- 2021-04-15 发布 |
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文档介绍
毕业设计 门磁红外报警器的设计
梧州学院毕业设计(论文) 门磁红外报警器的设计 系 部: 专 业: 班 别: 姓 名: 学 号: 指导老师: 日 期: 1 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 摘 要 随着时代的不断进步,人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求,尤其是在家居安全方面,不得不时刻留意那些不速之客。现在很多小区都安装了智能报警系统,因而大大提高了小区的安全程度,有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用,此外,在电子防盗、人体探测等领域中,对射红外探测器以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。 本文介绍了一款结构简单,成本低廉,稳定性比较高的红外报警设计的实现. 在本文中主要介绍了该设计的硬件电路、软件设计流程、系统测试。门磁红外报警器采用AT89S52单片机,单片机是本系统的核心器件。以PT2272/2262,315M射频来实现各种传感信号的编解码发射与接收,LCD1602实时显示密码输入状态,通过遥控模块可以很方便地进行远程操作处理,很适合在小区推广。 关键词:PT2262/2272;红外传感;单片机; - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 Abstract With time unceasing progress, people located the environment security to oneself to set a higher request, Specially to safety of their living room. Now most plots all have installed the intelligence alarm system, Thus enhanced the plot safety rate greatly, this effectively guaranteed inhabitant's person property safety. Because infrared is not exposed to light, Has strong confidentiality and the secrecy, Therefore in security, and so on security An Bao installed obtained the widespread application, In addition, In electron security, domains and so on in human body survey, Correlation infrared acquisition aid by its price inexpensive, technical performance stable and so on characteristics, Receives the user community and professional's welcome. This article introduced a section structure Infrared reports to the police the design realization which is simple, low cost, high stability quite. This thesis mainly introduces the hardware electric circuit, software design process, testing system. The gate magnetism infrared alarm apparatus use at89S52 monolithic integrated circuit, The monolithic integrated circuit is this system core component. Realizes each kind of sensing signal by the PT2272/2262,315M radio frequency to arrange the decoding launch and the receive, LCD1602 real time display password input condition, May carry on long-distance operation processing very conveniently through the remote control module, suits very much in the plot promotion. Key word: PT2262/2272; Infrared sensing; Monolithic integrated circuit; - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 目 录 摘 要…………………………………………………………………………….. ..1 Abstract…………………………………………………………………….…….. ..2 前 言……………………………………………………………………….…….. .4 第一章 系统的结构及功能介绍………………………………………..……….5 1.1 系统的工作原理概述………………………………….…….…………5 1.2 系统的特点和使用…………………………………………. .…………6 1.2.1 系统的特点……………………………….………….………….6 1.2.2 使用说明…………………………………………….…….…….6 第二章 硬件系统的设计……………………………………………. .………...7 2.1 信号编解码功能的实现和电路………………………………………..8 2.1.1 信号编码的实现……………………………………... ……. .…11 2.1.2 信号解码的电路…………………………………. .……………12 2.2 信号发射频和接收频的处理…………………………………………..14 2.2.1 发射频原理……………………………………………………...14 2.2.2 接收频电路………………………………………………. . .…..14 2.3 红外传感信号的处理……………………………………. .……………16 2.3.1 BISS0001的管脚说明………………………….………………..16 2.3.2 BISS0001的内部结构……………………. .…………………….18 2.3.2 BISS0001应用电路图…………………………………. .……….19 2.4 各模块的工作原理………………………………………………….…..21 2.4.1 主机模块的原理…………………………………………………21 2.4.2 门磁触发原理图…………………………………………………22 2.4.3 遥控原理图………………………………………………………22 2.4.4 红外传感原理图…………………………………………………22 第三章 系统软件设计…………………………………………….