基于单片机的红外防盗报警器设计开题报告.doc

武汉工程大学邮电与信息工程学院
毕业设计（论文）开题报告

课题名称 基于单片机的红外防盗报警器设计

使用专业 自动化

开题教师 熊文

职 称 讲师

2016年 月 日

武汉工程大学邮电与信息工程学院
16 届毕业设计（论文）开题报告
毕业设计（论文）题目
基于单片机的红外防盗报警器设计
学生姓名
邹文韬
专业班级
自动化03
指导教师姓名
熊文
职称
讲师
一、课题背景及意义： 
  在多元化发展的今天，人们对防盗措施的要求也越来越高，在家里安装安全报警装置是家庭安全保障发展的趋势，因此，方便使用的防盗报警系统已渐渐走近人们的生活。红外线防盗报警设计就是制作出一种红外监控报警系统，出现了紧急情况的话能够马上让当事人知晓，并且能够自动呼叫报警。
红外线防盗报警技术是利用红外线来传送指令，它在家用电器、玩具、安全、保卫、军事技术、工业控制以及人们的日常生活等多领域中应用十分广泛。人力防范往往受时间、地域、人员素质和精力等因素的影响，难免会出现漏洞和失误。因此，安装先进的红外线防盗报警系统就成为了一种必要的措施，一旦发现有入侵者进入，红外线感应就会立即报警，就像是在重要区域的周界处增加了一双“电子眼”忠诚地守卫着要害目标。因此，红外线防盗系统收到了人们的青睐。
由于红外监控报警系统一般都是设立在保护范围的最外围，因此，红外探头能够提前发现异常情况，可以提前发现可疑踪迹，提高了安全系数。红外报警系统由于使用了电子装置作为保护手段，从而也提高了整体防护的安全性。
本次论文设计，可以对产品设计有初步的认识，同时也是将知识与实际结合的一次实践。
二、国内外研究现状及分析
随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展，人们的生活水平得到了恨大的提高。同时人们的安防意识也在不断提高，因此现代化的安防技术得到了广泛的应用。随着科技的发展，非法入侵和犯罪行为也越来越高端，传统的防范手段已经难以保证要害部门、重点单位的安全。人力防范也是有它的局限性的，他们往往受时间、地域、人员素质和精力等因素的影响，由于人都有惰性，长期以来就会出现漏洞和问题。由于红外线是肉眼无法分辨的光，它具有很强的隐蔽性和保密性，因此红外产品如雨后春笋般的涌现出来。它们逐渐应用到小区的安保之中，但大多数都应用在夜间照明，以提高监控性能。同比国外的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、红外发射与接收以及微波等技术为基础。利用科技手段和有效的物业管理，改变人们安全防范的方法和手段，从单一封闭式、被动型安全防范模式向多元化、综合化、电控化、以及红外报警处理方向发展。目前国际上应用最多的是主动红外对射总线制报警主机的方式，这种方式具有可靠性高、技术成熟、操作简便、易扩展、经济性好等优点。所以，红外产品已经成为了人们生活安防的不可或缺的一部分。
过去欧美曾是热释电红外传感器的主要生产者和主要应用市场，近些年，日本分期直追，迎头赶上。外国已经有很多公司正在努力开发和研究许多热释点红外传感器，占领国际很多市场。
本次论文设计，可以对产品设计有初步的认识，同时也是将知识与实际结合的一次实践。
三、主要研究目标： 
热释红外线技术在生活生产中都有很多的应用，也是未来科技发展的一个方向。通过本次设计，可以对红外探测技术及红外传感技术都有一定的了解，并结合已学习的知识设计外层电路。同时，可以通过本次设计，对已学习的模拟电路，数字信号处理等课程进行深刻的理解和应用，提高自身的文化素质及动手的能力。 
四、主要研究内容 
1）本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等模块子函数。 
2)本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等部分组成。 
3)系统可实现功能。当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。 
4)红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。此类装置设计的要点：其一是能有效判断是否有人员进入；其二是尽可能大地增加防护范围。当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。至于报警可采用声光信号。 
