基于AT89S52和傳感器的智能庫區(qū)防盜系統(tǒng)的設(shè)計

     摘要：本文設(shè)計了一款以熱釋電紅外傳感器和AT89S52為核心控制芯片的智能庫區(qū)防盜系統(tǒng)，可依據(jù)設(shè)定的時間段，對紅外傳感器輸入信號進行判斷，執(zhí)行對應(yīng)功能的子程序;同時，接受鍵盤輸入信號，實現(xiàn)人機交互。該系統(tǒng)可檢測90~140度的平面范圍，探測距離最遠(yuǎn)可達(dá)15米，能有效實現(xiàn)庫區(qū)的安全值守。

　　0.前 言

　　智能防盜系統(tǒng)已成為庫區(qū)管理的必要組成部分，數(shù)字化、無線化、集成化則是防盜系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢，為此，現(xiàn)代防盜系統(tǒng)廣泛采用紅外線作為傳感信號。由于紅外線是不可見光，因而具有很強的隱蔽性和保密性，且基于紅外傳感信號的防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，報警準(zhǔn)確、及時，是安全防御的最佳選擇。本設(shè)計主要對智能庫區(qū)防盜系統(tǒng)的基本功能進行了設(shè)計，可分時段對檢測到的信號做出判斷并實現(xiàn)相應(yīng)功能。

　　1.系統(tǒng)方案

　　系統(tǒng)要求具備以下功能：

　　1.防盜系統(tǒng)在18:00—08:00時間段內(nèi)處于防盜狀態(tài)，當(dāng)檢測到有人進入則發(fā)出聲光報警，并記錄進入時間;

　　2.防盜系統(tǒng)在08:00—18:00時間段內(nèi)處于檢測人數(shù)狀態(tài)，每當(dāng)一個人進入，則計數(shù)一次，當(dāng)達(dá)到人數(shù)上限時，發(fā)出報警;

　　3.防盜系統(tǒng)在19:00—06:00時間段內(nèi)處于燈控狀態(tài)，當(dāng)檢測到有人進入則點亮照明燈，無人時則關(guān)閉照明燈。

　　智能庫區(qū)防盜系統(tǒng)由MCU、紅外信號檢測、鍵盤控制、顯示單元、聲光報警等五個單元組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

　　2.系統(tǒng)硬件

　　2.1主控MCU

　　MCU是系統(tǒng)的控制單元，完成對紅外、鍵盤等輸入信號的處理，并向顯示、聲光等輸出單元發(fā)出相應(yīng)指令，MCU選用單片機AT89S52，AT89S52是一種低功耗、高性能8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，可滿足用戶代碼的存儲需要。[!--empirenews.page--]

　　2.2紅外信號檢測單元

　　檢測單元選用人體紅外感應(yīng)模塊作為傳感器來輸入報警信號，該模塊直線檢測距離遠(yuǎn)，范圍廣，工作也較為穩(wěn)定，配備菲涅爾透鏡時傳感器的探測半徑可達(dá)到15m，菲涅爾透鏡焦距一般為5cm左右，使用時根據(jù)實際情況調(diào)整菲涅爾透鏡與傳感器之間的距離，一般把透鏡固定在傳感器正前方1~5cm處 。

　　人體紅外感應(yīng)模塊如圖2所示。其中1引腳接電源負(fù)極，3引腳接電源正極，電源為6~9V直流電壓;2引腳輸出報警信號，信號幅度約為4~6V，高電平有效，水平感應(yīng)角度為90～140度，垂直感應(yīng)角度為15～30度，感應(yīng)距離0.5～15m，W1可調(diào)整靈敏度，W2可在5-120S范圍內(nèi)調(diào)整輸出延遲。

圖2 人體紅外感應(yīng)模塊

　　加電后，若有人在感應(yīng)區(qū)活動，模塊便有持續(xù)脈沖輸出，直到人離開感應(yīng)區(qū)并延時一段時間才停止輸出。

　　2.3聲光報警單元

　　本單元采用一個紅色LED和一個藍(lán)色LED模擬警燈，采用無源蜂鳴器模擬警笛，警燈及警笛的效果均通過編程實現(xiàn)，當(dāng)有報警信號時由單片機發(fā)出指令驅(qū)動發(fā)光管和蜂鳴器實現(xiàn)報警功能。另有一個LED實現(xiàn)照明功能。

　　2.4鍵盤控制單元

　　鍵盤控制單元采用8個獨立按鍵輸入數(shù)據(jù)，可調(diào)整時間、設(shè)定報警人數(shù)上限和解除警報。從而實現(xiàn)系統(tǒng)的人機交互功能。

　　2.5顯示單元

　　考慮到報警信息量不是很大，故選用8位共陽極LED數(shù)碼管完全可以滿足需要，數(shù)碼管價格低廉，編程靈活，采用動態(tài)顯示方式還可節(jié)約單片機I/O口線。系統(tǒng)圖如圖3所示。

 

圖3 系統(tǒng)電路圖[!--empirenews.page--]

　　3.系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)工作時，主程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)的各種初始化操作，檢測硬件電路是否正常，并對定時器進行設(shè)置，具體流程如圖4所示。

 

圖4 主程序流程圖

　　系統(tǒng)工作時，若紅外傳感器檢測到有人靠近，會產(chǎn)生一個高電平的報警信號輸入到主控芯片，主程序通過查詢當(dāng)前時間跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能區(qū)：若在第一時段，則單片機發(fā)出指令實現(xiàn)聲光報警并記錄當(dāng)前時間;若在第二時段，則對經(jīng)過人數(shù)進行計數(shù);若在第三時段，則控制照明系統(tǒng)開啟并在人離開后關(guān)閉照明系統(tǒng)。紅外信號判斷子程序及定時中斷流程如圖5所示。

圖5 紅外信號判斷子程序及定時中斷流程

　　結(jié)語

　　本文采用熱釋電紅外傳感器與單片機相結(jié)合的方法，設(shè)計了一款智能庫區(qū)防盜系統(tǒng)，并安裝在關(guān)鍵庫所，經(jīng)實際測試，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、報警及時準(zhǔn)確等優(yōu)點，并具有良好的隱蔽性和保密性，可用于庫區(qū)、商店、家庭和物業(yè)管理。