基于单片机的家庭防盗报警系统的设计与实现

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基于单片机的家庭防盗报警系统
专业：物联网工程
摘要：本论文研究的是将AT89C52单片机芯片作为核心元器件的防盗报警系统,该系统除了具有直接报警的功能外,还额外增加了布防和红外感应的功能。和市场上的其他各类防盗报警器相比,该设计的不同之处在于它所具有的布防功能和红外检测功能。在到达指定布防时间的时候,红外检测电路与之相配合来达到防盗的目的。此外,不论何时只要有人经过,红外检测电路的热释电红外传感器都会感应到相应的人体红外信号,并将其转化为电平信号传送给单片机,从而驱动显示灯亮。这种报警器相对比较隐蔽,能够很好的掩人耳目,不至于被盗贼发现实行破坏行为。另外,增加的布防功能可以让住户有足够的开门关门时间,减小了误报率。
整体的设计运用了模块化的理念，通过AT89C52来完成对该设备的控制。当红外感应电路模块检测到异常情况时,及时的将人体红外信号转换成电信号并送至单片机,等单片机作出判断后,驱动蜂鸣器报警,灯光也会作出相应的反应处理。整个系统是在系统软件控制下工作的,在KeilC51中完成程序的编辑和编译后将其烧录到单片机中,在Proteus中实现相应的仿真功能。该设计制作简单、性价比高、功能灵活、价格低廉,经过对系统的仿真和调试结果的分析,证明该防盗报警系统的设计合理,适应于大部分家庭使用。
关键词：AT89C52单片机；红外感应；布防；声光报警
Home burglar alarm system based on single chip microcomputer
Major: Internet Of Things
Abstract: In this thesis, AT89C52 single chip is used as the key part of anti-theft warning system, which not only has the function of warning directly, but also has extra protection and IR.Compared with other kinds of anti-theft alarms on the market, the difference between the two is that they have defensive and infrared detection capabilities. When assigned to deploy, the infrared detecting circuit and its cooperation realize the theft. Moreover, regardless of when people are walking past, the IR detector will detect the relevant IR signal, which is then transformed into a level signal which is sent to MCU. This alert is comparatively concealed, can be well concealed, do not let the thief discover the destruction action. Additionally, an additional safety function will provide sufficient time for people to open and shut their doors, thus decreasing the number of false alarms.
Based on modular thinking, AT89C52 is adopted in the system. When the IR sensor is detected, the IR signal is transformed into electric signal and transmitted to SCM. The SCM determines the result, and then it activates the alarm. The entire system is operated by the system software. The program was written in KeilC51 and then burned on a SCM. In Proteus, the relevant simulation functions are implemented. Based on the analysis of the simulation and test, the proposed scheme is rational and applicable to the majority of households.

Key Words: AT89C52 microcontroller; infrared induction; defense; sound and light alarm

目录
1 引言
1.1 防盗报警系统的概述
1.2 外防盗控制系统的发展
1.3 研究的目的和意义
1.4 国内外研究现状
1.5 章节安排
2 系统的论证与分析
2.1 设计任务与要求
2.1.1 设计任务
2.1.2 设计要求
2.2 系统方案的论证分析
2.2.1 主控单片机
2.2.2 红外传感器模块采用热释电红外传感器
2.2.3 指示灯显示模块采用LED灯显示
2.2.4 蜂鸣器报警模块采用有源蜂鸣器
2.2.5 按键电路模块
3 硬件设计
3.1 单片机最小系统
3.1.1 AT89C52简介
3.1.2 复位电路
3.1.3 晶振电路
3.2 热释电红外感应模块电路
3.2.1 菲涅尔透镜
3.2.2 热释电传感器
3.2.3 放大器
3.2.4 比较器
3.2.5 控制电路
3.2.6 输出电路
3.3 报警电路
3.4 LED发光二极管显示电路
3.5 按键电路
4 软件设计
4.1 Keil软件的程序编写
4.2 Proteus软件介绍
4.3 程序流程图
4.3.1 中断流程图
5 仿真与测试
5.1 系统功能测试
5.2 各个组成部分的功能仿真
结论
参考文献
致谢

