小型紅外安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 學(xué)校代碼： 學(xué) 號： Hefei University 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） BACHELOR DISSERTATION 論文題目： 小型紅外安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)位類別: 工學(xué)學(xué)士 學(xué)科專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 中 文 摘 要該設(shè)計(jì)該出了一種小型的安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，介紹了硬件和軟件的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種安全監(jiān)測系統(tǒng)不僅可靠性高，并且實(shí)時(shí)性好、體積小、成本低，易于推廣，有著很好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：紅外安全監(jiān)測；硬件設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)；遙控。ABSTRACTThis article presents the design of small infrare

2、d safety monitoring system.Introducing the design of hardware and software. The experimental result indicates this system is not only reliable,but also real time,and small,cheap easy to popularity,so this system has good prospect.Key words: Infrared security monitor, Hardware design, Software design

3、, Remote control.目錄中 文 摘 要1ABSTRACT2目錄3第一章 引言4第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)52.1系統(tǒng)功能概述52.2 電源和通訊接口52.3 顯示電路62.4 按鍵和遙控器62.5 高壓部分的控制電路72.5 熱釋電傳感器及周圍電路7第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)293.1 按鍵和遙控器處理程序93.2 定時(shí)器和顯示程序103.3 正常工作和報(bào)警程序10結(jié)束語11參考文獻(xiàn)12致 謝13第一章 引言隨著科技的進(jìn)步，人們對住宅小區(qū)、倉庫、變電所等地方的安全監(jiān)測提出了更高的要求。以往人們主要是配備值班人員或者專門的看守人員來完成類似的安全監(jiān)測任務(wù)，這種方法帶來了一些人為的主觀因素，會(huì)出

4、現(xiàn)這樣那樣的偏差，還使得成本增加，在安全的可靠性上、經(jīng)濟(jì)上都很不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。利用紅外探測技術(shù)來實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測，是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)，它是利用紅外熱釋電元件感知人體發(fā)出的紅外光。當(dāng)有人進(jìn)入被監(jiān)控區(qū)域時(shí)，能夠起到報(bào)警功能，并且可通過和上位機(jī)的通訊樓口，組成更大，功能更齊全的安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)功能概述本系統(tǒng)的功能包括電源指示、定時(shí)設(shè)置，紅外遙控開關(guān)、兩位LED數(shù)碼顯示（系統(tǒng)工作的時(shí)間，單位是分鐘）、人來報(bào)警（包括強(qiáng)電220伏日光燈亮滅報(bào)警、蜂鳴器報(bào)警、紅發(fā)光二極管報(bào)警）、人去報(bào)警消除等功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上電后，LED默認(rèn)顯示為16，單位是分鐘。

5、如果需要設(shè)置時(shí)間，則分別按下十位和個(gè)位來設(shè)置；若不用，在用遙控器發(fā)出信號或者按了開始鍵后，系統(tǒng)開始正常工作。開始正常工作后，如果有人在前面三米之內(nèi)經(jīng)過，就會(huì)引起系統(tǒng)的報(bào)警，如果一直沒有人再經(jīng)過，則系統(tǒng)一直保持報(bào)警狀態(tài)；如果人再次經(jīng)過，那么報(bào)警解除。系統(tǒng)硬件按功能分為電源和通訊接口、顯示電路、按鍵和遙控器、高壓部分控制電路等幾部分，下面分別介紹。2.2 電源和通訊接口采用雙路電源分別供電，一路是沒有經(jīng)過變壓器的220伏交流電，給日光燈供電；另一路是經(jīng)過一個(gè)變壓器后，再經(jīng)過整流橋和7805形成穩(wěn)定的5伏直流電，作為芯片電源。在遙控器上，采用74HC00作為主芯片，此芯片是CMOS結(jié)構(gòu)，最低工作電壓

6、為2伏，所以我們用兩節(jié)干電池作為電源。通訊接口采用RS232標(biāo)準(zhǔn)端口，進(jìn)行串行通訊。在上位機(jī)上可對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置時(shí)間、開啟和關(guān)閉等操作。2.3 顯示電路顯示部分采用串口驅(qū)動(dòng)兩片串接74LS164，兩片74LS164分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)LED進(jìn)行。在這里串口工作于0方式，TXD信號是作為同步信號，RXD是作為輸出信號，其連接方式如圖2所示。圖2連接方式2.4 按鍵和遙控器按鍵采用電阻上拉式。遙控器發(fā)射電路部分1采用通用的38KHz載波信號，用低頻信號進(jìn)行調(diào)制；接收部分采用通用的HS0038，它是一種靈敏度高，集成度高的電路，本身包含了解調(diào)電路，不用額外增加電路即可對信號直接處理。本發(fā)射電路采用的是74HC

