围的环境，并在检测到异物时发出声音进行警示。
同时，该报警器还具备遥控器控制功能，用户可以远程控制报警器的开启、关闭和设置等操作。
本文主要介绍该报警器的设计原理、硬件设计和软件设计，并对实验结果进行分析和总结。
2. 设计原理该红外防盗报警器的设计原理如图所示：（图片省略）1) 硬件组成红外传感器：将环境中的红外信号转化为电信号，作为单片机输入的信号；单片机：对红外传感器输入的信号进行处理，并控制蜂鸣器发出报警声音；蜂鸣器：发出警示声音，提示用户有异物进入检测范围；遥控器：与单片机进行无线通信，用户可以通过遥控器对报警器进行开启、关闭和设置等操作。
2) 工作原理该红外防盗报警器的工作原理如下：步骤1：用户开启报警器用户通过遥控器将报警器开启，此时单片机开始工作。
步骤2：红外传感器检测周围环境单片机通过红外传感器检测周围环境，当有异物进入检测范围时，红外传感器会将信号传送给单片机。
步骤3：单片机进行处理单片机对红外传感器输入的信号进行处理，确定是否需要发出报警声音。
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。
基于单片机的红外防盗报警系统的设计红外防盗报警系统是一种常见的安保系统，常用于家庭、商场、办公室等场所。
它能够通过红外探测器探测突发事件，如入侵或窥探等，然后触发报警器发出声光报警指示，及时防范风险事件的发生。
基于单片机的红外防盗报警系统设计是一种较为优秀的方案。
基于单片机的红外防盗报警系统，其基本原理是利用单片机对各种传感器信号进行采集，通过信号的处理，确定是否触发报警器。
该系统的硬件主要包括：红外传感器、单片机、声光报警器，以及相关的接线等。
当传感器发现有人靠近时，会通过红外线的反射发出信号，并由单片机进行信号处理，如果被认为是异常事件，则会触发声光报警器发出警报，以达到防盗报警的效果。
系统的软件设计分为两个部分：设备端和用户端。
设备端主要负责数据采集和处理，用户端则实现远程监控和控制。
因此，系统的软硬件集成相较于传统红外防盗报警系统，更具有安全性和稳定性。
另外，基于单片机的红外防盗报警系统还具有如下优点：1. 高灵敏度：红外传感器具有较好的灵敏度，能够有效探测环境中的物体和动作，迅速进行报警、防范和控制；2. 低功耗：单片机运行时的功耗非常低，使用寿命长，能够满足长期使用的需求；3. 易读性强：可使用LCD显示当前状态信息以及警报的具体位置等细节信息，方便用户及时掌握现场情况；4. 易维护：单片机具有开放式的创新空间，能够为用户自定义开发报警规则和系统应用等。
在本设计中，我们采用了8051单片机作为主控芯片，搭载红外传感器、超声波传感器以及其他各种传感器，实现了对现场的有效监控、报警、防范等功能。
整个系统采用DC 12V供电，符合国际安全标准，安全可靠。
总体而言，基于单片机的红外防盗报警系统设计，具有高性能稳定性、低功耗，容易维护的特点，是一种实用、可靠的新型安防系统。
它不仅能够满足人们越来越高的安全需求，还能够扩展应用于各种安全场景中，为人们提供更稳定、更可靠的保障。
微机原理与单片机系统课程设计专业：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。
2.3P IR 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。
基于单片机控制的红外线防盗报警器的设计摘要：本系统采用热释电红外传感器进行数据采集，其制作工艺已经相当成熟，成本低廉，并且具有防盗性能稳定、安装方便、抗干扰能力高、灵敏度高等诸多特点，使其适合作为用于隐蔽安装不易被发现的防盗设施。
同时它的信号经过单片机处理后易于PC机进行交流通信，便于多用户统一管理与操作。
本设计包括硬件和软件设计两个部分。
硬件部分主要有单片机（MCU）控制电路、红外检测电路、报警电路、按键控制电路和LED显示电路组成。
处理器采用51系列AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。
关键词：单片机；红外传感器；报警电路；数据采集SCM -based infrared burglar alarm design Abstract : This system uses a pyroelectric infrared sensor data collection , its production process is already quite mature , low cost , and has a stable security performance, easy installation, high anti-interference ability , high sensitivity and many other features make it suitable as concealed installation anti-theft is not easy to be found .While its signal after microcontroller processing easier to communicatewith the PC communication ，facilitate unified management and multi-user operations. The design of both hardware and software design in two parts. The main part of the microcontroller （MCU）hardware control circuit, an infrared detection circuit , alarm circuit , the key control circuit and LED display circuit . Processor uses 51 series AT89C51, the whole system is working in the system software control.Keywords: microcontroller; infrared sensor; alarm circuit ; data collection目录基于单片机控制的红外线防盗报警器的设计 (1)SCM -based infrared burglar alarm design (1)目录......................................................................................................... 错误！未定义书签。
