摘要：本文設(shè)計(jì)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(kù)區(qū)防盜系統(tǒng)，可依據(jù)設(shè)定的時(shí)間段,，對(duì)紅外傳感器輸入信號(hào)進(jìn)行判斷,，執(zhí)行對(duì)應(yīng)功能的子程序;同時(shí)，接受鍵盤(pán)輸入信號(hào),，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,。該系統(tǒng)可檢測(cè)90~140度的平面范圍，探測(cè)距離最遠(yuǎn)可達(dá)15米,，能有效實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)的安全值守,。
0.前 言
智能防盜系統(tǒng)已成為庫(kù)區(qū)管理的必要組成部分，數(shù)字化,、無(wú)線化,、集成化則是防盜系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，為此,，現(xiàn)代防盜系統(tǒng)廣泛采用紅外線作為傳感信號(hào),。由于紅外線是不可見(jiàn)光，因而具有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性,，且基于紅外傳感信號(hào)的防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，報(bào)警準(zhǔn)確,、及時(shí),，是安全防御的最佳選擇。本設(shè)計(jì)主要對(duì)智能庫(kù)區(qū)防盜系統(tǒng)的基本功能進(jìn)行了設(shè)計(jì),，可分時(shí)段對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)做出判斷并實(shí)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(shí)間段內(nèi)處于防盜狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到有人進(jìn)入則發(fā)出聲光報(bào)警,，并記錄進(jìn)入時(shí)間;
2.防盜系統(tǒng)在08:00—18:00時(shí)間段內(nèi)處于檢測(cè)人數(shù)狀態(tài),，每當(dāng)一個(gè)人進(jìn)入，則計(jì)數(shù)一次,，當(dāng)達(dá)到人數(shù)上限時(shí),，發(fā)出報(bào)警;
3.防盜系統(tǒng)在19:00—06:00時(shí)間段內(nèi)處于燈控狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到有人進(jìn)入則點(diǎn)亮照明燈,，無(wú)人時(shí)則關(guān)閉照明燈,。
智能庫(kù)區(qū)防盜系統(tǒng)由MCU、紅外信號(hào)檢測(cè),、鍵盤(pán)控制,、顯示單元、聲光報(bào)警等五個(gè)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(duì)紅外、鍵盤(pán)等輸入信號(hào)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(jī)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(chǔ)器,，可滿(mǎn)足用戶(hù)代碼的存儲(chǔ)需要,。
2.2紅外信號(hào)檢測(cè)單元
檢測(cè)單元選用人體紅外感應(yīng)模塊作為傳感器來(lái)輸入報(bào)警信號(hào)，該模塊直線檢測(cè)距離遠(yuǎn),，范圍廣,，工作也較為穩(wěn)定，配備菲涅爾透鏡時(shí)傳感器的探測(cè)半徑可達(dá)到15m,，菲涅爾透鏡焦距一般為5cm左右,，使用時(shí)根據(jù)實(shí)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(bào)警信號(hào),，信號(hào)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(dòng),，模塊便有持續(xù)脈沖輸出，直到人離開(kāi)感應(yīng)區(qū)并延時(shí)一段時(shí)間才停止輸出,。
2.3聲光報(bào)警單元
本單元采用一個(gè)紅色LED和一個(gè)藍(lán)色LED模擬警燈,，采用無(wú)源蜂鳴器模擬警笛，警燈及警笛的效果均通過(guò)編程實(shí)現(xiàn),，當(dāng)有報(bào)警信號(hào)時(shí)由單片機(jī)發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)發(fā)光管和蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能,。另有一個(gè)LED實(shí)現(xiàn)照明功能。
2.4鍵盤(pán)控制單元
鍵盤(pán)控制單元采用8個(gè)獨(dú)立按鍵輸入數(shù)據(jù),，可調(diào)整時(shí)間,、設(shè)定報(bào)警人數(shù)上限和解除警報(bào),。從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)交互功能。
2.5顯示單元
考慮到報(bào)警信息量不是很大,，故選用8位共陽(yáng)極LED數(shù)碼管完全可以滿(mǎn)足需要,，數(shù)碼管價(jià)格低廉，編程靈活,，采用動(dòng)態(tài)顯示方式還可節(jié)約單片機(jī)I/O口線,。系統(tǒng)圖如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)電路圖
3.系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)工作時(shí),，主程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)的各種初始化操作,，檢測(cè)硬件電路是否正常，并對(duì)定時(shí)器進(jìn)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(shí)，若紅外傳感器檢測(cè)到有人靠近,，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平的報(bào)警信號(hào)輸入到主控芯片,，主程序通過(guò)查詢(xún)當(dāng)前時(shí)間跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能區(qū)：若在第一時(shí)段，則單片機(jī)發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警并記錄當(dāng)前時(shí)間;若在第二時(shí)段,，則對(duì)經(jīng)過(guò)人數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù);若在第三時(shí)段,，則控制照明系統(tǒng)開(kāi)啟并在人離開(kāi)后關(guān)閉照明系統(tǒng)。紅外信號(hào)判斷子程序及定時(shí)中斷流程如圖5所示,。
圖5 紅外信號(hào)判斷子程序及定時(shí)中斷流程
結(jié)語(yǔ)
本文采用熱釋電紅外傳感器與單片機(jī)相結(jié)合的方法,，設(shè)計(jì)了一款智能庫(kù)區(qū)防盜系統(tǒng)，并安裝在關(guān)鍵庫(kù)所,，經(jīng)實(shí)際測(cè)試，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、成本低廉,、報(bào)警及時(shí)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，并具有良好的隱蔽性和保密性,，可用于庫(kù)區(qū),、商店、家庭和物業(yè)管理,。