1、 本科毕业设计 （ 20 届） 多路无线防盗报警器的设计 所在学院 专业班级 通信工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 2 - 摘 要 本设计是 一种基于 AT89C2051 单片机为核心 芯片的多路无线报警器。该报警器是具有 低成本、高精度的 红外线报警器 ，测量时 与被测物体无直接接触，测量结果可以清晰稳定地显示。 具有误报率低，安装和配置容易，成本便宜，使用起来方便等特点。该设计的系统分为二个模块，第一部分是红外探测发射模块（可以是多个探测发射器分别安装在需要防护的地方），第二部分是信号处理模块（含有接收器，处理器，报警器等）。 关键词： 无线；单片机；防盗报警系统
2、 - 3 - Abstract This design is a kind of multi-channel wireless alarm system based on AT89C2051. It is a low cost and high precision infrared alarm, which can measure without direct contact with the object to be test, and the measured results can be displayed steadily. This system is divided into tw
3、o modules: the first part is infrared detection launch module (can be multiple probe launchers were installed in the need for protection of the place), the second part is the signal processing module (with receivers, processors, Alarm and etc.). Key Words: Wireless; Single Chip Microcontroller; Anti
4、-theft Alarm System - 4 - 目 录 1 引言 . 1 1.1 课题背景及发展前景 . 1 1.2 课题设计的功能简介 . 2 1.3 课题设计步骤与论文内容 . 2 2 总体设计 . 4 2.1 热释电红外传感器原理 . 4 2.2 方案比较 . 6 2.2.1 主控制电路的设计 . 6 2.2.2 发射电路的设计 . 6 2.2.3 接收电路的设 计 . 8 2.2.4 红外线探测器的选择 . 9 2.3 方案选择 . 10 3 硬件设计 .11 3.1 发射模块 .11 3.1.1 红外线探测器 . 12 3.1.2 编码芯片 2262 引脚图与功能介绍 . 12
5、3.2 数据解码与接收 . 14 3.2.1 中央处理单元 . 15 3.2.2 解码芯片 LX2272 引脚图与功能 . 18 3.2.3 显示电路 . 19 3.2.4 报警电路设计 . 19 4 程序设计 . 21 4.1 主程序流程图 . 21 4.2 模块化程序设计 . 23 4.2.1 初始化模块 . 23 4.2.2 多路无线报警器发射模块的设计 . 23 4.2.3 多路无线报警器接收模块的设计 . 23 4.2.4 显示模块的设计 . 23 4.2.5 报警模块的设计 . 23 5 制作和调试 . 24 6 总结 . 25 致 谢 .错误 !未定义书签。 - 5 - 参考文献
6、 . 26 附录 1 系统实物图 . 27 附录 2 实验原理图 . 28 附录 3 毕业设计作品说明书 . 29 附录 4 系统源程序 . 30 附录 5 PCB 板图 . 33 1 引言 1.1 课题背景及发展前景 多路无线报警器由于电路简单，系统相应的抗 RFI/EMI 的能力更加强。其红外线探测器更是以其优异的探测能力：凡是温度超过绝对 0 的物体都能产生热辐射，因此自然界的所有物体都 能向外辐射红外热。而任何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同，通常分为三个波段 :近红外：波长范围 0.75 3m中红外：波长范围 3 25m远红 外：
7、波长范围 25 1000m人体辐射的红外光波长 3 50m，其中 8 14m占 46%，峰值波长在 9.5m1,2。 被动式红外探测器（ Passive Infrared Detector， PIR）根据结构不同产生警戒范围及探测距离也有所不同，大致可以分为单波束型和多波束型两种。单波束PIR 采用反射聚焦式光学系统 ，利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。多波束型采用透镜聚焦式光学系统，目前大都采用所有透镜都向内部设置的热释电器件聚焦，因此灵敏度较高，只要有人在透镜视场内走动就会报警 345。 2008 年全球传感器市场容量为 506 亿美元，预计 2010 年全球传感器市场