1报警系统设计的目的与意义1.1 目的报警系统在现实生活中应用十分的广泛，家庭财产防盗，汽车安全防盗，企业信息防盗，其中非常重要的金融行业防盗等。
现在主流的报警器采用以红外传感器为基础的红外线传感器，红外线是一种不可见的光，任何物体都会发出红外线,但是红外线容易受各种热源、阳光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被报警器接收；易受射频辐射的干扰；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵等缺点，但是压电式感应报警器，当有入侵者将压力施加与压电传感器时，机械能在压电传感器中转化为电能，通过放大电路，将信号方法，从而带动发声报警装置，这类报警装置重量较轻、工作可靠、结构很简单、信噪比很高、灵敏度很高以及信频宽等优点。
本次设计目的在于设计以压电传感器为基础的压电传感器报警系统，压力是一种不可避免的力，任何物体都质量，任何动作的产生都是有力的参与。
力是改变物体运动状态的原因、所以它具有很好的不可避免性。
如果采用传感器的报警系统，只需要将报警器放置在必要的位置探测改变其本身电流的力，探测装置只需与被测物体直接接触，就可以感受到电流的改变。
本设计就采用被动式电流改变的的方式，当有入侵者入侵时候，压电感应器会感受到自身的电流的变化，通过放大电路，将压电材料中微小的电流信号进行放大，并将信号输入到单片机中，单片机中的程序将传感器发送来的信号做处理并发送到光报警系统和声音报警系统中，光报警系统在接受到信号后，红灯亮10S，声音报警系统在接收到信号后，扬声器响10S，当10后，单片机重新检测是否还有红外传感器发送来的信号，如果还有，声光报警系统将继续工作。
通过中断系统，可以实现声光报警系统在10S内暂停。
这样就可以方便的控制报警系统的中断了。
1.2 国内外进展情况压电报警器是紧跟着压电材料与放大器的出现而出现的。
美国军方是最早使用压电传感器技术的国家，上世纪美国军方研制出以压电传感器方式导引的精确地雷制导炸弹，这可能是压电传感器最早应用的实例。
单片机人体感应红外报警器设计一、设计目的：设计一个单片机人体感应红外报警器，能够实时检测到人体的存在，当监测到人体时，发出警报提示。
二、设计思路：1.采用红外传感器检测人体的存在：通过红外传感器的接收来判断周围是否有人体存在。
2.采用单片机进行控制：单片机作为中央处理器，对红外传感器的信号进行处理，并根据情况进行相应的报警操作。
3.加入警报器模块：当监测到人体时，单片机控制警报器模块发出声光报警。
三、硬件设计：1.红外传感器：使用带有调节电位器的红外传感器模块，可以通过调整电位器来灵敏度。
2.单片机：选择合适的单片机，如AVR家族或STC家族的单片机，具有较好的性能和稳定性。
3.警报器：选择合适的声光报警模块，如蜂鸣器和LED灯。
四、软件设计：1.初始化设置：对单片机进行初始化设置，设置输入输出口。
2.红外传感器检测：使用单片机的IO口接收红外传感器的信号，并判断是否有人体存在。
如果有人体存在，则执行以下操作：（1）发出声光报警信号：控制警报器模块，包括蜂鸣器和LED灯，发出声音和闪烁。
（2）延时操作：进行延时操作，保持报警效果。
如果没有人体存在，则执行以下操作：（1）结束报警信号：控制警报器模块停止报警。
（2）延时操作：进行延时操作，避免检测到的干扰信号导致误报警。
五、总结：通过设计和实现单片机人体感应红外报警器，我们可以实时监测到人体的存在，并通过声光报警来提醒，可以应用于家庭、商业场所等需要安全保护的地方。
该报警器的设计简单，成本较低，具有一定的实用价值。
不过，在实际使用过程中，我们还需根据具体使用环境进行一些优化，如调整红外传感器的灵敏度、设置合理的延时等。
毕业设计（论文）开题报告自动化基于单片机的红外报警器设计一、选题的依据及意义随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。
现在很多小区也都安装了智能报警系统，大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。
然而红外线是不见光，具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
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[5]。
本课题是基于单片机设计的一种简易红外报警器，此热释红外报警器安装在禁区，根据检测人体自身的热量，检测到有人时，自动发出报警信息，并且能够自动或手动取消报警。
二、国内外研究概况及发展趋势目前红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。
其中包括被动式热释电型红外报警器，红外线的波长在0.76-100 um之间，红外线按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在电磁波连续频谱中的位置处于无线电波与可见光之间的区域。