7、00（包含四個(gè)與非門）作為兩級振蕩器的主芯片，其連接電路和波形圖如圖3所示。電路框圖及波形2.5 高壓部分的控制電路采用3061作為控制芯片，3061是由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)感光三極管組成。用3061控制可控硅的導(dǎo)通和截止，這里采用BT136型（圖4）。圖4高壓控制電路2.5 熱釋電傳感器及周圍電路熱釋紅外傳感器是利用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性來探測紅外輻射，這里是采用237S型，它有三個(gè)管腳，其中一個(gè)接地，另兩是個(gè)輸出信號端。只要有300320K的黑體溫度被檢測到時(shí)，其兩端的電壓就發(fā)生變化。光通量增加時(shí)，產(chǎn)生正電壓；光通量減小時(shí)，產(chǎn)生負(fù)電壓。信號經(jīng)過電容濾波，送到了LM324的一端（LM

8、324中的四個(gè)運(yùn)放組成2級放大和2個(gè)比較電路）再經(jīng)過濾波、放大、比較，把兩路信號分別送到CPU的中斷輸入端。這樣，當(dāng)熱釋傳感器的紅外光通量發(fā)生變化時(shí)，就能引起中斷。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2系統(tǒng)的初始化程序包括對串口部分、定時(shí)器部分、燈和蜂鳴器的狀態(tài)、中斷的觸發(fā)方式等進(jìn)行設(shè)置。整個(gè)系統(tǒng)的流程圖如圖5所示。系統(tǒng)軟件按功能分為三部分，包括按鍵和遙控器處理程序、定時(shí)器和顯示程序、正常工作和報(bào)警程序等。圖5 系統(tǒng)流程圖3.1 按鍵和遙控器處理程序正常工作開始前，系統(tǒng)不斷查詢按鍵和遙控器接收頭的裝填。時(shí)間設(shè)置鍵采取按下、抬起一次加一，循環(huán)設(shè)置。時(shí)間設(shè)置鍵按下后、蜂鳴器發(fā)出嘟的聲音，直到按鍵抬起，蜂鳴器不再響

9、，然后調(diào)用LED顯示程序。開始或者遙控按下，系統(tǒng)開始工作。遙控器接收頭對接收到的遙控高頻信號解調(diào)后，是400Hz的低頻信號，通過軟件除擾動(dòng)后，系統(tǒng)對信號處理，進(jìn)入正常工作程序。3.2 定時(shí)器和顯示程序本系統(tǒng)只用了定時(shí)器0.其工作方式為方式0.初始值設(shè)為0204H，一分鐘的軟件循環(huán)次數(shù)為1240次。顯示程序采用查表的方式，在表中存放了09的 字模。30H、31H中分別是十位和個(gè)位數(shù)，tab是字模表的首地址。程序如下:3.3 正常工作和報(bào)警程序正常工作時(shí)，系統(tǒng)不停的查詢按鍵、遙控器收頭、顯示時(shí)間的狀態(tài)。若檢測到有鍵按下，遙控器按下，或者定時(shí)時(shí)間到00.程序立即回到初始的按鍵查詢程序，準(zhǔn)備下一次的時(shí)

10、間設(shè)置，或者直接開始工作。在正常工作過程中，時(shí)間是按分鐘遞減的。到了中斷時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，蜂鳴器發(fā)出嘟嘟報(bào)警聲，紅發(fā)光二極管明滅相間、日光燈滅，知道再次觸發(fā)中斷，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。結(jié)束語本系統(tǒng)是在吸收國內(nèi)外等相關(guān)產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)廣大用戶的實(shí)際需要，開發(fā)出來的產(chǎn)品。實(shí)踐表明，本系統(tǒng)具有可靠性、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。紅外安全檢測系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于智能小區(qū)、倉庫等地方。參考文獻(xiàn)1 徐守堂。電視接收技術(shù)M.西安電子科技大學(xué)出版社，2000.2 翟生輝等，單片機(jī)計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用M.西安交通大學(xué)出版社，1995.12致 謝經(jīng)過長期的奮戰(zhàn)和幾個(gè)階段的努力，終于結(jié)束了全部設(shè)計(jì)任務(wù)。本次設(shè)計(jì)是對以前大學(xué)所學(xué)知識的一次總結(jié)和回顧，將以前所學(xué)的單片機(jī)知識一次徹底回顧，掃除了很多以前學(xué)習(xí)的盲點(diǎn)和不足，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中也經(jīng)常和同學(xué)室友一起溝通交流，一起學(xué)習(xí)進(jìn)步，一起奮戰(zhàn)天明，我很享受在大學(xué)最后的日子里有各位兄弟的一路陪伴。大家一起相互幫助，相互學(xué)習(xí)。