红外遥控报警器说明书.docx
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红外遥控报警器说明书
编号
2014年第七届“圆融杯〞电子设计竞赛
参赛作品
作品名称：
红外遥控报警器
团队负责人：
易鹏X毅军X鹏宇
指导单位：
校电子科技协会
指导老师：
填表日期：
2014年11月12日
一、设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍
1.引言
家居防盗报警器的开展主要是基于传感器之上，所以有必要先谈谈红外传感器的开展状况。
而传感器技术是21世纪人们在高新技术开展方面争夺的一个制高点，各兴旺国家都将传感器技术视为现代高新技术开展的关键。
从20世纪80年代起，日本就将传感器技术列为优先开展的高新科技之首，美国等西方国家也将此技术列为国家科技和国防技术开展的重点。
从而基于传感器技术的防盗报警系统也得到了高速开展。
传统的防盗报警器都是检测到有盗情的时候只在本地发出警报声音，内部没有控制器，易被破坏失效，安装，扩展也不方便。
本文设计的家居防盗报警器利用单片机控制，功能强大，并且易于扩展成多用途的智能家居系统。
本家居防盗报警器主要由红外人体感应模块和单片机组成。
感应局部可以配以不同探头，如门磁、烟雾、风雨探头、热释电探头、温度探头等，可以实现防盗、防火、防水等多功能报警，安装使用非常方便！
无论是基于那种方式的防盗报警器，它的工作原理都是将探测到的信号，经电路放大，并通过控制电路判断是否属于异常信号，再决定是否发送报警信号给报警电路,从而到达防盗的效果。
2.工程概述
家居防盗报警器主要是由人体感应模块、中央控制单元、数字显示单元、按键电路、报警电路和电源电路等局部组成。
系统的组成构造如下：
1、主机有三个控制按键，一个按键布防，一个按键是遇到紧急情况紧急报警〔或是测试键〕，一个是撤防。
另一个为单片机的上电复位按键。
2、按下布防按键后，30秒后进入监控状态〔此时有人靠近不报警〕，当有人靠近时，热释红外感应到信号，传回给单片机，单片机马上进展报警。
按下撤防按键解除布防。
3、当遇到特殊紧急情况时，可按下紧急报警键〔测试键〕，蜂鸣器进展报警。
〔前提是在布放状态下！
！
！
〕
4、布防时数码管显示“b〞，撤防时数码管显示“c〞，测试时或报警时数码管显示“-〞
3.实施方案
首先是为系统总体设计方案划分功能模块.第一局部是红外人体感应器；第二局部是主机（含显示器,处理器,报警器等）；按键控制〔对防盗器实行布防和撤防以及测试）。
其次是确定硬件电路的设计，包含芯片的选择，具体电路的设计如探测电路、报警电路等等。
最后就是软件的设计，软件的设计主要是以熟悉硬件电路的工作原理为前提来设计的。
如今市场上成熟的防盗报警产品有被动式的、主动式的和多技术复合式的。
但前两者都有致命的缺点就是误报率很高，而多技术复合式的防盗报警器误报率很低，也是未来开展的主要方向。
即使如此，我依旧设计的是被动式防盗报警器，因为我以目前的水准很难对已成熟的产品有所突破而设计出一流的产品。
个人认为设计防盗报警器的意义在于设计的过程，在设计的过程中我们才会把这几年在学校里学到的融合，同时也让自己明白我们的学习道路还很遥远。
被动式红外传感技术是利用红外光敏器件将活动生物体发出的微量红外线转换成相应的电信号,并进展放大,处理,它能可靠的将运动着的生物体（人）和飘落的物体加以区别。
同时它还具有监控X围大，隐蔽性好，抗干扰能力强和误报率低等特点。
被动式红外入侵报警器又称热释电红外入侵报警器，由光学系统，红外传感器和信息处理三局部组成。
目前与红外传感器配套的光学系统有三种，即反射式、透射式和折射式。
其中反射式光学系统的灵敏度最高，其探测距离可达25～60m；透射式的灵敏度最低，探测距离为2～10m；折射式居中，兼有反射式和透射式的优、缺点。
主动式红外探测器由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。
分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜，起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用，以使红外光的能量能够集中传送。
红外光在人眼看不见的光谱X围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或局部遮挡红外光束。
接收端输出的电信号的强度会因此产生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。
主动式红外探测器遇到小动物、树叶、沙尘、雨、雪、雾遮挡那么不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。