红外技术最初的发展应用是红外光谱仪，随着红外探测材料技术的发展应用，红外技术目前已广泛应用于环境监测、分子类型和结构判定、石油勘探与分析、地质矿物的籀定、质量检测、交通运输、安全报警、医疗保健等一系列领域。
其方法和原理目益成熟，各类红外器件层出不穷，仪器的精度也不断地提高。
虽然早在19世纪就有了红外探测器，而且在第一次世界大战期间红外探测器已用于军事目的，但只是到了第二次世界大战期间有了PbS探测器以后，红外探测器技术才受到了人们广泛的重视并得到了迅速的发展。
新的探测器材料不断被研制出来，探测器的响应波段很快就覆盖了1-3 um，3-5 um和8-12 um三个大气窗口，与此同时，探测器材料质量的不断改善使探测器的性能也不断得到提高，促进了红外技术的全面发展[2]。
刘卉讲师目录绪论 (1)1 无线报警器系统总体设计 (2)系统概述 (2)主要器件介绍 (3)热释电红外传感器概述 (3)AT89S51 单片机概述 (7)总体设计 (12)2 无线报警器系统硬件设计 (12)系统工作原理图 (12)信号检测与放大电路 (13)电路实现功能 (13)电路图图2-1信号检测与放大电路 (13)LED显示电路 (14)电路实现功能 (14)电路图 (14)电路实现原理 (15)报警执行电路 (15)电路实现功能 (15)电路图 ...........................................................电路实现原理 (16)手工暂停 (16)电路实现功能 (16)电路图 (16)电路工作原理 (17)单片机控制晶振与复位电路 (17)电路实现功能： (17)电路图： (17)电路工作原理 (17)3 无线报警器系统软件设计................................................流程图...............................................................主程序设计 (20)4 系统调试 (30)结论和展望 (31)心得体会 (34)参考文献 (34)附录 (34)绪论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现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。
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。
而我所研究的防盗报警器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，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。
近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展，人民的生活水平有了很大提高，各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有，然而一些不法分子也是越来越多。
因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。
报警器这时正为人们解决了不少问题，但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构，价格高昂,一般人们难以接受。
如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。
由于红外线是不见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。
其中包括被动式热释电型红外报警器，红外监控无线报警器，超声波防盗报警器，红外线防盗报警器高灵，敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器, 红外线声先报警器……而本产品选择的是被动式热释电型红外报警器。
此外，在电子防盗、人体探测等领域中，红外探测器、以其价格低廉、技术性能稳定等特点也受到广大用户和专业人士的欢迎。
1 无线报警器系统总体设计系统概述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，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。
该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、报警和显示等模块子函数。
电路结构做成可划分为：热释电红外传感器、家庭智能报警器、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、本地显示、本地报警等功能。
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、在线调试等几个阶段，就本设计来说也包括这些过程。
它们的进程框图如图1-1 所示。
1.2.11）长的红外线，利用红外传感器可对其进行检测。
根据工作原理，红外传感器分为热型和量子型两类，热型红外传感器也称热释电红外传感器或被动红外传感器。
其特点如下：①目标物体的辐射能量随温度的升高而增大。
②随着温度的升高，物体辐射能量的峰值向短波方向移动，其变化符合维恩定律。
③相同温度下，不同目标物体的辐射能量是不同的。
④热释电传感器的输出信号直流电平为1V，幅度为1MV的交流信号。
改信号通过热释电传感器内部场效应的源极输出。
热释电红外传感能区别运动着的生物和飘落的物体（主动式红外传感器无法鉴别出运动中的物体是生物，还是其他非生物）2）PIR结构特性及安装图1-2 PIR结构图１-2是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意图。