1 引言
1.1 防盗报警系统的概述
近年来，人们对家中财物及日常用品的保护日益重视，其安全性也有了进一步提高。这也就是说，他们必须要寻找一种能够在大多数家庭中使用，而且性能稳定，并且具有较高性价比的设备，来取代常规的防盗窗和防盗网，这样才能更好地达到防止小偷进入家门的作用。在此基础上，本文提出了一个新的概念。
新的防御系统中多了一个新的防御系统，那就是大门在感知到人类出入时，会进行一段时间的防御，然后就会进入防御模式。此时，若红外检测模块发现有人进入测控范围，则将此信号传送至单片机，并驱动声光报警电路作出对应的响应。该系统采用 MCU编程，采用 Proteus软件进行模拟。
1.2 外防盗控制系统的发展
随着科技的进步，防盗报警装置也随之更新换代，到目前为止，已发展出四个型号的报警装置。第一代为机械型，二代为电子型，三代为晶片型，四代为网路型，目前市场上流通最多的是晶片型数字防盗仪，由于其功能太过简单，无法适应市场需要，前两代都已被淘汰[1]。[1]第四代报警机是近年来发展起来的一种新产品，主要有两类：一类是适用于单个单元的单独式报警机，一类是适合于多个单元间的联机式报警机，一类是适合多单元间联机式的多层报警机。然而，不管是单个单元的单独报警装置，或是一个社区的网络报警装置，其售价都让人难以承受。一般人的经济状况，是不可能买得起这种级别的报警装置的。
从近年来的市场状况可以看出，在市场中，无论是销量还是销量都在不断地增长，并且伴随着人们对安全意识的不断增强，说明了未来的市场前景是非常光明的。
1.3 研究的目的和意义
现在市场上的各种防盗器有很多，并且都有不错的防盗器效果，但是一般都比较昂贵，并且受响应速度、灵敏度等因素的影响，并不适用于一般的家庭。所以，研制一种功能完善，安装简便，价格低廉的新型防盗报警装置是非常有价值的。
选择单片机作为研究的主体，是由于单片机技术的应用范围很广，它涉及到工作、生活和学习的方方面面，与我们大家都有着密切的关系。也就是说，我们完全可以将自己所学习到的技术运用到对其进行改进，这样就可以让其研发出更多的、更全面的新产品，为我们的日常生活带来更大的方便。
另外，目前，红外线探测技术已被广泛地用于各类高科技的生产中。之所以采用红外线，就是由于红外线本身就是一种看不见的光线，无论日夜都可以，能够起到很好的伪装效果，而且还有很强的抗干扰性。
一般来说，这个装置的工作原理是，在按下15 S的时候，如果有人挡住了红外线，导致高电平的话，那么这个装置就会启动声光警报，提醒家人家里有小偷。这样的设计，能够满足大多数人的需要。
1.4 国内外研究现状
近几年，随着国家经济结构调整、开放程度的不断加深，以及在电子产品等方面的迅速发展，人们的生活素质、文化素质都有了很大的提升。很多人家拥有各种奢华奢华的东西，还有很多值钱的东西。不过，有些违法者的数量也有所上升。这是由于人们对偷盗行为缺乏防范的认识，造成偷盗事件屡见不鲜。随着时间的推移，更多的家庭开始对自己的财物感到担忧，就能避免出现这样的问题，如今市场上的报警器很多，大多面向大型企业、金融机构而开发，价格较高且结构复杂，普通家庭无法承担高昂的售价。此时就需要设计一款性价比高的防盗系统，帮助人们解决生活中的防盗需求，一般这种设备都是通过红外线传感器来进行检测，已经得到了市场的广泛应用。很多报警器中的零件都依靠进口，包含了无源热释电的红总册的产品设计理念。除了这种优先监控功能以外，还有一个自动报警功能，一个是红光超音波在无线防盗报警功能，这个功能是一个有保护功能的红外监控噪音语音的自动报警功能的一个功能是高灵敏度的红外报警，监控功能是一个触摸延迟噪音的安全自动报警的一个功能，一个触摸型的延迟报警功能是一个功能，红外检测报警器等等。除此之外，红外线传感器具有灵敏度高，价格低廉的优势，对于家用的报警器来说是最佳选择。
1.5 章节安排
在本设计中，AT89C52作为整个系统的控制元件，以应用范围较广的热释电红外传感器作为人体信号检测模块，它拥有了传统的蜂鸣器报警和显示灯闪烁的功能，除此之外，还新添加了布防和取消布防功能。和一般的报警系统不一样，这个设备集报警和报警于一体，能够更好地保障家庭的安全。
论文共分五个章节，首先对国内外住宅防盗预警体系的发展进行了综述；第二章对该体系进行了实证和剖析；第三章主要介绍了防窃听器的硬件构成；第四章主要介绍了防窃听器的软硬件实现；第五章是对该系统进行了模拟和实验。