由于光束较窄，收发端安装要结实可靠，不应受地面震动影响，而发生位移引起误报，光学系统要保持清洁，注意维护保养。
因此主动式探测器所探测的是点到点，而不是一个面的X围。
其特点是探测可靠性非常高。
但假设对一个空间进展布防，那么需有多个主动式探测器，价格昂贵。
主动式探测器常用于博物馆中单体贵重文物展品的布防以及工厂仓库的门窗封锁、购物中心的通道封锁、停车场的出口封锁、家居的阳台封锁等等。
通过比照本设计采用被动式检测，用人体感应模块采集入侵者信息，利用单片机处理，最后显示并报警。
二、设计课题硬件系统的设计
2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍
2.1.1人体感应模块
模块简介：
本感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元〔A元B元〕位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值。
2.1.2数码管显示模块
模块简介：
本模块采用的是0.56一位数码管来作用的，当按下布放键时，数码管显示“b〞，撤防时数码管显示“c〞，测试时或报警时数码管显示“-〞。
2.1.3数码管显示模块
模块简介：
本模块由一个红外遥控器，一个1838的红外接收头，和一个1K的电组组成，将红外接收程序烧录的单片机后，就可通过遥控器控制报警器的开断。
2.1.4声光报警提示模块
模块简介：
本模块由一个蜂鸣器，一个LED灯，一个9012型三极管和两个2.2K的电组组成，从单片机的P1.3脚引出一根线接上三极管的基极，通过三极管的放大作用到达预期欲求，报警命令下达时，LED灯一闪一闪，同时蜂鸣器紧随其节奏，断断续续的响。
2.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图
2.2.1电路原理图
2.2.1电路PCB图
2.3设计课题元器件清单
1、7*9万用板
2、人体感应模块
3、单排母座*3
4、插针*3
5、杜邦线*3
6、自锁开关
7、9013
8、9012
9、10k电阻*2
10、2.2k电阻*3
11、一位共阳数码管
12、蜂鸣器
13、DC电源插口
14、Stc89c51
15、40IC座
16、10uf电容
17、12m晶振
18、30pf电容*2
19、小按键*4
20、5mmLED
21、导线假设干
22、焊锡假设干
23.焊锡假设干USB电源线〔电池盒+DC插头）
24.1838红外接收头
25.
26.1K电阻*1
27.红外遥控器
三、设计课题软件系统的设计
1.程序
#include
#include
#defineucunsignedchar
#defineuiunsignedint
sbitSOS=P1^0;//布防
sbitbufang=P1^1;//报警按键
sbitchefang=P1^2;//撤防
sbitbaojing=P1^3;//蜂鸣器
bitbdataflag,flag1;//flag布防标志，flag1布防倒计时标志
uct,t1;//定时器专用变量
//sbitLED_OPEN=P2^3;
ucdistemp;
voiddelay_hw（ucx）;//x*0.14MS
voiddelay1（intms）;
sbitIRIN=P3^2;//红外接收器数据线
ucIR[7];
ucflag_hw=1;
//数码管的段码编码
uctable[16]={0x03,/*0*/
0x9F,/*1*/
0x25,/*2*/
0x0D,/*3*/
0x99,/*4*/
0x49,/*5*/
0x41,/*6*/
0x1F,/*7*/
0x01,/*8*/
0x09,/*9*/
0x11,/*A*/
0xC1,/*b*/
0x63,/*C*/
0x85,/*d*/
0x61,/*E*/
0x71,/*F*/};
/*******************************************************************/
/**********************************************************/
voidIR_IN（）interrupt0using0
{
unsignedcharj,k,N=0;
EX0=0;
delay_hw（15）;
if（IRIN==1）
{EX0=1;
return;
}
//确认IR信号出现
while（!
IRIN）//等IR变为高电平，跳过9ms的前导低电平信号。
{delay_hw
（1）;}
for（j=0;j<4;j++）//收集四组数据
{
for（k=0;k<8;k++）//每组数据有8位
{
while（IRIN）//等IR变为低电平，跳过4.5ms的前导高电平信号。
{delay_hw
（1）;}
while（!
