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毕业设计(论文)-基于单片机人体感应防盗报警系统的设计.doc
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毕业设计(论文)-基于单片机人体感应防盗报警系统的设计.doc
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I
摘 要
随着科学技术的迅猛发展,安全问题已经成为了一个普遍的人们迫切需要解决的问题。
本文设计的是一种性能稳定、灵敏度高的人体红外报警系统。该报警系统电路简单、安装
使用方便,且具有报警功能,可用于家庭、企业、工厂等场合。该系统以 MSP430F149 单
片机为核心,采用了相应人体感应模块 PIR 模块及红外模块,运用定时器、外部中断、一
体化红外接收头等来实现。用户可通过遥控器无线遥控报警系统的打开和关闭,该报警系
统主要由 LED 和扬声器组成,通过 LED 闪烁和扬声器发声来实现报警。在报警系统开启的
情况下,一旦有人在人体感应模块的探测范围内活动,报警系统就会报警。报警系统报警
后,如若人一直在探测区域活动,则报警系统一直报警,直到人在探测区域静止,从静止
状态开始计时,若人一直保持静止,则 3S 后报警系统自动关闭,若人保持静止的时间小
于 3S,则又从下次人保持静止的时候开始计时。当然,若人离开了探测区域,且无任何生
物进入探测区域,则 3S 后报警系统自动关闭。若用户通过遥控器关闭掉报警系统,则无
论是否有人经过,报警系统都不会报警。
关键词:安全问题;报警系统;MSP430F149;PIR 模块;
II
Abstract
With the rapid development of science and technology, the security problem has become a
common problem that people want to solve urgently. This topic describe the design of a stable
performance, high sensitivity of the human body infrared alarm system. The alarm system has
the advantages of simple circuit, convenient installation and use, and has the function of
alarming, it can be used in the occasions of families, enterprises, factories, etc.. The system uses
MSP430F149 micro-controller as the core, using the corresponding human body induction
module PIR module and infrared module, using the timer, external interrupt, integrated infrared
receiver first to achieve. The user can control wireless alarm system to open and close through
the remote-control, the alarm system mainly consists of LED and the speaker, through the LED
flashing and speaker sound to realize the alarm. In the case of the alarm system opened, once
someone activates in the human body sensing module detection scope , the alarm system will
alarm. After the alarm system alarming, if the person activate in the detection of regional , the
alarm system will alarm, until the person inactive in the detection of regional, after10s the alarm
system shut down automatically, if a man keep quiet less than 3s, Of course, if the person left the
detection area, and without any biological access to the detection area, the alarm system closed
automatically after 3s. If the user closes the alarm system by remote-control, whether there is
someone passed, the alarm system will not alarm.
Key words:Human body detector module; PIR module; warning system; MSP430F149;
目 录
1 绪 论 .................................................................................................................................1
1.1 课题研究背景 ......................................................................................................................1
1.2 课题研究意义 ......................................................................................................................1
1.3 课题研究国内外现状 ..........................................................................................................1
1.4 课题研究的内容 ..................................................................................................................2
2 系统硬件框图及整体电路图的设计..........................................................................................3
2.1 系统硬件框图的设计 ..........................................................................................................3
2.2 系统的整体电路图的设计 ..................................................................................................3
3 整体硬件电路的方案设计 .........................................................................................................6
3.1 单片机的选择 ......................................................................................................................6
3.2 热释电红外传感器的介绍 ..................................................................................................8
3.2.1 热释电红外传感器优缺点 ...........................................................................................8
3.2.2 热释电红外传感器安装注意事项................................................................................8
3.3 PM-7 人体感应模块.............................................................................................................9
3.3.1 模块简介 .......................................................................................................................9
3.3.2 产品特点 ........................................................................................................................9
3.3.3 应用范围 ........................................................................................................................9
3.3.4 技术参数 ......................................................................................................................10
3.4 TC9012 红外遥控模块.......................................................................................................10
3.4.1 TC9012 红外遥控模块简介 ........................................................................................10
3.4.2 TC9012 主要特点 ........................................................................................................10
3.4.3 TC9012 结构框图 ........................................................................................................10
3.4.4 TC9012 管脚图 ............................................................................................................11
3.4.5 TC9012 编码方式 ........................................................................................................11
3.4.6 红外一体化接收头(NB0038)概述..........................................................................12
3.4.7 NB0038 特性 ................................................................................................................12
3.4.8 NB0038 原理框图 ........................................................................................................12
4 系统软件设计 ...........................................................................................................................13
4.1 软件开发环境 ....................................................................................................................13
4.2 系统程序流程 ....................................................................................................................13
5 系统硬件测试 ...........................................................................................................................15
6 结论与展望 ...............................................................................................................................16
6.1 结论 ....................................................................................................................................16
6.2 展望 ....................................................................................................................................16
参考文献 ...................................................................17
致 谢 .................................................................18
附 录 .................................................................19
长江师范学院本科毕业设计·基于单片机人体感应防盗报警系统设计
第 0 页 共 26 页
1 绪 论
1.1 课题研究背景
随着经济社会的快速发展和科学技术的空前进步,人们的物质生活条件得到了极大的提高,对私人
财产的保护意识也在不断的增强,因而对防盗系统提出了新要求。本作品就是为了满足这些要求而设计
的人体红外防盗报警系统。
目前市面上的报警器主要有遮光触发式防盗报警器、开关电子报警器以及压力触发式报警器等报警
器,但这些报警器存在着一些问题已然不能满足人们的需求
[1]
。而本作品所使用的红外线为不可见光,
具有很强的隐蔽性,因而在防盗、警戒等方面具有突出的优势。这种热释电红外传感器通过探测周围环
境的温度变化达到探测是否有人经过的目的,并经过后续电路的转化将其转化为电信号可供主控芯片检
测。
1.2 课题研究意义
随着科学技术的巨大进步与社会经济的不断发展,人们对居家环境安全、社会公共安全提出了更高
的要求。同时政府开展的“平安城市”建设,对各种安防产品提出了更高的技术要求同时也给安防产业
带来了巨大的商机。由热释电红外传感器为探测元件的防盗系统具有功耗低、体积小、成本低、寿命长、
灵敏度高等优点,能够很好的维护公共安全及私人物品安全。
1.3 课题研究国内外现状
在国内,热释电红外传感器这一新型的高灵敏度的探测元件是在 20 世纪 80 年代发展起来的。这种
热释电红外传感器能以非接触形式探测出周围温度的变化,并将其转换成相应的电压信号用于输出
[2]
。
虽然对基于热释电红外传感器报警系统的研究已达二十多年,但大多时候都无法兼顾探测器探测的灵敏
度和精确性,在宠物、冷空气等的干扰下,信号识别的准确率会有所下降,误报率增高
[3]
。这使得基于
热释电红外传感器的报警系统在住宅小区的安防应用中遇到了问题。探测器之所以产生如此高的误报,
主要是由于缺乏对 PIR 传感器输出的红外信号进行充分的有效的分析,对信号中所含有的特征信息没有
进行有效的充分的数据挖掘
[4]
。
在国外,许多国家都很重视这方面的研究。随着计算技术和微电子技术的快速发展,出现了智能化
算法与先进的微处理技术结合进行实时信号处理判别的探测器。这些智能化的 PIR 入侵探测器不仅在结
构上采用了新颖独特且非常有效的设计来防止误报、漏报,而且更多的是采用了先进的数字化信号处理
技术与智能化算法相结合的方法,能有效监测其所监测范围内的人体移动情况,具有良好的抗干扰误报
特性,且各方面性能稳定可靠,在防误报漏报方面取得了很大进步
[5]
。
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