1、毕业设计（论文）开题报告题目基于红外线报警及自动拨号家居防盗系统的开题报告专业电子信息工程1选题的背景、意义如今的社会生活日新月异，科技作为重要的力量正改变着我们的日常生活。尤其是人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，特别是在家居安全方面。在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽。所以采用以电子技术、传感器技术和计算机技术为基础的安全防范技术的器材设备，并将其构成个系统，这将发挥最大的监控防护的功能作用。由此衍生出了智能小区，小区中安置有大量的以温度探测器，红外探测器，煤气探测器和烟雾探测器等为核心部件的报警系统13。由于红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗
2、、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，被动式热释电红外探测器由于价格低廉、技术性能稳定，更是受到很多专业人士的欢迎4。红外线防盗报警器是当前使用比较普遍的报警器之一，它以其灵敏度高、价格实惠，受到了广大用户的欢迎。但是使用每一种红外线传感器都有其不足之处，如抗干扰能力弱、误报漏报现象严重等，可靠性不够高。目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点56。本课题基于单片机设计一种简易的红外报警器。此热释红外报警器安装在门窗附近，根据检测人体或动物自身的热量，检测到有人或
3、动物时，自动发出报警信息，并且能够自动或手动取消报警。设计的系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于时时更新报警的设置78。2相关研究的最新成果及动态21超声波/微波式探测技术超声波/微波式传感器对室内防护都是非常有效的。超声波系统包括发射机、电子放大器和控制装置。发射机产生的声波充满封闭区内。如果接收机收到的声波频率与发射机发射出的声波频率是一样，不会发出报警信号。当防护区内的任何运动物体所反射回的反射波频率与原来的发射波频
4、率有差别时，这种探测技术将探测出该频率变化，同时进行放大，放大信号会触发报警信号。用同一个控制装置操作多台收发机，或者一台发射机和多台接收机，能有效覆盖多处面积场所。这种探测技术一般适用于室内。如同中断光束式探测技术一样，防护现场是看不见的。因此，入侵者很难发现或者逃避这种探测技术。22主动红外探测技术主动红外探测技术是区域周界防范应用中常见的一种探测技术。它的工作原理是利用探测器的发射端发出红外射线，由接收端接收后经放大比较后驱动继电器，产生报警信号，从而形成一个报警回路。为了防止入侵者破坏，一般每个探测器都会加装有防拆开关，一旦发现探测器外壳被打开，就会向主控机发送报警信号。主动红外探测技
5、术主要包括三个核心技术。首先是红外发射管，由于主动红外探测的工作距离一般要求都比较远，所以要求红外发射管的功率较大；其次是探测外罩，由于红外探测器大部分工作在室外，长期受到太阳光和其他光线如汽车灯光等的直接干扰，容易引起探测器接收端的误动作，所以一般红外探测器的外罩都添加能过滤外界红外干扰的装置以减少漏报现象；第三个是发射接收端的镜片。镜片起两个作用过滤和聚焦。前者继续过滤干扰红外源，后者主要是将发射端的红外发射管发射的红外线聚焦后成平行状发出，以提高红外线的发射距离和发射效率，而接收端的镜片再将发射过来的平行红外光源聚焦到接收二极管上采集红外信号。主动红外探测技术一般用于围墙、草坪等需要防范
6、的空间区域，使用安装灵活，可以与其他探测器组合使用，安全、可靠、经济性好，为当今民用周界防范的主要选择产品。缺点是对安装环境要求比较严格，要求防护环境为水平、无遮挡910。23被动红外探测技术被动式红外线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，并进行放大、处理，对被监控的对象实施控制。它能可靠地将运动着的生物体和飘落的物体进行区别。同时，它还具有监控范围大、隐蔽性好、抗干扰性强和误报率低等优点。因此，被动式红外技术在自动控制、自动门启闭、接近开关、自动照明、遥控遥测等方面、特别是在保安、防火、报警等方面越来越收到重视和得到应用11。目被动式红外报警器则采用了传
