基于单片机控制的红外防盗报警器的设计

苏良枝

摘 要：随着最近几年信息化时代到来，人们对于智能防盗的要求也变得逐渐提升，传统防盗措施已经无法满足人们日常生活实际要求，高性能防盗报警器获得了广泛受众群体。本文在研究过程中设计了基于单片机控制的红外防盗报警器。整个系统由硬件设计与软件设计两个部分所组成。其中硬件系统主要包括红外发射电路、接收电路、单片机控制电路、声光报警电路等等。当有人进入到监控区域之后，热释电红外线传感器就会探测到人体所发出的红外辐射并将其转变为十分微弱的电压信号，并经过放大后输入到单片机中，最终启动整个报警系统。系统软件部分则是使用C语言进行编写，对控制程序加以调试，并给出了涉及到的程序流程图。最终到的红外防盗报警器错报率较低，成本较低，值得推广。

关键词：单片机;报警电路;红外线防盗报警器

本次设计得到的防盗报警器系统是将红外传感器作为自身监测，将蜂蜜器作为报警媒介，进而满足现代化住宅的实际要求，对之前已有的家庭防盗报警系统加以有效改进。不但能够满足单一住宅用户的防盗报警需求，同时还能够保证防盗系统整体安全性不断提升，有较高可靠性，错报率较低。本系统将单片机作为微处理器，通过接口连接保证系统能够与计算机连同，这种做法就能够令计算机实施对系统加以控制，也更加方便用户对报警器的管理。

一、系统整体方案设计

（一）系统功能介绍

本设计最终得到红外防盗报警器系统，是当单片机作为自身控制核心，利用目前十分先进的红外传感器检测技术对人体信号进行收集与检测，在发现异常情况之后会进行报警。在使用本系统过程中，仅仅需要将设备电源连同，之后屏幕显示器就会出现相关信息，之后按下对应按键，系统就会进行布防。

（二）系统总体结构设计

本次设计最终得到的红外防盗器，是完全按照功能需求以及任务书要求，在充分查阅相关文献资料基础上得到，从硬件设计角度设计了整个系统的硬件框架图，如图2-1所示。从其构成部分看，主要包括单片机控制部分、红外热释电传感器检测部分、LCD液晶显示部分、按键控制部分、报警器部分等等。

（1）单片机部分。单片机是整个系统的核心组成部分，系统的所有控制程度都需要写入到单片机当中，利用单片机对其他部分电路正常工作进行协调。

（2）晶振部分电路。其的主要作用就是保证单片机顺利工作提供合理科学的工作时钟信号，没有晶振部分电路，单片机无法正常运行。

（3）复位电路。该部分也是保证单片机正常工作的重要组成部分，能够可以在单片机上电的一瞬间输送给单片机一个复位信号，指示单片机程序能够重新开始运行。

（4）红外热释电传感器部分。热释电传感器是一个专门用于对人体各方面信息进行检测的传感器，能够判断自身覆盖范围内是否有人存在。

（5）液晶显示部分。其的主要作用是为人机交互提供一个凭条，主要用来显示目前报警器的实际工作状态，用户通过液晶显示屏，也能够了解到目前报警器的实际工作情况。

（6）按键电路部分。其的主要作用是用户能够通过按键设定出与之相对应的信息。

（7）报警模块部分。主要作用是进行蜂鸣器报警，当覆盖的范围有人进入之后就会自动报警。

二、系统硬件电路设计

（一）单片机最小系统电路设计

本次设计得到的红外防盗报警器，是将STC89C52单片机作为主要控制器。该型号单片机是一种带8K字节的Flash存储器的低电压、高性能CMOS 8位单位及。其内部通过反复摩擦最终能够得到1000多次的只读存储器。该型号单片机是ATMEL公司利用十分先进的储器制造技术得到，将工业中的MCS-51输出管脚与指令集融为一体。而STC则是该型号单片机中一款效率较高的微型控制器，其将闪烁存储器与多功能8位CPU安装到同一个芯片当中。

