基于单片机控制的红外热释电家庭防盗报警器硬件系统设计

news2024/9/23 23:31:22

【摘要】随着社会的发展和人们安全意识的提高，传统的家庭防盗系统不能适应现代生活中多变的环境。本文设计开发的红外热释电家庭防盗报警器能改善传统防盗系统结构复杂，计算繁琐、价格昂贵、监控盲区等缺陷，主要由单片机模块、复位电路模块、传感器模块、电源模块、按键模块、LED显示模块和蜂鸣器报警模块组成，能较好地满足人们日夜增长的现代家居安全需求。

【关键词】单片机；红外热释电；家庭防盗报警器

1 引言

随着现代社会发展和智能化水平的提升，人们的安全意识的不断提高，对私有财产保护意识不断加强，对自己所处环境的安全性也提出了更高要求，重点防范不法分子入侵自已所居住的家庭环境。虽然我们现在所居住的场所会安装很多的监控和安全报警系统，能在一定的程度上保证我们的安全。但是防盗系统及防盗措施各种应用领域能够实现更加复杂的大面积监测和追踪任务还远远不能满足用户的需求。因此，利用红外辐射与探测的的工作原理，开发设计一款基于单片机控制的红外传感器家庭防盗系统势在必行，它能够更好的保证家庭环境的安全，旨在满足日夜增长的现代住宅安全需求。

2 红外热释电家庭防盗报警器可行性分析

采用传统的监控摄像头去采集图像信息，需要通过繁琐的计算处理后方可给出监测结果，这已经不能很好地适应现代生活当中多变的环境需求。同时计算过程复杂，费用较高昂，并且容易受到环境中其他设备的影响。此外，热释电红外传感器技术的迅速发展从根本上解决与红外辐射检测的相关问题。目前市场上拥有的热释电传感器性能稳定，工艺制造成熟、价格相对便宜，使其在诸如照明控制信号、火灾报警信号、防盗报警等家用领域中得到了广泛的应用。当有不法分子进入检测区域时，红外热释电传感器自动识别、跟踪和采集数据，经A/D 转换后送入单片机计算处理，最后将处理好的结果经信号放大和D/A 转换后驱动 LED 灯和蜂鸣器执行元件工作，给出报警信号。可见，设计基于单片机控制的红外热释电家庭防盗报警系统是可行的。

3 红外热释电家庭防盗报警器硬件系统设计及组成

3.1 硬件系统组成

红外热释电家庭防盗报警器硬件系统如图 1 所示，主要由单片机模块、复位电路模块、传感器模块、电源模块、按键模块、LED显示模块和蜂鸣器报警模块组成。

3.2 单片机模块

红外热释电家庭防盗报警器使用 8 位处理器的 STC89C52 单片机控制，其引脚分布如图 2所示。此单片机能够将人体所发出的红外线信号首先通过传感器检测并转换为晶体管逻辑电平，然后将晶体管逻辑电平信号发送给单片机处理，最后将单片机处理好的信号驱动LED指示灯和蜂鸣器工作，实现自动报警的功能。

3.3 复位电路模块

任何单片机系统运行的第一步都是系统重置，即使系统回到预先设定的状态下，复位电路的功能主要是确定单片机的启动状态并完成单片机的正常启动。当单片机开机时，复位电路给一个复位信号并驱动单片机正常启动。当单片机操作系统在操作运行过程中受到外部干扰影响时，点击复位按钮执行复位电路后，不会影响单片机内部程序的正常运行。

3.4 传感器模块

热释电传感器是一种半自动的控制产品被普遍运用于各种各样的自动感应设备，具有抗干扰性强，反应速度快等优点。热释电传感器各项参数如表1 所示。

电源模块的电路图如图 3 所示，主要由干电池、指示灯和电源开关组成，其中干电池电源电压4.5V 。工作的时候按下电源开关SW1，指示灯 D4 发光表明电源电路已接通并工作正常。

3.6 按键模块

按钮模块如图 4 所示，主要包括布防、手动报警和取消报警三个按钮。出现紧急请况时，按下手动报警按钮，红色信号灯闪烁，蜂鸣器会立即发出报警。当按下布防按钮后，绿色布防灯闪烁直至布防结束，一般布防时间设置为20-30s 。当按下取消报警按钮后，指示灯和蜂鸣器都恢复到原始状态。

3.7 LED显示模块和蜂鸣器报警模块

LED 显示模块和蜂鸣器报警模块如图 5 所示，主要由红色 LED 灯和蜂鸣器组成。当单片机的输出端显示输出低电平时，红色报警指示灯被驱动并点亮。当电源驱动器S8550 晶体管饱和并导通后，单片机P2与 P3 端口持续低电平，蜂鸣器给出警报信号。当 P2 与 P3 端口显示为高电平时，S8550 晶体管被截止断开，蜂鸣器停止报警。