基于51单片机的热释电红外的安防系统设计

传感器前走过时，会随着与传感器的夹角不同而输出强弱变化的脉冲信号， 因而， 需要设定一个门限值， 当信号大于门限值时， 输出一个脉冲信号。系统采用双门限电路，如图5 所示。上下门限分别设置为3.75V 和1.25V。两个二极管可以实现稳定的输出。

图5 门限比较器

2.1.3 时钟和键盘部分

本设计采用美国D A L L A S 公司的低功耗实时时钟芯片DS1302 提供当前时间，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能，有主/ 备两路电源供电， 可以实现掉电数据不丢失， 它与单片机之间采用SPI 总线连接。

当用户选择工作模式后， 系统在时钟芯片的协助下， 完成实时监控和报警功能。

2.1.4 显示和报警部分

显示电路有两个功能：当应用于“场馆”工作模式时，显示场馆内人员总数；当工作于其他模式时，显示当前时间， 以判断是否到达下班时间， 并决定是否启动防盗报警装置。本设计采用LED 显示数字直观醒目，它与单片机之间通过驱动器74LS245 实现通信。

报警电路也有两个功能：当工作于“商场”模式，且是营业时间时，播放“您好，欢迎光临！”；当工作在“家庭”模式或者其他模式下时间到达用户设定时间时，发出语音报警， 并通过特殊发光二极管发出闪烁信号， 以警示犯罪分子、提醒主人。本设计采用ISD4004 语音芯片和功放电路来实现。

2.1.5 出口封锁部分

经过上述分析， 当出现异常情况时， 若仅发出声光报警，一旦主人不在家，并不能保证财产的安全，需要同时采用措施防止犯罪分子逃脱。本设计中附加了出口封锁装置， 由光耦TLP521、继电器组和电磁铁装置组成。一旦单片机接收到异常信号，就通过光耦向继电器组发出命令， 继电器组导通打开电磁铁装置， 将各个出口封锁。

2.2 系统各种模式详细介绍

1）“商场”工作模式。如果在营业时间内， 则播放“您好，欢迎光临”；若不在营业时间段内，则启动声光报警和出口封锁电路， 防止盗窃现象的发生。

2）“场馆”工作模式。如果在上班时间，则统计进出人数目并显示， 若超过设定的人数上限， 则发出声光报警信号；若不在上班时间，则发出防盗报警信号，同时锁定出口。

3）“家庭”工作模式。该模式分为手动和自动两种方式。手动方式即为当用户出门时， 按下启动按钮， 则启动防盗报警模式， 在停止按钮按下之前， 任何人进入都将启动防盗报警；自动模式即为单片机根据从时间芯片读取的时间判断， 在特定时间段启动防盗报警， 其他时间段停止报警， 时间段可以自行设定。

4）“自动”模式与“家庭”模式中的自动方式相同

3 系统软件流程

3.1 系统主流程

如图6 所示，系统初始化完毕后，当检测到有人体信号， 单片机根据当前的工作模式和设定的时间段启动相应的电路；如果没有传感器信号输入，则处于等待状态。

图6 系统主流程图

3.2 DS1302控制流程

当系统上电后，需要用户设置初始时间，否则时钟芯片不会走时。在正常走时过程中， 用户可以随时修改当前时间， 单片机可以随时从时间芯片中读取时间数据。

图7 DS1302 程序流程图

4 结束语

1） 本设计采用51 系列单片机作为CPU,价格低廉，程序编写简单， 运行稳定；

2） 用热释电红外传感器RE200B 代替普通的光电传感器，只对人体反应灵敏，探测精度高，误报率低；

3） 用键盘和时钟芯片实现人机交互，供用户灵活选择，应用范围广泛；

4） 本设计在报警的基础上，增加了异常情况下封锁出口的功能， 更加有效的保障用户的财产安全；

5） 样机试运行状态稳定，针对特定用户，加以改进后可考虑量产。