淺談基于AT89S52單片機(jī)的紅外報(bào)警系統(tǒng)

朱航序 周濤 郭淑蓮

摘 要：伴隨著科技與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平有了非常大的改善，同時(shí)也對(duì)自身環(huán)境的安全標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求，不單是個(gè)人的安全意識(shí)有所提高，而且隨著社會(huì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化，大中小企業(yè)的安防意識(shí)也在不斷的提高。文中介紹的系統(tǒng)是基于AT89S52型單片機(jī)的紅外報(bào)警系統(tǒng)，文中所談到的紅外報(bào)警系統(tǒng)，采用了被動(dòng)式紅外傳感器--熱釋電紅外傳感器。是相比于傳統(tǒng)人防系統(tǒng)更加智能化，現(xiàn)代化的安防系統(tǒng)。對(duì)自動(dòng)化防盜報(bào)警系統(tǒng)的研究才有著非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);紅外傳感器;報(bào)警系統(tǒng)

近些年來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，隨之而來(lái)的是流動(dòng)人口數(shù)量快速增加，這就給社會(huì)的安全穩(wěn)定帶來(lái)了一定的影響。盜竊，非法闖入，等各種刑事案件的數(shù)量也在不斷的攀升。無(wú)論是個(gè)人生活空間還是企業(yè)公司都迫切希望需要有一個(gè)安全穩(wěn)定的環(huán)境來(lái)工作生活，在城市人口密度不斷增加的背景下，人們的居住環(huán)境也隨之發(fā)生了非常大的變化，住宅更加密集緊湊，小區(qū)樓房數(shù)量急劇增加，朝著開(kāi)放式，社區(qū)化的方向發(fā)展，又隨著互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)物的崛起，數(shù)不盡的大小貨物在城市中穿梭，這就對(duì)城市治安帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)，但是犯罪分子的非法活動(dòng)和作案方法也逐漸升級(jí)，不法分子開(kāi)始利用一些高科技的手段來(lái)實(shí)施盜竊，而傳統(tǒng)依靠人工看守的安防措施，還受到安防人員數(shù)量，人員精力等因素的影響，這就使得傳統(tǒng)的依靠人力的安防措施變得越來(lái)越不能滿(mǎn)足日益增加的安防需求。

那么要如何確保倉(cāng)儲(chǔ)物流甚至是個(gè)人財(cái)產(chǎn)的安全？所以在這種環(huán)境下需要用智能設(shè)備來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人防24小時(shí)不間斷的可靠的提供服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控警戒的作用，在出現(xiàn)異常時(shí)，能夠及時(shí)的報(bào)警并提醒通知工作人員，在犯罪分子得逞之前感到現(xiàn)場(chǎng)，不給違法活動(dòng)可乘之機(jī)，同時(shí)也保障了企業(yè)公司以及個(gè)人的財(cái)產(chǎn)不受到侵害，這就使智能化的報(bào)警系統(tǒng)成為了當(dāng)今安防報(bào)警系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢(shì)，有關(guān)安防的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究也越來(lái)越被廠家和科研機(jī)構(gòu)所重視。

當(dāng)前憑借著電子技術(shù)的快速發(fā)展，單片機(jī)憑借其具有集成度高、體積小、性?xún)r(jià)比高、價(jià)格低、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、等等許多突出的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制、數(shù)控機(jī)床、智能儀表、和各種各樣的家用小型電器中得到了極其廣泛的應(yīng)用。因此使用單片機(jī)和其他一些傳感器器件相結(jié)合開(kāi)發(fā)一種應(yīng)用于企業(yè)家庭等重要場(chǎng)所的安全可靠、成本低廉的智能安防報(bào)警系統(tǒng)，已經(jīng)是不可阻擋的趨勢(shì)。

因此，許多新技術(shù)的智能安全防盜報(bào)警系統(tǒng)就生根發(fā)芽，并且得到了越來(lái)越廣泛的重視以及使用。此外，為了更加詳細(xì)的規(guī)范小區(qū)和住宅樓的信息化建設(shè)，國(guó)家建設(shè)部專(zhuān)門(mén)規(guī)定了智能社區(qū)的等級(jí)要求標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)的要求，智能社區(qū)確保具有財(cái)產(chǎn)管理和安全監(jiān)控措施，信息網(wǎng)絡(luò)，和信息管理系統(tǒng)。因此，社區(qū)監(jiān)管和安全系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)逐步成為了智能社區(qū)建設(shè)的重要一步。

近年來(lái)，以北京，上海，廣州和深圳等更先進(jìn)的一線城市為代表，國(guó)內(nèi)逐漸形成了智能家居的繁榮。并且還有建設(shè)部和公安部都在要求智慧住宅社區(qū)確保擁有安全系統(tǒng)。就長(zhǎng)春某高端小區(qū)來(lái)說(shuō)，所有住所均采用國(guó)內(nèi)最新技術(shù)的家庭安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)。家庭安全系統(tǒng)主要包含四個(gè)部分：智能門(mén)禁管理，窗簾式電子門(mén)，誤報(bào)自動(dòng)釋放和緊急求助功能。這個(gè)系統(tǒng)使用單獨(dú)的不間斷電源來(lái)供電。當(dāng)居民的家庭安全系統(tǒng)停電時(shí)，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)將自動(dòng)的給安全中心發(fā)出警報(bào)。安全中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將不間斷記錄每個(gè)房屋的家庭安全系統(tǒng)是否處于正常的狀態(tài)。房間里還配備有振動(dòng)警報(bào)器。報(bào)警系統(tǒng)把MCU作為核心，能夠檢測(cè)到多個(gè)報(bào)警探測(cè)器的輸入信號(hào)。

