1 课题设计 (3)1.1 课题设计的概述 (3)1.2 课题研究的目的及意义 (3)2．1 系统概述 (4)2.2 总体设计 (4)2.3 系统硬件选择 (5)3 热释电人体红外传感器 (6)3.1 红外测温原理 (6)3.2 PIR传感器简单介绍 (7)3.3 热释红外传感器的结构及原理 (7)3.4 热释红外传感器特点 (8)3.5 菲涅尔透镜 (10)3.5.1 菲涅尔透镜的结构和工作原理 (10)3.5.2 菲涅尔透镜的作用 (11)4 AT89S51单片机概述 (11)4.1 TA89S51单片机的结构 (11)4.1.2 振荡器特性 (14)4.2 AT89S51单片机的工作周期 (15)4.3 AT89S51单片机的工作过程和工作方式 (16)1.复位方式 (16)3.待机方式 (17)4.掉电方式 (17)5.1.1 人体检测电路 (18)5.1.2 人体红外信号处理电路 (19)5.1.3 单片机系统 (21)5.1.4 LED数码管的电路设计 (22)5.1.5 报警电路 (23)5.1.6 单片机的复位电路 (24)5.1.7 手动解除报警电路 (25)5.2 软件的程序实现 (25)5.2.1 主控程序工作流程 (26)N (26)Y (26)Y (26)N (26)N (26)5.2.2 主程序清单 (27)5.3 板子的制作 (28)1. Protel99的使用步骤及经验 (28)2. 电路板的制作过程包括以下几步： (29)6．1 测试设备 (30)4. 当系统单片机处于工作状态时，指示灯将会显示常亮，当有人入侵时，常灭的指示灯将会闪烁，一段时间后将会熄灭。

(31)3．把传感器置于离被测物高出1.5米的地方，然后 (31)7 本设计的功能及使用环境 (32)7.1 本设计的功能 (32)7.2 本设计使用环境 (33)8 结论概述 (33)8.1 主要结论 (33)8.2 系统展望 (33)8.3 结束语 (34)EX0=1; (41)IT0=1; (41)EX0=1; (41)IT1=1; (41)EX1=1; (41)EA=1; (41)引言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，盗窃犯罪行为屡禁不止，严重的危害到广大人民群众的人身财产安全，同时人们对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。

从现代人们住宅发展的趋势来看，现代人们住宅主要是向群体花园式住宅区发展，向高空中发展，一般都是一个住宅区有几栋至几十栋以上，但目前市面上所拥有的家庭电子防盗报警器，只能用于单一的住宅单元，不利于统一管理，而且也不能满足现代住宅区的发展要求，所以很有必要对家庭电子防盗报警器进一步完善和提高。

本文提出了一种基于单片机信号处理技术的防盗检测器的软硬件设计方法，用C语言进行软件设计，硬件则以热释电红外传感器为主，热释电红外传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到V/F转换接收的电压范围。

所以送V/F转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。

然后，V/F转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。

其数据显示部分采用LCD显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。

应用该方法设计的系统在反应速度、误报率、漏报率以及抗干扰能力方面都具有较好性能。

主要特点是测量范围广, 响应速度快, 灵敏度高，抗干扰能力强，安全可靠。

据悉，目前防盗报警系统的附加功能主要有一下几种：1、自动拨号报警功能。

系统探测到窃贼入室或火灾等信息后，按事先设定的电话号码自动拨号，播通后自动播放报警信息，以有效地减少报警时间。

2、系统可利用接口通信技术与计算机进行相连接，当探测到窃贼入室时，单片机所接收到的数据直接传送到计算机，这样有利于小区的统一管理。

3、为了提高灵敏度，减少误报率，可以采用摄像头作为探测头，将采集到的信号进行图像处理及判断后再决定是否报警。

如果系统接收到报警信号后，保安人员可以通过查询报警记录来确定是否真有人经过。

今后,随着电子高科技的飞速发展,防盗技术的发展定将日新月异。

同时,功能更加齐全的高精度的先进防盗器将会不断问世,其应用范围也会更加拓宽。

1 课题设计1.1 课题设计的概述本设计系统应用被动式红外传感器与单片机的接口技术，被动式红外传感器通常又被称为被动式热释红外传感器（简称热释红外传感器），是利用目标物体所发出的红外辐射信号实现被动探测的。

任何温度高于热力学温度零度的物体都向周围空间辐射红外线。

本系统利用热释电红外传感器采集辐射信号，将人体的红外信号转换为电信号，以供信号处理电路使用，信号处理主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延时、比较，为报警功能的实现打下基础。