（二）LED指示灯电路与设计

本次设计的系统中工作指示灯主要包括两个部分，即工作指示用灯与监控状态用灯。由于受到时间与精力限制，本次设计系统监控部分的指示灯是又LED等进行指示，LED灯亮表示监控器处于开启状态，LED灯灭，则代表监控器处于关闭状态。两个电路都是由电阻与发光二极管通过串联得到，之后再连接到单片机上，D1与单片机P3.3相连接，起到指示电路的作用，D2则与单片机P3.2相连接，用来作为监控电路。

（三）热释电傳感器电路

热释电传感器的主要作用就是当有人进入到布放区之后，能够在第一时间监测到人体信号。本次设计选用了集成热释电传感器，型号为HC-SR501，这款模块不但成本比较低，而且兼有体积小、灵敏度高等很多优点，甚至可以人工对其灵敏度进行调节，十分适合将其安装到家庭当中，起到防盗监测作用。

（四）显示模块电路的设计

LCD1602型号显示器在屏幕当中显示的内容是2行16列字体。在设备内部存储着160个各式各样的字符图形，例如数字、字符、常用符号等等，不同字符都有其对应的代码，在使用过程中程序能够将代码显示出来，之后在屏幕当中出现该代码所表示的字符。整个显示电路如图2-5所示，从显示电路当中能够清楚看到目前防盗报警器的实际运行状态。

（五）按键电路设计

随着科学技术不断发展，按键控制电路的种类也朝着多样化方向不断发展，比较常用的包括独立式案件与矩阵式案件。独立式按键在使用过程中主要是通过单片机中的I/O接口状态判断案件是否被按下，这种控制方式比较简单，电路与程序不是十分繁琐，但是也存在着一个缺点，那就是只能控制一个按键，如果同时按多个按键的话可能会导致单片机的I/O端口不足。而矩阵式按键在使用过程中则可以被设计成为几行几列的方式，案件也分行、列驱动。

（六）报警电路设计

报警电路的主要作用就是能够对使用者进行提醒，当系统处于布防状态时，如果有人进入到布防区域之后就会发出蜂鸣声报警。通过单片机的IO端口驱动PNP形式的三极管，通过实现三极管的通畅与关闭，进而实现蜂鸣报警，而报警电路则主要是在单片机驱动而实现报警功能，

三、系统软件程序设计

（一）主程序

主程序是整个系统得以顺利实现的设计原理框架，其中全部程序都应当按照已经制定好的流程进行设计。当系统接通电源之后，首先各个器件会进行初始化操作。之后会对此时传感器是否有信号进行检测，此时传输回来的信号如果判断需要报警，就会发出蜂鸣声，整个程序如附录所示。

（二）中断服务程序

中断程序功能实现流程如下所示：首先，处于信用最外部的热释传感器在接受到脉冲信号之后，单片机就会启动对布防区域的监测，判断是否有人传入到其中，在确定之后就会驱动报警电路报警声音与光纤，在10s之后就会自动停止报警，之后程序开始进入到一个全新的工作周期，检测触发信号，等待报警继续进行工作。另外，在使用中断模式之后还可以实现持续报警10s，另外，也可以结合自身实际需要手动停止报警。

（三）报警服务程序

报警服务程序的主要功能如下所示：通过人为确定时间，10ms等待，并连续计时10次，最终得到了一个周期1s的防波信号，之后会重复整个过程，最终这列脉冲信号由单片机P3.7口输出与报警电路连接驱动发光二极管通过1s频率闪动，最终蜂鸣器报警。

总结

本文在研究过程中结合实际需要设计了一款基于单片机控制的红外防盗报警器，首先对设计背景进行了详细阐述，之后对整个控制方案进行了设计。之后在此基础上，分贝对各个模块的实现进行了设计。最后按照系统控制要求，对其进行了针对性调试工作，从最终得到的调试结果上来看，本系统所有功能实力实现。

参考文献：

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[2]徐丽丽， 杨风， 米卫卫. 基于单片机家庭防盗报警系统的设计[J]. 传感器世界， 2013， 19（8）：20-23.

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（福建医科大学附属第二医院  福建  泉州  362000）