基于AT89C51单片机的多用防盗报警系统设计
作者：冯梦楚 史春洋 王威龙 何召龙 古丽米拉·克孜尔别克 来源：《电脑知识与技术》2019年第22期
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摘要：在日常生活中，我们可能随时都有安全问题。安全风险的发生是突然和不可预测的。正是由于安全行业出现了安全风险的不可预测性，人们使用各种工具和设备来防止我们周围出现安全风险。因此，为了我们的人身财产安全，我们设计了该系统。该系统采用热释电红外传感器，结构简单，价格便宜。而且，防盗性能相对稳定，应用范围广，感应灵敏，安全系数高。防盗装置是隐藏的，不容易被小偷发现。该设计包涵硬件和软件设计。硬件部分包括单芯片控制电路，红外探针电路，按钮电路和报警电路。处理器使用STC89C51单片机，使得系统能在软件控制下实现相关功能。
关键词：单片机;红外传感器;安全;报警器 中图分类号：TP311; ; ;文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）22-0256-03
开放科学（资源服务）标识码（OSID）： 伴随着改革开放的步伐，国家的经济实力和综合国力的不断提高，使得人民的生活水平也在日益增加。同时，私有财产的安全问题受到了广大人民的关注，这就对防盗安全的问题，提出更高的要求。 在现代房屋发展的基础上来看，目前市场上的家用电子防盗安全报警器，只能在一个住宅单元使用，这就不利于相关部门的管理。并且，不能适用于现代房屋居住的发展趋势。所以，我们很有必要完善并且发展一种适用于现代住宅区的家庭电子防盗安全报警器。 这是一种基于家庭的电子防盗系统，目的在于满足于现代住宅区的家庭安全问题，同样可以适用于大型住宅区的防盗安全。 2 系统总体方案设计 2.1 设计要求 （1）熟悉51单片机集成开发环境，用C语言编写项目文件; （2）熟练掌握内部结构的应用，所选微控制器的资源，以及软硬件调试设备的基本方法; （3）了解红外防盗报警原理并掌握实施方法。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2.2 方案选择和论证 2.2.1 单片机的选择 采用单片机作为系统控制器，其具有耗电低、可靠性强等优点，所以，她被越来越多的设计者所采用。它同时具备了强大的运算能力，配合相关软件编程，可以实现很多你意想不到的功能，得到了迅速发展和广泛推广。 基于以上分析，拟定用STC89C52单片机作为控制器。 3 整体硬件系统的完成 3.1 方案的实现 3.1.1 系统大致讲解 我们本次的组装时根据STC89C52单片机来进行相应的组装，电阻 - 电容晶体振荡器构成单片机的最小系统。其他组件围绕微控制器的最小系统构建。本设计还有4个按键，可实现报警模式的选择、布防/撤防的选择、紧急报警和复位等操作。最后供电是采用常用的USB 5V进行供电。 3.2 系统框图 3.3 红外检测模块 3.3.1 热释电红外传感器原理 热电红外传感器由传感探头元件，干涉滤波器和FET匹配装置组成。高热电材料形成具有一定厚度的片，并且金属电极在其两侧电镀，并且通过电力极化以形成热电检测元件。 3.3.2 热释电红外传感器特征 热电红外传感器主要是由高热电系数构成的检测元件，并且在每个检测器中安装一个或两个检测元件。两个元件串联连接，具有相反的极性，以抑制由于它们自身温度升高引起的干扰。 传感器的顶部有一个带红外辐射探测器的窗口，其他波长的红外光被滤波器吸收。一旦人侵入检测区域，人体的红外辐射被镜子部分聚焦并被热电元件接收，但是两个热电元件没有接收到热量差异。热电功率也不同并且不能被消除，并且通过信号处理输出电压信号。 3.3.3 人体红外检测电路 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 液晶模块电路图如图2所示。该模块仅吸引三个引脚，第一个和第三个引脚分别连接到VCC和GND。当有人出现在模块的检测范围内时，第二个支路连接到微控制器的IO端口P16。 3.4 按键输入模块 键盘是操作员控制微控制器的主要设备。在这种设计中，由于使用的按钮数量很少，因此分别只有3个按钮“短报警/长报警切换”，“布防/撤防切换”，“紧急报警”，所以使用单独的键盘。按键的连接3所示： 3.5 蜂鸣器模块 蜂鸣器主要分为两种类型：压电蜂鸣器和电磁蜂鸣器。 硬件系统蜂鸣器，我们所选取的是电磁式蜂鸣器。这种蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。这里的“源”所指的不是电源，而是蜂鸣器振荡源。换句话说，一旦电源打开，就会调用有源蜂鸣器，一个内部振荡器源;无源内部就如同它的名字一样，没有振荡器源，如果我們不能用DC信号发送推文，一定要使用2K-5K方波来驱动。 