7、感元件热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点1不需要用红外线或电磁波等发射源。2灵敏度高、控制范围大。3隐蔽性好，可流动安装。热释红外传感器和热电偶一样是基于热电效应的热电型红外传感器。不同的是，它的热释电系数远远高于热电偶，其内部的热电元件采用高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化强度随温度的变化而变化
8、。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰，在工艺上将两个特征一致的热电敏感元反向串联接成差动平衡电路，它能以非接触式探测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。典型的热释电红外传感器结构如图1所示，热释电陶瓷敏感元件、场效应管和偏置高阻被封在管壳内。器件的性能不仅与敏感元件本身的特性有关，与敏感元件的物理尺寸、固定方式、以及偏置电阻的大小和场效应管的类型也有关。红外窗口的性能、器件密封方式以及外围电路的特性都会影响器件的探测效率。热释电红外传感器是以探测人体辐射为目标，所以热释电元件对波长为812M左右的红外辐射必须非常敏感。为了仅仅对移动人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特
9、殊的菲涅尔透镜系统，使环境的干扰受到明显的控制作用。热释电红外传感器包含两个互相串联或并联的热释电敏感元，而且两个敏感元的电极化方向正好相反。环境背景红外热辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。菲涅尔透镜系统根据性能要求不同，具有不同的焦距感应距离，从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。热释电红外传感器的封装形式有多种，早期的树脂封装因为不能对外界的电磁波有效屏蔽，已经被淘汰。目前的热释电红外传
10、感器几乎都采用带红外窗口的TO5型金属壳封装1215。3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标31课题内容设计要求学生基于AT89C52单片机，与人体热释电红外传感器及电话接口结合，通过软件编程，实现电路功能。要求利用红外线传感器的感应作用，实现一旦有人闯入监控区域，蜂鸣器报警，电话机自动拨号。文中给出硬件与软件设计的具体实现方法。32本课题要解决的问题鉴于日常生活中应用的红外报警器出现的性能不稳定，误报率高的问题，本课题需要设计一种质量过关、稳定性好且误报率低的新型热释红外报警器。根据要求需要设计一种简单的红外报警器，且需要性能良好，决定采用被动热释红外探测的
11、方法设计热释红外的报警系统。33本课题拟采用的研究手段（途径）防盗报警装置或系统种类繁多，但是任何一种报警器都有一下几种部分组成传感器、控制部分、警报产生部分、声光报叫部分和供电源。各部分的配置，视安全防范技术要求，可简单可复杂，可大可小，应根据用途场合分别设计和配置。根据要求，本课题基于单片机设计一种简易的热释红外报警器。此热释红外报警器安装在门窗附近，根据检测人体或动物自身的热量，检测到有人或动物时，自动发出报警信息，并且能够自动或手动取消报警。331热释红外的报警系统设计方案系统的硬件结构本文中设计的是多路的热释红外的报警系统。结构框图如下图1系统结构框图光学透镜系统采用透镜聚焦式光学系
12、统，即菲涅尔光学透镜。通常它是由聚乙烯材料注压而成的薄片，在薄片上压制有宽度不同的分割竖条，单个竖条平面实际上是一些同心的螺旋线，形成多层光束结构的光学透镜。菲涅尔透镜在不同的探测方向上呈多个单波束状态，组成立体扇形红外监控区域，构成立体警戒。光学透镜系统热释电红外传感器放大器光学透镜系统热释电红外传感器放大器单片机系统发射接受装置LED显示器声光报叫电路热释电红外传感器热释红外传感器和热电偶一样是基于热电效应的热电型红外传感器。不同的是，它的热释电系数远远高于热电偶，其内部的热电元件采用高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化强度随温度的变化而变化。为了
