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[導(dǎo)讀] 摘要:本文設(shè)計(jì)了一款以熱釋電紅外傳感器和AT89S52為核心控制芯片的智能庫區(qū)防盜系統(tǒng),可依據(jù)設(shè)定的時(shí)間段,對紅外傳感器輸入信號進(jìn)行判斷,執(zhí)行對應(yīng)功能的子程序;同時(shí),接受鍵盤輸入信號,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。該系統(tǒng)

     摘要:本文設(shè)計(jì)了一款以熱釋電紅外傳感器AT89S52為核心控制芯片的智能庫區(qū)防盜系統(tǒng),可依據(jù)設(shè)定的時(shí)間段,對紅外傳感器輸入信號進(jìn)行判斷,執(zhí)行對應(yīng)功能的子程序;同時(shí),接受鍵盤輸入信號,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。該系統(tǒng)可檢測90~140度的平面范圍,探測距離最遠(yuǎn)可達(dá)15米,能有效實(shí)現(xiàn)庫區(qū)的安全值守。

  0.前 言

  智能防盜系統(tǒng)已成為庫區(qū)管理的必要組成部分,數(shù)字化、無線化、集成化則是防盜系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢,為此,現(xiàn)代防盜系統(tǒng)廣泛采用紅外線作為傳感信號。由于紅外線是不可見光,因而具有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性,且基于紅外傳感信號的防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,報(bào)警準(zhǔn)確、及時(shí),是安全防御的最佳選擇。本設(shè)計(jì)主要對智能庫區(qū)防盜系統(tǒng)的基本功能進(jìn)行了設(shè)計(jì),可分時(shí)段對檢測到的信號做出判斷并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

  1.系統(tǒng)方案

  系統(tǒng)要求具備以下功能:

  1.防盜系統(tǒng)在18:00—08:00時(shí)間段內(nèi)處于防盜狀態(tài),當(dāng)檢測到有人進(jìn)入則發(fā)出聲光報(bào)警,并記錄進(jìn)入時(shí)間;

  2.防盜系統(tǒng)在08:00—18:00時(shí)間段內(nèi)處于檢測人數(shù)狀態(tài),每當(dāng)一個人進(jìn)入,則計(jì)數(shù)一次,當(dāng)達(dá)到人數(shù)上限時(shí),發(fā)出報(bào)警;

  3.防盜系統(tǒng)在19:00—06:00時(shí)間段內(nèi)處于燈控狀態(tài),當(dāng)檢測到有人進(jìn)入則點(diǎn)亮照明燈,無人時(shí)則關(guān)閉照明燈。

  智能庫區(qū)防盜系統(tǒng)由MCU、紅外信號檢測、鍵盤控制、顯示單元、聲光報(bào)警等五個單元組成,系統(tǒng)框圖如圖1所示。

 
 


圖1 系統(tǒng)框圖

  2.系統(tǒng)硬件

  2.1主控MCU

  MCU是系統(tǒng)的控制單元,完成對紅外、鍵盤等輸入信號的處理,并向顯示、聲光等輸出單元發(fā)出相應(yīng)指令,MCU選用單片機(jī)AT89S52,AT89S52是一種低功耗、高性能8位微控制器,具有8k在系統(tǒng)可編程Flash存儲器,可滿足用戶代碼的存儲需要。

  2.2紅外信號檢測單元

  檢測單元選用人體紅外感應(yīng)模塊作為傳感器來輸入報(bào)警信號,該模塊直線檢測距離遠(yuǎn),范圍廣,工作也較為穩(wěn)定,配備菲涅爾透鏡時(shí)傳感器的探測半徑可達(dá)到15m,菲涅爾透鏡焦距一般為5cm左右,使用時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整菲涅爾透鏡與傳感器之間的距離,一般把透鏡固定在傳感器正前方1~5cm處 。

  人體紅外感應(yīng)模塊如圖2所示。其中1引腳接電源負(fù)極,3引腳接電源正極,電源為6~9V直流電壓;2引腳輸出報(bào)警信號,信號幅度約為4~6V,高電平有效,水平感應(yīng)角度為90~140度,垂直感應(yīng)角度為15~30度,感應(yīng)距離0.5~15m,W1可調(diào)整靈敏度,W2可在5-120S范圍內(nèi)調(diào)整輸出延遲。

 
 


圖2 人體紅外感應(yīng)模塊

  加電后,若有人在感應(yīng)區(qū)活動,模塊便有持續(xù)脈沖輸出,直到人離開感應(yīng)區(qū)并延時(shí)一段時(shí)間才停止輸出。

  2.3聲光報(bào)警單元

  本單元采用一個紅色LED和一個藍(lán)色LED模擬警燈,采用無源蜂鳴器模擬警笛,警燈及警笛的效果均通過編程實(shí)現(xiàn),當(dāng)有報(bào)警信號時(shí)由單片機(jī)發(fā)出指令驅(qū)動發(fā)光管和蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。另有一個LED實(shí)現(xiàn)照明功能。

  2.4鍵盤控制單元

  鍵盤控制單元采用8個獨(dú)立按鍵輸入數(shù)據(jù),可調(diào)整時(shí)間、設(shè)定報(bào)警人數(shù)上限和解除警報(bào)。從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)交互功能。

  2.5顯示單元

  考慮到報(bào)警信息量不是很大,故選用8位共陽極LED數(shù)碼管完全可以滿足需要,數(shù)碼管價(jià)格低廉,編程靈活,采用動態(tài)顯示方式還可節(jié)約單片機(jī)I/O口線。系統(tǒng)圖如圖3所示。

 

圖3 系統(tǒng)電路圖

  3.系統(tǒng)軟件

  系統(tǒng)工作時(shí),主程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)的各種初始化操作,檢測硬件電路是否正常,并對定時(shí)器進(jìn)行設(shè)置,具體流程如圖4所示。

 

圖4 主程序流程圖

  系統(tǒng)工作時(shí),若紅外傳感器檢測到有人靠近,會產(chǎn)生一個高電平的報(bào)警信號輸入到主控芯片,主程序通過查詢當(dāng)前時(shí)間跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能區(qū):若在第一時(shí)段,則單片機(jī)發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警并記錄當(dāng)前時(shí)間;若在第二時(shí)段,則對經(jīng)過人數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù);若在第三時(shí)段,則控制照明系統(tǒng)開啟并在人離開后關(guān)閉照明系統(tǒng)。紅外信號判斷子程序及定時(shí)中斷流程如圖5所示。



圖5 紅外信號判斷子程序及定時(shí)中斷流程

  結(jié)語

  本文采用熱釋電紅外傳感器單片機(jī)相結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)了一款智能庫區(qū)防盜系統(tǒng),并安裝在關(guān)鍵庫所,經(jīng)實(shí)際測試,該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、報(bào)警及時(shí)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),并具有良好的隱蔽性和保密性,可用于庫區(qū)、商店、家庭和物業(yè)管理。 

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