然后经过单片机的处理后实现报警及数码管的显示。

本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。

它在以前的防盗器基础上进行了很大的改进，不但可以用于单一的住宅区，也可以规模用于比较大规模住宅区的防盗系统，它的工作性能好，不易出现不报和误报现象，安全可靠。

不仅如此，它使用了单片机做信号处理器，这样有利于与计算机相连接，利用计算机统一管理，使整个小区的住户基本情况、资料等在计算机内存储起来，方便来访人的查询和保安人员的统一管理。

目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点：（一）压力触发式防盗报警器由于压力板式安装在垫子内，当主机停止工作，主人在家走动时，都很容易失报和误报，其可靠性低。

（二）开关式电子防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，失报和误报率就高，不可靠。

（三）遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报，同时如果由于风吹窗帘的摆动等遮住了光也会引起误报，所以这种报警器的可靠性也不高。

再者，就闭路监控电路防盗系统而言：它的安装线路复杂，而且技术要求比较高，价格也比较昂贵，不利于广泛利用。

综合以上报警器的不足，本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。

这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。

同时它的信号经过单片机系统处理后利于跟PC机通信，便于多用户统一管理。

1.2 课题研究的目的及意义设计出防盗性能更加稳定，经济实惠，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠的热释红外传感器报警系统。

通过该系统有利的防止盗窃犯罪，充分的保护广大人民群众的人身财产安全。

2 方案设计2．1 系统概述本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。

这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理和用户操作。

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、在线调试等几个阶段，就本设计来说也包括这些过程。

它们的进程框图如图2-1所示。

图2-1 单片机应用系统研制过程框图2.2 总体设计从设计的要求来分析该设计需包括如下结果：热释电红外探头电路、报警电路、单片机、复位电路、LED显示控制电路及相关的控制管理软件组成，它们之间的构成框图如图2-2总体设计框图所示。

图2-2 总体设计框图处理器采用51系列单片机AT89S51，整个系统是在系统软件控制下工作的。

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，经测量放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出下TTL电平至89S51单片机.在单片机内，经软件查询，统计平均及识别判决等环节实时发出人侵报警状态控制信号。

驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作，当报警延迟一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，然后通过LED显示报警次数。

同时,还可以把整个系统变为自动开关灯系统,当有主人在时,可用手动解除报警功能,并且可以开启开关灯执行电路,在探测头感应到有人时执行电路执行开灯。

同时系统还可以使用在一些大型的公共场合，作为检测人数个数和人数的最大容量控制。

2.3 系统硬件选择从以上的分析可知在本设计中要用到如下电路：TA89S51、热释红外传感器、LED 数码管、按键、BISS0001、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路，以及单片机的手工复位电路等等。

其中电路所用器件清单见下表2-1所列。

表2-1 元器件清单3 热释电人体红外传感器3.1 红外测温原理红外测温是通过探测物体表面发射的能量来测量其温度，由物理学可知，处于绝对温度（－273.15℃）以上的任何物体，都要释放热能，而红外辐射温度计测量其中与温度有关波长范围内的热能，并将其转换与温度成比例的电信号，由此测出其温度。

据斯蒂芬－波兹曼常数，绝对黑体其温度T 于与辐射能之间的关系为：其中：σ为蒂芬－波兹曼常数，其值为5.6697×10-12 w/cm 2 ，k 4 为黑体的温度；E 0 为黑体辐射能。

实际中大多数物体为非黑体，其热辐射公式为：E=εE 0其中：E 为物体在一定温度下的辐射能力；E 0 为与E 在同一温度下的黑体辐射能力;ε为黑度系数，表示物体的发射能力接近黑体的情况，其值在0～1之间。

由（2）可知，任何物体只要温度不是绝对零度都不断地发射红外辐射，物体的温度编 号名 称 型 号 数 量 1电阻 4.7K 2 2电阻 1K 6 3电阻 10K 2 4电阻 33K 4 5电容 30pF 2 6电容 47uF 5 7电容 0.01 uF 6 8发光二极管 LED 2绿4红 9三极管 9015/8050 2 10石英晶振 12MHz 1 11集成电路 AT89S51、BISS0001 1、1 12蜂鸣器 8R 1 13按键 * 2 14热释电红外传感器 3TR 1 15共阴数码管 DISPLAY 1 16电源接头 30T 1 17排阻 A103J 1越高，辐射的功率就越大，只要知道物体的温度和它的比辐射率，就可算出它所发射的辐射功率。

所以如果能量出物体的辐射功率，则可确定它的温度。

3.2 PIR传感器简单介绍热释电红外线（PIR）传感器是80年代发展起来的一种新型感灵敏度探测元件。

是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。

它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转化成电压信号输出。