…………….23 3.1 主程序部分………………………………………….…………………..23 3.2门磁报警功能软件设计流程图………………. .………………………..24 3.3红外报警功能软件设计流程图…………. .……………………………..24 第四章 系统测试………………………….………………………………….....25 4.1 遥控模块的测试………………………….……………………………..25 4.2 LCD显示………………………………………………. .……………..25 4.3 门磁部分红外模块………………………………………………………25 4.4 系统主要技术指标……………………………………………….……..25 第五章 结束语…………………………………………………….…………….26 致 谢…………………………………………………………….………………….27 参考文献…………………………………………………….……………………...28 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 引 言 随着科学技术的不断发展,目前日常生活中出现了各种各样的防盗报警器。但是,其中绝大多数,要么是设计比较繁杂,要么是制造工序复杂,要么是成本很高,不适合生产和人们的消费需求,不能在一般居民的日常生活中得到广泛应用。但有一种红外报警器却摆脱了这种种缺点。该红外报警器原理易于理解,外形美观而且结构简单,所用器件数目少,比较常见而且成本较低。因此该红外报警器在制造工序上比其他报警器简单,在制造成本上远远低于其他类型的报警器。更为重要的是,此类报警器防盗的安全指数非常高,几乎不会出现不报或误报。可以有效地预防和打击违法犯罪的盗窃行为,为人们的生命财产安全提供了强有力的保障,为社会的安全稳定发挥了巨大的作用,尤其是在一些住宅小区更是令人叫好。这种红外报警器也因此被人们誉为"忠诚的卫士"或"人性化看门狗" - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 第一章 系统结构及功能介绍 1.1 系统工作原理概述 此报警器以PT2272做为编码信号的接收,AT89S52单片机做为控制中心,系统结构如图1-1所示: 图1-1 系统基本工作原理方框图 系统主要包括红外传感信号、门磁触发信号的发射与接收,解除报警密码的输入、储存与修改,时钟,LCD显示以及控制核心单片机电路。接通电源后,PT2262通过射频发射模块把编码信号发到主机,2272接收到信号后完成解码,传到单片机,由程序分析出信号类型与所在地点,若来人无法输入正确的在密码则立即报警. - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 1.2 系统的特点和使用 1.2.1 系统的特点 ●便于即时设防与撤防 ●可在小区内使用,每家每户都能分到一个不同报警地址码 ●结构简单,所用器件数目少,比较常见而且成本较低 ●安全指数高,几乎不会出现不报或误报 ●性能比较的稳定 1.2.2 使用说明 (1)开机 接通电源后系统复位进入工作状态,单片机扫描各个端口,等待信号的输入。 (2)键盘各个按键的使用功能 set# 此按键按下输入原始密码后,可设置新的密码。 enter# 此键作为密码输入完毕的确认键。 back# 不小心输入错误按此键可返回上一级输入状态。 clean# 在触发报警之后,按此键即使输入密码。 begin# 此键可以启动报警功能。 0# 在设置键按下时,此键代表输入密码0。 1# 在设置键按下时,此键代表输入密码1。 2# 在设置键按下时,此键代表输入密码2。 3# 在设置键按下时,此键代表输入密码3。 4# 在设置键按下时,此键代表输入密码4。 5# 在设置键按下时,此键代表输入密码5。 6# 在设置键按下时,此键代表输入密码6。 7# 在设置键按下时,此键代表输入密码7。 8# 在设置键按下时,此键代表输入密码8。 9# 在设置键按下时,此键代表输入密码9。 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 第二章 硬件系统的设计 系统硬件电路如图2-1所示。主控部分采用ATMEL公司生产的AT89S52单片机,它片内有8K的ROM,256字节的RAM以及32个I/O口,无需扩展外部程序存储器,外部电路形式简洁。 图2.1 系统硬件主控制电路 在本模块中,大部分功能都在89C52中实现,其中包括,密码输入处理,2272解码处理以及输出显示,单片机不断扫描各端口的输入信号,经过程序判断,然后做出相应的处理。,当单片机接收到2272解码过来的信息时,驱动蜂鸣器报警,来人则必须输入预先设定好的6位密码值,如果输入正确则解除报警,反之持续报警。 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 2.1信号编解码功能的实现和电路 图2-11 PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。当有报警信号时,PT2262的 14脚 为低电平,电路导通后从17脚输出编码信号射频模块发射出去。解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对,VT脚才输出高电平,送到89C52的INT1,触发中断处理程序,以读取D0-D3的数据码,从而得知报警传感器状态和报警类型。 PT2262/2272芯片地址编码的设定与修改 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 在通常使用中,我们一般采用8位地址码和4位数据码,这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1~8脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:悬空、接正电源、接地三种状态,3的8次方为6561,所以地址编码不重复度为6561组,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用,遥控模块的生产厂家为了便于生产管理,出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空,这样用户可以很方便选择各种编码状态,用户如果想改变地址编码,只要将PT2262和PT2272的1~8脚设置相同即可,例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源,其它引脚悬空,那么接收机的PT2272只要也第1脚接地第5脚接正电源,其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时,接收机对应的D1~D4端输出约4V互锁高电平控制信号,同时VT端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级放大,便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。 