3.6 LED显示电路 本设计中采用了3颗LED灯，电路如图5所示。分别是黄色、绿色和红色。黄色为报警模式指示灯，熄灭表示短路报警，亮灯表示长报警;绿色是布防状态指示灯，灭表示撤防，闪烁表示正在布防，亮表示布防完成;最后的红色是报警指示灯。 4 软件的组成 4.1 程序语言及开发环境 C语言是一种通用的强大的有用且有效的语言，并且汇编语言也是一种很强大的编程语言。他的作用并且应用和强大的数据处理能力，不仅在软件开发方面，而且在各种科学研究方面。适用于编写系统软件等，如微控制器和嵌入式系统开发。 5 硬件组装与调试 5.1 元件的焊接与组装 （1）我们所设计的所有软硬件，不管大小都应该先行进行自我的测试。 （2）我们的所有设计的东西都应该要保持它的顺序整洁，以便布置布线以及正确焊接。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn （3）应在设备的正向和反向仔细识别离散组件。我们所需要进行正负判断的器件，尤为需要准确判断，保证别在小方面出错。 （4）为了便于我们在最后进行的检查，我们可以通过颜色的判断来记录相应的位置，在平常，我们是使用红线表示正电源，蓝线表示负电源，黑线表示地线，黄线表示信号线。当然使用一种颜色也是可以的。 （5）在实际焊接中，连接需要尽可能简单。连接不会穿过集成电路芯片，必须绕过它。 5.2 电路的调试 调试是指系统的调整、改进与测试。在调试之前，應制定测试项目，测试程序，调试方法和使用的仪器，以确保调试工作圆满完成。 6 结论 本次我们的设计所采用的是KeilC51编程开发软件，通过这个软件，我们才能更加完成的完成我们这次不同模块的设计和实验规划，完成信号的调试以及编写。本设计有许多的优点，例如，电路功能便捷，但是所实用的性能很强，并且相对于其他的设计来说，我们的设计性能价格方面也是很有优势，在家庭防盗方面十分有利。 我们此次文章，完美地完成了我们设计的软件例如代码，以及硬件例如不同模块的设计，使我们为走好下一步的提升打下了良好的基础。我们全部的硬件都是基于AT89S52芯片来进行组装焊接的，其他的硬件方面则是由热传感器，声音光照报警还有按钮的控制构成。对此我们对于我们的防盗系统有很大的信息，例如在价格和使用方面，但是与其他相比还有一些不足之处，我们肯定是会在以后的时间进行改进。 并且，在我看来，防盗以及声音的控制是一个很大的课题，有着很大的发挥空间。为了提高灵敏度并降低误报率，可以将摄像机用作探头，在决定是否报警之前，可以对获取的所认识的图像以及相应的传到信号进行甄别，我们操控人员便可以进行记录以及进一步的判断。随着智能的提高，我们也会发展出更加优秀的系统软件。 参考文献： [1] 吴政江.单片机控制红外线防盗报警器[J].锦州师范学院学报，2001. [2] 宋文绪.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2004. [3] 唐桃波，陈玉林.基于AT89C51的智能无线安防报警器[J].电子设计应用，2003. [4] 薛均义，张彦斌.MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M].西安交通大学出版社，2005. 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn [5] 徐爱钧，彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计[M].北京航空航天大学出版社， 2006. [6] 康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].北京：高等教育出版社，2004. [7] 张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用（第2版）高等教育出版社，2010. [8] 胡汉才.单片机原理及其接口技术（第3版）.清华大学出版社，2010. [9] 李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础北京航空航天大学出版社，2007. [10]柴钰.单片机原理及应用.西安电子科技大学出版社，2009. [11] 李华.MCS-51单片机实用接口技术[M].北京航空航天大学出版社.1993. [12] 何立民.单片机应用技术选编[M].北京航空航天大学出版社，1996. [13] 涂时亮，等.单片机软件设计艺术.重庆：科学文献出版社重庆分社，1987. 【通联编辑：梁书】 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容