基于单片机的红外防盗报警器的设计

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。

引言本文在传统报警器装置的基础上，采用STC89C51单片机为控制芯片，实现智能红外防盗报警。

就目前市面上装备主要有压力式报警器、开关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对于环境的具体要求没有普适性。

而本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐藏性，因此在防盗装备中得到了应用。

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，并将其转变为模拟信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于自动控制、遥测等领域。

整个系统是在PC软件控制下工作的。

在安装位置上的传感器将人体的红外光谱变换成模拟电信号，经放大电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至STC89C51单片机。

在51单片机内，经程序轮询式查询、识别信号、确认信号、判决等环节后发出入侵报警状态控制的信号。

驱动电路将控制信号放大并做出相对应的警示信号例如：光和声。

当报警一段时间后经软件手动解除报警信号并且自动复位。

一、整体框架一种智能红外防盗报警系统装置。

具体系统模块可以分类为数据信号收集、按键模式控制、警示信号传递等子模块。

按照电路可划分为：热释电红外传感器、报警器、51单片机核心控制电路、LED闪烁控制电路及相关的PC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。

二、电子系统设计部分如下图所示，为该款防盗系统的基本原理图。

原理图由上述几个模块构成组成，具体各个模块电路下面将分别进行设计。

首先我们需要设计放大电路，反相器输出的是TTL 电平，若传感器检测到有信号输入，输出逻辑信号0,经51单片机处理，将产生报警。

若无信号输入，则持续输出逻辑信号1，经51单片机处理，将不产生报警。

其次，时钟电路需要进行全局控制，TAL1和TAL2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在片内的振荡器。

采用外部时钟源驱动器件，TAL2应不接。

由于一个机器周期含有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，假设外接的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1us。

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。

目录摘要 (2)第一章绪论 (5)1、课程背景 (5)2、研究意义 (5)第二章方案设计及论证 (6)1、总体方案设计与论证 (6)2、模块电路方案设计与论证 (7)2.1、模块电路一 (8)2.2、模块电路二 (10)第三章硬件电路设计 (12)1、模块电路一 (12)2、模块电路二 (13)第四章软件设计 181、软件总体设计思路 (18)2、主程序设计 (20)3、子程序一设计 234、子程序二设计 (23)第五章系统制作调试 (25)1、系统制作流程 (25)2、系统调试 (26)3、系统测试26 结论 30 致谢 31 附录 32 参考文献 32 总电路原理图 33摘要随着时代的不断进步 ,人们对环境的安全性提出更高的要求 ,很多小区都安装了智能报警系统 ,大大提高了小区的安全程度 ,有效保证居民的人身财产安全.目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础.而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器.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 ,它还能鉴别出运动的生物与其它非生物.热释电红外传感器既可用于防盗报警装置,也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域.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。

Pick toAlong with the advance of epoch, people to the environment safety put forward higher request, many community has installed intelligent alarm system, greatly improving the community safety degree, effectively guarantee the residents' personal property safety. The present domestic use of all kinds of security, security alarm basic are based on ultrasonic wave, active infrared transmitting/receiving and microwave technology as the foundation, etc. And here design of passive infrared alarm, the use of the American sensing element - pyroelectric infrared sensor. The pyroelectric infrared sensor to non-contact form detect the human body infrared radiation, and turned them into voltage signal, at the same time, it can identify the movement of the biological and other abiotic. Pyroelectric infrared sensor can be used for alarm device, can also use ?This system USES a pyroelectric infrared sensor, its production is simple, the cost is low, the installation is more convenient, and anti-theft performance is stable, strong anti-jamming ability, high sensitivity, safe and reliable. This alarm installation concealed, is not easy to be thief found, at the same time it signal by SCM system after processing convenience and PC communication, facilitate multi-user unified management. This design including the design of hardware and software is two parts. Hardware part includes single chip microcomputer control circuit, infrared sensor circuit and drive the implementation of the alarm circuit, LED control circuit components. The processor used 51 series microcontroller AT89C51, the whole system is under control in the system software of the work.第一章绪论1.1 课题背景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。

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。

目录1 前言 (1)1.1 无线红外防盗报警电路的发展状况 (1)1.2 无线红外防盗报警器的分类及其介绍 (1)1.3 无线红外报警器工作的原理 (1)1.4 设计无线红外防盗报警器的内容和意义 (1)2 总体方案设计 (3)2.1 方案比较 (3)2.2 方案论证 (4)2.3 方案选择 (4)3 单元模块设计 (5)3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (5)3.2 电路参数的计算及元器件的选择 (13)3.3 特殊器件的介绍 (15)3.4 各单元模块的联接 (21)4 软件设计 (23)4.1 软件设计原理及设计所用工具 (23)4.2 软件结构图 (23)5 系统调试 (27)5.1硬件调试 (27)5.2 系统综合调试 (28)5.3 软件调试 (28)6 系统功能和指标参数 (29)6.1 系统功能的实现 (29)6.2 指标参数 (29)7 结论 (30)8 总结与体会 (31)9 参考文献 (32)附录1：发射部分原理图 (33)附录2：接收部分原理图 (34)附录3：发射部分PCB图 (35)附录4：程序源代码 (36)附录5：实物图 (40)1 前言1.1 无线红外防盗报警电路的发展状况红外防盗报警器的发展主要是基于传感器之下，所以首先要谈谈红外传感器的发展状况。

而传感器技术是21世纪人们在高科技发展方面争夺的一个制高点，各发达国家都将有传感器技术视为现代高新技术发展的关键。

从20世纪80年代起，日本就将传感器技术列为优先发展的高新科技之首，美国等西方国家也将此技术列为国家科技和国防技术发展的重点，而在中国传感器的发展也取得了飞速的发展。

从而基于传感器技术的防盗报警系统也得到了高速发展。

热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的传感器，他能检测人或某些动物发射的红外线并转化成电信号输出。

近几年来，伴随这集成电路技术的飞速发展，以及该传感器的特性的深入研究，相关的专用集成电路的处理技术也迅速发展。

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。