IRIN）//等IR变为高电平
{delay_hw
（1）;}
while（IRIN）//计算IR高电平时长
{
delay_hw
（1）;
N++;
if（N>=30）
{EX0=1;
return;}//0.14ms计数过长自动离开。
}//高电平计数完毕
IR[j]=IR[j]>>1;//数据最高位补“0〞
if（N>=8）{IR[j]=IR[j]|0x80;}//数据最高位补“1〞
N=0;
}//endfork
}//endforj
if（IR[2]!
=~IR[3]）
{EX0=1;
return;}
switch（IR[2]）
{
case0x16:
distemp=0;
break;
case0x0c:
distemp=1;
{
flag_hw=!
flag_hw;
}
break;
case0x18:
distemp=2;
break;
case0x5e:
distemp=3;
break;
case0x08:
distemp=4;
break;
case0x1c:
distemp=5;
break;
case0x5a:
distemp=6;
break;
case0x42:
distemp=7;
break;
case0x52:
distemp=8;
break;
case0x4a:
distemp=9;
break;
}
EX0=1;
}
/**********************************************************/
voiddelay_hw（unsignedcharx）//x*0.14MS
{
unsignedchari;
while（x--）
{
for（i=0;i<13;i++）{}
}
}
/**********************************************************/
voiddelay1（intms）
{
unsignedchary;
while（ms--）
{
for（y=0;y<250;y++）
{
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
}
}
}
voiddelay（uix）//延时函数1ms
{
uii,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<110;j++）;
}
voidkongzhi（）//控制函数
{
if（（bufang==1）&&（flag==0））//在报警等待时按下布防键
{
delay（10）;
if（（bufang==1）&&（flag==0））
{
t=0;
t1=0;//清零计时器
TR0=1;//翻开计时器
P2=0x85;//显示字母b
}
}
if（（flag==1）&&（SOS==1））//报警按键按下
{
flag1=1;//蜂鸣器鸣响
P2=0xbf;//显示"-"
TR0=1;//开启定时器
}
if（chefang==1）//撤防键按下
{
delay（10）;
if（chefang==1）
{
{
flag1=0;
baojing=1;//关闭蜂鸣器
flag=0;//停顿计时器计时
TR0=0;//关闭计时器
P2=0xa7;//显示字母c
delay（1000）;//延时1s
P2=0xff;//关闭显示，进入等待布防状态
}
}
}
}
voidinit（）//初始化函数
{
TH0=0x4b;
TL0=0xff;
TMOD=TMOD|0x01;
EA=1;
ET0=1;
TR0=0;//定时器初始化
bufang=0;
SOS=0;
chefang=0;//按键初始化
}
voidmain（）//主函数
{
//LED_OPEN=0;
IE=0x81;//允许总中断中断,使能INT1外部中断
TCON=0x10;//触发方式为脉冲负边沿触发
IRIN=1;//I/O口初始化
delay1（10）;//延时
//P2=9;
init（）;//调用初始化
while
（1）
{P0=table[distemp];
delay_hw（20）;
P2=0xA1;
while（flag_hw）
{
P0=table[distemp];
delay_hw（20）;
kongzhi（）;//控制函数
}
init（）;
}
}
voidtime（）interrupt1//定时器函数
{
TH0=0x4b;
TL0=0xff;//重新赋初值
t++;
if（t==20）
{
t=0;
t1++;
if（t1==30）//计时到30s时开启布防数码管停顿显示关闭定时器
{
t1=0;
flag=1;
P2=0xff;
TR0=0;
}
}
if（（t>=10）&&（flag1==1））//报警
{
baojing=~baojing;
t=0;
}
}
四，误差分析、教学建议及改良
4.1误差分析
由于电路上的不合理设计与连接，导致手动按下报警键时，蜂鸣器和LED灯无响应。
4.1教学建议及改良
进一步优化程序，使报警器模块上的四个小安键的作用，能全部用遥控器的按键来代替，再是添加一个短信发送模块，使其在蜂鸣器响应的同时发送短信报警，或者将红外模块改为灵敏度更高的蓝牙模块。
五．参考文献
[1]陈权昌,李兴富.单片机原理及应用[M].XX:
华南理工大学,2007.8
[2]李庆亮.C语言程序设计实用教程[M].:
机械工业,2005.3
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高等教育,2003.12.
[4]及力.Protel99SE原理图与PCB设计教程[M].:
电子工业,2007.8.
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高等教育,2008.6
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[8]汪文，陈林.单片机原理及应用[M].XX:
华中科技大学,2007.
[9]康华光.电子技术根底数字局部[M].:
高等教育,2008.
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