发射机按键和接收板数据输出的对应关系 发射机 SB-JS1接收板的10/11/12/12/17脚输出电平 按键 10 11 12 13 17 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 1 3 0 0 1 1 1 4 0 1 0 0 1 5 0 1 0 1 1 6 0 1 1 1 1 7 1 0 0 0 1 8 1 0 0 1 1 9 1 0 1 0 1 10 1 0 1 1 1 11 1 1 0 0 1 12 1 1 0 1 1 “1”表示按下相应发射机按键时接 收机的对应数据通道发出高电平 地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示,两个窄脉冲表示“0”;两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 上面是从超再生接收模块信号输出脚上截获的一段波形,可以明显看到,图上半部分是一组一组的字码,每组字码之间有同步码隔开,所以我们如果用单片机软件解码时,程序只要判断出同步码,然后对后面的字码进行脉冲宽度识别即可。图下部分是放大的一组字码:一个字码由12位AD码(地址码加数据码,比如8位地址码加4位数据码)组成,每个AD位用两个脉冲来代表:两个窄脉冲表示“0”;两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”2262每次发射时至少发射4组字码,2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。因为无线发射的特点,第一组字码非常容易受零电平干扰,往往会产生误码,所以程序可以丢弃处理。 图2-12 图2-13 2.1.1信号编码的实现 PT2262特点及引脚图(2-11) · CMOS工艺制造,低功耗 · 外部元器件少 · RC振荡电阻 · 工作电压范围宽:2。6-15v · 数据最多可达6位 · 地址码最多可达531441种 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 图2-11 2272引脚图 名称 管脚 说 明 A0-A11 1-8、10-13 地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空), D0-D5 7-8、10-13 数据输入端,有一个为“1”即有编码发出,内部下拉 Vcc 18 电源正端(+) Vss 9 电源负端(-) TE 14 编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效; OSC1 16 振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率; OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端; Dout 17 编码输出端(正常时为低电平) 在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间越长。 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 2.1.2信号解码的电路 PT2272特点及引脚图 名称 管脚 说 明 A0-A11 1-8、10-13 地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与2262一致,否则不解码 D0-D5 7-8、10-13 地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 Vcc 18 电源正端(+) Vss 9 电源负端(-) DIN 14 数据信号输入端,来自接收模块输出端 OSC1 16 振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率; OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端; VT 17 解码有效确认 输出端(常低)解码有效变成高 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 2.2信号发射频和接收频的处理 2.2.1 信号发射模块原理 射频发射和接收模块工作效率为433MHZ,理论最大传输距离可达1000M,人体都有恒定的温度,一般在37度左右,所以会发特定波长为10um左右的红外线,通过匪涅尔滤光片增强后,聚集到红外感应源上,红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时将会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后产生报警信号。 2.2.2信号接收模块原理 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 信号从S端引出经前级放大,通过47uf电容后再次放大,与设定门限电压进行比较,获得报警输出信号,47uf电容能够除去直流成份,从而消除了使用环境(阳光,灯光,火源等)对探测器的影响,后面再加一延时触发电路以便主人设防与撤防,现在已有专用集成芯片BISS0001实现以上功能,为了适应主人进门时撤防的需要,设计了一报警延时电路,当人以1M/S的速度从探测器的正前方移动0。2M,不产生报警,但移动3M后报警。 2.3红外传感信号的处理 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路,它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置,特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域,或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。 特 点 *CMOS工艺 *数模混合 *具有独立的高输入阻抗运算放大器 *内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰 *内设延迟时间定时器和封锁时间定时器 *采用16脚DIP封装 2.3.1 BISS0001的管脚图说明 管脚图 管脚说明 引脚 名称 I/O 功能说明 1 A I 可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时, 允许重复触发;反之,不可重复触发 2 VO O 控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发, 使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。 在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时, Vo保持低电平状态。初始状态V0=0。 3 RR1 -- 输出延迟时间Tx的调节端 4 RC1 -- 输出延迟时间Tx的调节端 - 27 - 梧州学院函授本科学生毕业设计论文 5 RC2 -- 触发封锁时间Ti的调节端 6 RR2 -- 触发封锁时间Ti的调节端 7 VSS -- 工作电源负端 8 VRF I 参考电压及复位输入端。通常接VDD, 当接“0”时可使定时器复位 9 VC I 触发禁止端。当Vc查看更多