基于紅外傳感器的家庭式電子安防系統(tǒng)

基于紅外傳感器的家庭式電子安防系統(tǒng)

0改進的反盜器隨著社會的不斷進步和科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平顯著提高，個人財產(chǎn)保護意識不斷增強，反恐措施提出了新的要求。本設(shè)計就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計的家庭式電子防盜系統(tǒng)。它在以前的防盜器基礎(chǔ)上進行了很大的改進,不但可以用于單一的住宅區(qū),也可以用于較大規(guī)模住宅區(qū)的防盜系統(tǒng)。它的工作性能好,不易出現(xiàn)不報和誤報現(xiàn)象,安全可靠。不僅如此,它使用了單片機做信號處理器,這樣有利于與計算機相連接。利用計算機統(tǒng)一管理,使整個小區(qū)的住戶基本情況、資料等在計算機內(nèi)存儲起來,方便來訪人的查詢和保安人員的統(tǒng)一管理。目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報警器、開關(guān)電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器,但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點。本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器,它的制作簡單、成本低,安裝比較方便,而且防盜性能比較穩(wěn)定,抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽,不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和PC機通信,便于多用戶統(tǒng)一管理。1基本原則1.1顯示控制電路系統(tǒng)組成如圖一所示,整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號,經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān),打開門限閥門送出TTL電平至89C51單片機。在單片機內(nèi),經(jīng)軟件查詢、統(tǒng)計平均及識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動聲光報警設(shè)備完成相應(yīng)動作。當報警延遲一段時間后自動解除,也可人工手動解除報警信號,然后通過LED顯示報警次數(shù)。同時,還可把整個系統(tǒng)變?yōu)樽詣娱_關(guān)燈系統(tǒng)。當有主人在時,可手動解除報警功能,并且可以開啟開關(guān)燈執(zhí)行電路,在探測頭感應(yīng)到有人時執(zhí)行電路執(zhí)行開燈。同時系統(tǒng)還可以使用在一些大型的公共場合,作為檢測人數(shù)和人數(shù)的最大容量控制。1.2被動紅外探針在電子防盜、人體探測器領(lǐng)域中,被動式熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用非常廣泛,因其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。被動式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性如下:人體都有恒定的體溫,一般在37度,所以會發(fā)出波長約10μM左右的紅外線,被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10μM左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10μM左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件,這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。這種探頭是以探測人體輻射為目標的,所以熱釋電元件對波長為10μM左右的紅外輻射必須非常敏感。為了僅對人體的紅外輻射敏感,在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片,使環(huán)境的干擾受到明顯的限制作用。被動紅外探頭,其傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反,環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用,使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消,于是探測器無信號輸出。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi),人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦,并被熱釋電元接收。但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同,熱釋電也不同,不能抵消,經(jīng)信號處理而報警。菲泥爾濾光片根據(jù)性能要求不同,具有不同的焦距(感應(yīng)距離),從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場,視場越多,控制越嚴密。2系統(tǒng)程序設(shè)計單片機控制電路采用89C51,主要實現(xiàn)對人體的檢測并計數(shù)、報警、鍵盤設(shè)定最大容量報警人數(shù)、顯示人數(shù)及最大容量報警人數(shù)。顯著特點是用軟件簡便實現(xiàn)某些硬件功能。本系統(tǒng)使用單片機匯編語言編程。通過分析本系統(tǒng)的功能要求,系統(tǒng)程序可以劃分為以下幾個模塊:數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警和顯示等子函數(shù)。本系統(tǒng)的程序巧妙地利用單片機的內(nèi)部定時/計數(shù)器T0來計時,每50ms中斷一次,并以該值為基準來計算時間。系統(tǒng)一旦檢測到人體信號,經(jīng)過比較放大之后得到標準的脈沖信號,然后輸入單片機的INT0端口,使用外部中斷的方式進行計算。主控程序主要是利用單片機內(nèi)部計數(shù)器T0對所采集到的脈沖數(shù)進行累加,并存放于RAM的40H中,經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后顯示所采集到的人數(shù)。主控程序的流程圖如圖二所示。3系統(tǒng)測試分析3.1測定傳感器的最大范圍(1)首先讓電路正常工作,把熱釋紅外傳感器放在一定的位置,使人體從遠處逐漸靠近探測頭,可測出最大范圍。(2)在距離探測頭設(shè)定的距離,間隔一定時間內(nèi)出現(xiàn)被測物,可測出傳感器的最小反應(yīng)時間。(3)把探測頭置于一定的高度時,被測物由垂直最小的距離往兩邊逐漸擴大距離,測出傳感器最大測量角度。(4)把不同的物體放入熱釋紅外傳感器的探測范圍,可知什么物體可干擾傳感器的測量。3.2led聲光報警(1)本系統(tǒng)可測量最大范圍為5.7米,最大角度為58°。(2)當檢測到被測物體時,系統(tǒng)可以產(chǎn)生聲光報警,并可使用手動鍵盤解除報警信號。(3)可用鍵盤設(shè)置最大容量的報警人數(shù),當檢測到的人數(shù)超過最大的容量人數(shù)時產(chǎn)生報警信號。(4)利用LED實時顯示所測人數(shù)和最大容量報警人數(shù)。(5)當系統(tǒng)啟動執(zhí)行電路,有人經(jīng)過時,常開開關(guān)電路會閉合,室燈變亮。4小區(qū)接口通信系統(tǒng)本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器,它的制作簡單、成本低,安裝比較方便,而且防盜性能比較穩(wěn)定,抗干擾能力強,靈敏