基于單片機控制的紅外熱釋電家庭防盜報警器硬件系統設計

廣東理工學院 倪元相 方燦金

1 引言

隨著現代社會發展和智能化水平的提升，人們的安全意識的不斷提高，對私有財產保護意識不斷加強，對自己所處環境的安全性也提出了更高要求，重點防范不法分子入侵自已所居住的家庭環境。雖然我們現在所居住的場所會安裝很多的監控和安全報警系統，能在一定的程度上保證我們的安全。但是防盜系統及防盜措施各種應用領域能夠實現更加復雜的大面積監測和追蹤任務還遠遠不能滿足用戶的需求。因此，利用紅外輻射與探測的的工作原理，開發設計一款基于單片機控制的紅外傳感器家庭防盜系統勢在必行，它能夠更好的保證家庭環境的安全，旨在滿足日夜增長的現代住宅安全需求。

2 紅外熱釋電家庭防盜報警器可行性分析

采用傳統的監控攝像頭去采集圖像信息，需要通過繁瑣的計算處理后方可給出監測結果，這已經不能很好地適應現代生活當中多變的環境需求。同時計算過程復雜，費用較高昂，并且容易受到環境中其他設備的影響。此外，熱釋電紅外傳感器技術的迅速發展從根本上解決與紅外輻射檢測的相關問題。目前市場上擁有的熱釋電傳感器性能穩定，工藝制造成熟、價格相對便宜，使其在諸如照明控制信號、火災報警信號、防盜報警等家用領域中得到了廣泛的應用。

當有不法分子進入檢測區域時，紅外熱釋電傳感器自動識別、跟蹤和采集數據，經A/D轉換后送入單片機計算處理，最后將處理好的結果經信號放大和D/A轉換后驅動LED燈和蜂鳴器執行元件工作，給出報警信號。可見，設計基于單片機控制的紅外熱釋電家庭防盜報警系統是可行的。

3 紅外熱釋電家庭防盜報警器硬件系統設計及組成

3.1 硬件系統組成

紅外熱釋電家庭防盜報警器硬件系統如圖1所示，主要由單片機模塊、復位電路模塊、傳感器模塊、電源模塊、按鍵模塊、LED顯示模塊和蜂鳴器報警模塊組成。

圖1 紅外熱釋電家庭防盜報警器硬件系統組成框圖

圖2 STC89C52單片機引腳分布

3.2 單片機模塊

紅外熱釋電家庭防盜報警器使用8位處理器的STC89C52單片機控制，其引腳分布如圖2所示。此單片機能夠將人體所發出的紅外線信號首先通過傳感器檢測并轉換為晶體管邏輯電平，然后將晶體管邏輯電平信號發送給單片機處理，最后將單片機處理好的信號驅動LED指示燈和蜂鳴器工作，實現自動報警的功能。

3.3 復位電路模塊

任何單片機系統運行的第一步都是系統重置，即使系統回到預先設定的狀態下，復位電路的功能主要是確定單片機的啟動狀態并完成單片機的正常啟動。當單片機開機時，復位電路給一個復位信號并驅動單片機正常啟動。當單片機操作系統在操作運行過程中受到外部干擾影響時，點擊復位按鈕執行復位電路后，不會影響單片機內部程序的正常運行。

3.4 傳感器模塊

熱釋電傳感器是一種半自動的控制產品被普遍運用于各種各樣的自動感應設備，具有抗干擾性強，反應速度快等優點。熱釋電傳感器各項參數如表1所示。

表1 熱釋電傳感器參數

3.5 電源模塊

圖3 電源模塊電路圖

電源模塊的電路圖如圖3所示，主要由干電池、指示燈和電源開關組成，其中干電池電源電壓4.5V。工作的時候按下電源開關SW1，指示燈D4發光表明電源電路已接通并工作正常。

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圖4 按鍵模塊電路圖

3.6 按鍵模塊

按鈕模塊如圖4所示，主要包括布防、手動報警和取消報警三個按鈕。出現緊急請況時，按下手動報警按鈕，紅色信號燈閃爍，蜂鳴器會立即發出報警。當按下布防按鈕后，綠色布防燈閃爍直至布防結束，一般布防時間設置為20-30s。當按下取消報警按鈕后，指示燈和蜂鳴器都恢復到原始狀態。

3.7 LED顯示模塊和蜂鳴器報警模塊

LED顯示模塊和蜂鳴器報警模塊如圖5所示，主要由紅色LED燈和蜂鳴器組成。當單片機的輸出端顯示輸出低電平時，紅色報警指示燈被驅動并點亮。當電源驅動器S8550晶體管飽和并導通后，單片機P2與P3端口持續低電平，蜂鳴器給出警報信號。當P2與P3端口顯示為高電平時，S8550晶體管被截止斷開，蜂鳴器停止報警。

圖5 LED顯示模塊和蜂鳴器報警模塊電路圖

4 結語

此次設計開發的紅外熱釋電家庭防盜報警器的硬件設計，主要由單片機模塊、復位電路模塊、傳感器模塊、電源模塊、按鍵模塊、LED顯示模塊和蜂鳴器報警模塊組成。能改善傳統防盜系統結構復雜，計算繁瑣、價格昂貴、監控盲區等缺陷，較好地滿足人們日夜增長的現代家居安全需求。