五、研究方法： 
  本设计采用调查法、文献法和实验法三种方法进行设计。在设计之初，我们通过调查了解了市面对防盗系统的要求，确定了设计的方向。依据这些调查的数据，我们翻阅了大量的安防方面的资料，并总结得到了整理的框架。在这个框架的指引下，我们在设计中对每个元件的选择和模块之间的结合都做多次仿真实验。 
六、具体措施： 
    1) 信号采集处理：主要由热释电红外线传感器对监测范围内的红外线进行采集，同时将信号放大处理并稳定输出信号。 
    2) 信号传输如果有信号产生，传感器将输出的电信号进行处理，最后发送至AT89C51单片机。 
    3) 报警系统：报警系统模块将报警信号分析处理后，显示异常，并发出声音报警。在监控人员接受到发出的警报后，可手动解除报警。所以报警系统还包含手动解除报警的功能。 
七、研究的可行性： 
在大学期间学习了数字信号处理、模拟电路、数字电路、单片机等课程，有扎实的理论基础。同时，可以从网络、书籍学习相关的材料。在此基础下，可以完整准确地实现本设计的主要研究内容，并尽量完善本设计。
参考文献 
[1]吴政江 单片机控制红外线防盗报警器[J] 锦州师范学院学报, 2008. 
[2]宋文绪 传感器与检测技术[M] 北京: 高等教育出版社, 2008. 
[3]余锡存 单片机原理及接口技术[M]西安: 西安电子科技大学出版社, 2008. 
[4]唐桃波 陈玉林 基于AT89C51的智能无线安防报警器 [J]电子设计应用 2009 5(6): 49～51. 
[5]李全利 单片机原理及接口技术[M] 北京: 北京航空航天大学版社, 2006. 
[6]薛均义 张彦斌 MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M] 西安: 西安交通大学出版社, 2006. 
[7]徐爱钧,彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计[M]北京:北京航空航天大学出版社, 2006. 
[8]康华光. 电子技术基础（模拟部分）[M] 北京: 高等教育出版社, 2004. 
[9]陈有卿，张晓东 报警集成电路和报警器制作实例[M] 北京人民邮电出版社，2006
[10]于长军,张秀珍,杨向明,杨魁,王辉.多路红外防盗报警器[J].传感技术.2006.4:22~24
二、 毕业设计方案或毕业论文研究方案
  本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。电路结构可划分为：热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。 
就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。
具体措施：
  1) 信号采集处理：主要由热释电红外线传感器对监测范围内的红外线进行采集，同时将信号放大处理并稳定输出信号。 
  2) 信号传输：如果有信号产生，传感器将输出的电信号进行处理，最后发送至AT89C51单片机。 
  3) 报警系统：报警系统模块将报警信号分析处理后，显示异常，并发出声音报警。在监控人员接受到发出的警报后，可手动解除报警。所以报警系统还包含手动解除报警的功能。 

三、毕业设计（论文）预期成果及创新
预期成果是能成功制作出一种红外监控报警系统，出现了紧急情况的话能够马上让当事人知晓，并且能够自动呼叫报警。报警的声音可以调节。该功能是深谙专业化的高度体现。很多婴儿或者老人熟睡一次很不容易，白天或者半夜一旦警笛响起会惊吓到婴儿或者老者，这样很不好。所以，我们的警笛大小是可以调节的，既不耽误小偷闯入住宅或者其他禁地而警笛响起提醒主任，而又不至于一惊一乍吓唬到老人和小孩。尤其是对于有严重心脏病患者的家庭，要安装防盗报警器的化，就只能选择这样高智能化的报警器物美价廉，堪称全球最便宜的防盗报警器：红外传感器主要有光电型和热敏性两种。光电型利用光电效应工作，响应速度快，检测特性好。但需要冷却，使用不方便。而且器件的灵敏度与波长有很大的关联，而热释电器件属于热敏型的，它工作在室温条件下，灵敏度高。

学部审核意见

学部主任（签字） 年 月 日

注：此表中的一、二、三项，由学生在教师的指导下填写。