使用时Ｄ端接电源正极，Ｇ端接电源负极，Ｓ端为信号输出。
该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。
它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。
对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。
制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为０．２～２０μｍ。
为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。
这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。
当人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时，电路中的传感器将输出电压信号，然后使该信号先通过一个由C1、C2、R1、R2组成的带通滤波器，该滤波器的上限截止频率为16HZ，下限截止频率为。
由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱（通常仅有1MV左右），而且是一个变化的信号，同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式（脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定,通常为～10HZ），所以应对热释电红外传感器输出的电压信号进行放大。
本设计运用集成运算放大器LM324来进行两级放大，以使其获得足够的增益。
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1-3所示, 在VCC电源端［2］利用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，输出OUT为低电平。
图1-3 热释电红外传感器原理图红外线热释电人体传感器只能安装在室内，其误报率与安装的位置和方式有极大的关系。
正确的安装应满足下列条件：1、红外线热释电传感器应离地面-2.2米。
2、红外线热释电传感器远离空调, 冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方。
3、红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。
4、红外线热释电传感器不要直对窗口，否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把窗帘拉上。
红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。
红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。
红外线热释电传感器对于径向移动反应最不敏感, 而对于横切方向 (即与半径垂直的方向)移动则最为敏感. 在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。
1.2.2 AT89S51 单片机概述AT89S51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大。
AT89S51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
图3-1为AT89S51单片机的基本组成功能方块图。
有图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。
下面介绍几个主要部分。
时钟源外部事件数外图1-4 AT89S51 功能方块图（1）.中央处理器（CPU）中央处理器是单片机最核心的部分，是单片机的大脑和心脏，主要完成运算和控制功能。
AT89S51的CPU是一个字长为8位的中央处理单元，即它对数据的处理是按字节为单位进行的。
（2）. 内部数据存储器（内部RAM）AT89S51 中共有256个RAM单元，但其中能作为寄存器供用户使用的仅有前面128个，后128个被专用寄存器占用。
（3）. 内部程序存储器（内部ROM）AT89S51 共有4 KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据等。
（4）.定时器/计数器AT89S51 共有2 个16 位的定时器/计数器，可以实现定时和计数功能。
（5）.并行I/O 口AT89S51 共有4 个8 位的I/O口（P0、P1、P2、P3口），可以实现数据的并行输入、输出。
（6）. 串行口AT89S51有1 个全双工的可编程串行口，以实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。
（7）.时钟电路AT89S51 单片机内部有时钟电路，但晶振和微调电容需要外接。
时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。
（8）. 终端系统AT89S51 的中断系统功能较强，可以满足一般控制应用的需要。
它共有5 个中断源：2 个外部中断源/INTO和/INT1 ；3 个内部中断源，即2个定时/计数中断，1个串行口中断。
由上所述，AT89S51虽然是一块芯片，但它包括了构成计算机的基本部件，因此可以说它是一台简单的计算机。
2）管脚说明VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口： P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