由此可見(jiàn)集成化，數(shù)字化，和無(wú)線化是當(dāng)今防盜警報(bào)系統(tǒng)更加快速發(fā)展的需求，因此，我們很容易就能發(fā)現(xiàn)防盜警報(bào)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向：

（1）更加多樣化的功能：例如傳感器防遮擋、防破壞、可調(diào)節(jié)、防噴涂等;

（2）性能更加穩(wěn)定可靠：未來(lái)傳感器的發(fā)展方向會(huì)抗EMI / RFI（射頻干擾/電磁干擾）、抗雷擊、更加適應(yīng)多種復(fù)雜環(huán)境;

以上發(fā)展趨勢(shì)實(shí)際上都是是基于無(wú)線化，集成化和數(shù)字化這三大核心技術(shù)發(fā)展方向。

作為一種人眼不可見(jiàn)的光——紅外線，所以依靠紅外光來(lái)實(shí)現(xiàn)的報(bào)警系統(tǒng)有非常強(qiáng)的隱蔽性，因此已被廣泛用于警戒，防盜等安防設(shè)備中。大多數(shù)警報(bào)器功能相當(dāng)先進(jìn)，也都在使用紅外技術(shù)。其中包括本文主要研究的報(bào)警系統(tǒng)，被動(dòng)式紅外熱釋電警報(bào)器。類(lèi)似的報(bào)警系統(tǒng)還有：門(mén)磁防盜報(bào)警器（磁電傳感器），壓力觸發(fā)式報(bào)警器（壓電傳感器），紅外探測(cè)報(bào)警器等。

紅外探測(cè)報(bào)警器的核心是紅外傳感器，根據(jù)感應(yīng)方式的不同分為主動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)和被動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)。

主動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)：主動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)就是由紅外線發(fā)射端和紅外線接收端組成，紅外發(fā)射裝置由波形變換電路、振蕩器、光學(xué)透鏡及紅外發(fā)光管等組成。其中由振蕩器發(fā)生脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)由放大處理和波形變換處理后，信號(hào)控制紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，再經(jīng)過(guò)聚焦透鏡的作用，把分散的紅外光聚焦成非常細(xì)的紅外光線，紅外線接受端由紅外光電管，光學(xué)透鏡，整形放大電路和驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，在接收端收到紅外線時(shí)，將由紅外光電管把接收到的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為放大電路可識(shí)別的電信號(hào)，再由整形放大電路處理之后發(fā)送給處理器端。

整個(gè)工作流程就是由發(fā)射端發(fā)出紅外線，再由紅外線接收端接受，在正常情況下，接收端會(huì)一直正常接收紅外線發(fā)射端發(fā)出的信號(hào)，當(dāng)紅外線發(fā)射端發(fā)出的光線遇到障礙物時(shí)，障礙物會(huì)阻擋紅外線的傳播，也就是接收端無(wú)法正常接收到紅外線，這時(shí)候就會(huì)判斷有異常并進(jìn)行報(bào)警因此，因此這種類(lèi)型的紅外報(bào)警器也可以叫對(duì)射式紅外報(bào)警器，或阻擋式報(bào)警器。紅外線發(fā)射裝置和接收裝置可以安裝在相隔幾十米甚至是幾百米遠(yuǎn)的地方，因此具有非常遠(yuǎn)的傳輸距離，由發(fā)射端到接收端連成一線構(gòu)成警戒區(qū)域，警戒范圍很大，但是主動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)也有較大的缺點(diǎn)，非常容易受到外界環(huán)境的干擾，一片樹(shù)葉，一點(diǎn)灰塵，甚至是一個(gè)昆蟲(chóng)都有可能造成誤報(bào)警。

被動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)：被動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)相比主動(dòng)式紅外線報(bào)警系統(tǒng)少了發(fā)射紅外線的步驟，被動(dòng)式紅外傳感器技術(shù)是利用生物輻射出的紅外線來(lái)探測(cè)，在感應(yīng)到目標(biāo)環(huán)境有高于背景輻射強(qiáng)度的熱輻射時(shí)，它可以將檢測(cè)范圍內(nèi)活動(dòng)的人輻射的少量紅外線光信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)，然后再進(jìn)行放大處理，最后通過(guò)電路輸出，實(shí)現(xiàn)報(bào)警，他與主動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)相比能夠可靠的區(qū)分人和其他雜物的干擾，準(zhǔn)確性更高，誤報(bào)幾率低，同時(shí)這種報(bào)警系統(tǒng)由于不需要一直發(fā)射紅外線，功耗更低，部署安裝簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)就是采用熱釋電紅外傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式紅外報(bào)警系統(tǒng)，這種傳感器在人體探測(cè)領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用廣泛，既可用于防盜報(bào)警裝置，也可用于接近開(kāi)關(guān)、制動(dòng)控制、遙測(cè)等領(lǐng)域。價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，得到很多企業(yè)和用戶(hù)的歡迎。

展望未來(lái)，國(guó)內(nèi)的防盜報(bào)警器行業(yè)必將更上一層樓，越來(lái)越多智能化設(shè)備會(huì)讓我們生活變得更加美好。

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作者簡(jiǎn)介：

朱航序（1998.06.10），性別：男，民族：漢，籍貫：吉林省.