13、抑制因自身温度变化而产生的干扰，在工艺上将两个特征一致的热电敏感元反向串联接成差动平衡电路，它能以非接触式探测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。放大器运用放大器将热释电红外传感器中接受到的微小的电信号变化放大至可以对其进行测量的程度。除了相应的放大电路以外，还要加入滤波等电路，来确保信号的波形不失真。确保信号进入发射模块中可以正常运转。发射接受装置考虑到安装系统的隐蔽性，与长期性，不宜与经常移动，所以操作的装置要与红外探测装置分离。但是为了避免与探测装置之间产生互相干扰，发射接收装置采用超高频无线收发模块。这种无线电遥测装置具有微型化、传输距离远、耗电小、抗干扰能力强等优点。
14、发射模块内部震荡电路可以产生高频震荡，接收模块可以将信号解调，整形。单片机系统由于前面的放大电路和接收模块已经处理过信号，所以信号处理器就是进一步对信号进行处理。这部分系统比较信号的频率是否在报警频率范围内，如果在范围内，则发送信号到声光报叫电路。反之就不发送信号。单片机系统与LED显示器连接，可以将实时监控信息显示出来，便于操作。加入手动开关后，可以实现手动的开启关闭整个系统。声光报叫电路这部分电路由蜂鸣器组成，当接受到报警控制器部分发送的信号，声光报叫电路启动。LED显示器LED显示器可以显示实时监控信息和历史监控信息。系统的软件实现主程序采用模块化程序设计思想，对不同功能的程序进行分别编
15、程。首先将系统初始化，然后热释电红外探测器接受环境中的红外射线，简单的处理后，发送信号。接收模块接收到信号后，送到信号处理器，对信号的波长进行比较，如果在触发报警器的范围内，则将信号发送给声光报叫电路。如果不在范围内，则返回信号到初始化模块，再次进行探测。软件实现过程如下图2软件实现过程4研究工作详细工作进度和安排1第一学期1月10之前完成文献综述和外文翻译；2第二学期第1周完成开题报告；3其间完成完成毕业设计，毕业论文撰写,上交指导教师评阅；4第2学期5月27，28，29毕业论文答辩。5参考文献1APRECIADO,FJAVIERALARMSYSTEMWITHPROBABILISTICREJ
16、ECTOFFALSEALERTSFERNANDOJRCYAHOOCOMMX200552房汉雄，王艳春基于51系列单片机的被动式热释电型红外防盗报警器的设计J,齐齐哈尔大学学报2008,124413魏平俊,方向前,韩建勋一种智能家居安防系统的电路设计J设计与开发SEMICONDUCTORTECHNOLOGY,2006,8316254AWOOD,GVIRONE,TDOAN,ETALALARMNETWIRELESSSENSORNETWORKSFORASSISTEDLIVINGANDRESIDENTIALMONITORINGSTANKOVICCSVIRGINIAEDU2006开始初始化热释红外探测器放
17、大电路发射接受模块单片机系统不是声光报叫电路是LED显示器5陆尚炳，王海波，魏晋忠基于热释电红外检测技术的防盗报警器设计J企业技术开发,2009,328476刘梅锋,钟国韵基于单片机AT89C51热释电红外报警系统的设计J安防科技产品设计与实现,2007,2277周海波基于HN911的红外线报警系统J长江工程职业技术学学,2008,325558罗晴兰RS485总线通信技术在红外线报警系统中的应用J电工电气,2005,5279张伟家庭智能安防报警系统的研究D山东科技大学学报,2006,4310梁光清基于被动式红外探测器的人体识别技术研究D重庆大学学报，2009，43411SPEDERSEN,CB
18、PEDERSENANIMALACTIVITYMEASUREDBYINFRAREDDETECTORSJJAGRICENGRES,1995,6123924612AHOSSAIN,MHRASHIDPYROELECTRICDETECTORANDTHEIRAPPLICATIONSJIEEETRANSINDUSTRYAPPLICATIONS,1991,2782482913王继山基于蓝牙技术的银行运钞安全通道红外报警系统的设计与实现J东北大学学报,2005,2314KELLERHANSJ30YEAROFPASSIVEINFRAREDMOTIONDETECTORATECHNOLOGYREVIEWRAPLENARYTALKATIPTO/IRS2ERFURTGERMANY,2000,515RUBNPRIETO2DAZTHECOMMONCRITERIAEVALUATIONPROCESS2PROCESSEXPLANATION,SHORTCOMING,ANDRESEARCHOPPORTUNITIESRCOMMONWEALTHINFORMATIONSECURITYCENTERTECHNICALREPORT,CISC2TR220022003,2002