8、可达 600 亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。 一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的 21%、 19%和 14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统 )传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传
9、感器在 2007-2010 年复合年增长率预计会超过 25%。 目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将 在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、 光纤 传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大 67。 随着现代化科学技术的不断发展，多路无线报警器技术也不断的在完善和发展。多路无线报警器广泛应用于教育，医院，工厂和等领域。 1.2 课题设计的功能简介 多 路无线报警器由电源驱动，根据红外线探测器能探测的温
10、度已知条件，利用红外线探测的发射接收原理，以红外线传感器为接口部件，应用单片机技术对红外线反馈的信息进行编码，再用无线发射信号，最后对无线信息进行解码报警并用几个显示灯显示其报警位置。 多路无线报警器采用软件和硬件相结合的方式，自动实现红外线的发射与接收控制，其硬件主要由主控制器模块、红外线发射模块、红外接收模块构成。其主要功能如下： 1测量范围在 25 60 m，传输范围一般为 100m 左右； 2探测温度一般为 37 左右； 3测量时与被测物体无直接接触， 并能够清晰稳定地显示位子。 1.3 课题设计步骤与论文内容 本系统的设计可分 5 个步骤： 1确立课题题目，查阅相关资料，根据模块化设
11、计的思路将各模块的具体方案列出； 2分析具体设计原理，写出方案； 3根据方案画出总体框架图； 4根据设计思路完成硬件电路，编写程序代码； 5下载到硬件电路板中进行调试。 论文共分为五个部分。第一部分主要介绍了课题的背景、研究意义和主要内容、步骤。第二部分为总体介绍，主要是方案的比较和选择。第三部分则具体介绍了硬件系统的制作。第四部分介绍了本设计所使用的程序代码。第五部分 为调试与总结，主要是针对实验结果所进行的一些分析以及对整个毕业设计工作做出了总结。 2 总体设计 多路无线防盗报警器主要是由于无线人体探测器（红外探测信号发射电路），无线接收电路，数据解码电路，中央控制单元，数字显示单元，遥控
12、电路，报警电路和电源电路等部分组成。主机中的中央处理器采用 AT89C2051，集成电路2272 作为数据解码，无线接收采用现成的 SH9902 模块。 实物图见附录 1。 多路无线报警器系统的设计框图如图 2-1 所示。 发 射 模 块 接 收 模 块无 线发 射 模 块红 外 探测 器编 码 电 路 发 射 电 路接 收 模 块接 收 电路解 码 电 路显 示 电 路报 警 电 路中央处理单元图 2-1 多路无线报警器的设计框图 2.1 热释电红外传感器原理 热释电红外传感器特别是利用远红外线范围的感度作为人体检出用，如图2-2 所示红外线的波长比可见光长而比电波短。红外线让人觉得只由热的
13、物体放射出来，可是事实上不是如此，凡是存在于自然界的物体，如人类、动物、蔬菜等等全部都会射出红外线，只是其波长因其物体的温度而有差异。如图 2-2 中，人体的体温约为 36 37 ，所放射出峰值为 9 10m的远红外线，另外加热至400 700 的物体，可放射出峰值为 3 5m的中间红外 线 7,8。 图 2-2 红外线的波长分段示意 2 热电型红外线传感器具有下列几个特征： 1由于系统能检测从物体放射出出来的红外线，所以不必直接接触就能够感知物体表面的温度，故人体以及移动中物体的温度均能以非接触之方式测得。 2热电型红外线传感器系接受检知对象物所发出的红外线，因此是被动型图 2-3，由于不是图 2-4 所示的主动型，所以并不需要校对投光器、受光器之光轴等麻烦的操作。 图 2-3 被动型 图 2-4 主动型 2 3热电效果系 温度变化而产生的，因此只接受因温度变化之能量，而热电
