基于AT89S52和传感器的智能库区防盗系统的设计

     摘要：本文设计了一款以热释电红外传感器和AT89S52为核心控制芯片的智能库区防盗系统，可依据设定的时间段，对红外传感器输入信号进行判断，执行对应功能的子程序;同时，接受键盘输入信号，实现人机交互。该系统可检测90~140度的平面范围，探测距离最远可达15米，能有效实现库区的安全值守。

　　0.前 言

　　智能防盗系统已成为库区管理的必要组成部分，数字化、无线化、集成化则是防盗系统的技术发展趋势，为此，现代防盗系统广泛采用红外线作为传感信号。由于红外线是不可见光，因而具有很强的隐蔽性和保密性，且基于红外传感信号的防盗系统结构简单，报警准确、及时，是安全防御的最佳选择。本设计主要对智能库区防盗系统的基本功能进行了设计，可分时段对检测到的信号做出判断并实现相应功能。

　　1.系统方案

　　系统要求具备以下功能：

　　1.防盗系统在18:00—08:00时间段内处于防盗状态，当检测到有人进入则发出声光报警，并记录进入时间;

　　2.防盗系统在08:00—18:00时间段内处于检测人数状态，每当一个人进入，则计数一次，当达到人数上限时，发出报警;

　　3.防盗系统在19:00—06:00时间段内处于灯控状态，当检测到有人进入则点亮照明灯，无人时则关闭照明灯。

　　智能库区防盗系统由MCU、红外信号检测、键盘控制、显示单元、声光报警等五个单元组成，系统框图如图1所示。

图1 系统框图

　　2.系统硬件

　　2.1主控MCU

　　MCU是系统的控制单元，完成对红外、键盘等输入信号的处理，并向显示、声光等输出单元发出相应指令，MCU选用单片机AT89S52，AT89S52是一种低功耗、高性能8位微控制器，具有8k在系统可编程Flash存储器，可满足用户代码的存储需要。 [p]

　　2.2红外信号检测单元

　　检测单元选用人体红外感应模块作为传感器来输入报警信号，该模块直线检测距离远，范围广，工作也较为稳定，配备菲涅尔透镜时传感器的探测半径可达到15m，菲涅尔透镜焦距一般为5cm左右，使用时根据实际情况调整菲涅尔透镜与传感器之间的距离，一般把透镜固定在传感器正前方1~5cm处 。

　　人体红外感应模块如图2所示。其中1引脚接电源负极，3引脚接电源正极，电源为6~9V直流电压;2引脚输出报警信号，信号幅度约为4~6V，高电平有效，水平感应角度为90～140度，垂直感应角度为15～30度，感应距离0.5～15m，W1可调整灵敏度，W2可在5-120S范围内调整输出延迟。

图2 人体红外感应模块

　　加电后，若有人在感应区活动，模块便有持续脉冲输出，直到人离开感应区并延时一段时间才停止输出。

　　2.3声光报警单元

　　本单元采用一个红色LED和一个蓝色LED模拟警灯，采用无源蜂鸣器模拟警笛，警灯及警笛的效果均通过编程实现，当有报警信号时由单片机发出指令驱动发光管和蜂鸣器实现报警功能。另有一个LED实现照明功能。

　　2.4键盘控制单元

　　键盘控制单元采用8个独立按键输入数据，可调整时间、设定报警人数上限和解除警报。从而实现系统的人机交互功能。

　　2.5显示单元

　　考虑到报警信息量不是很大，故选用8位共阳极LED数码管完全可以满足需要，数码管价格低廉，编程灵活，采用动态显示方式还可节约单片机I/O口线。系统图如图3所示。

 

图3 系统电路图 [p]

　　3.系统软件

　　系统工作时，主程序负责系统的各种初始化操作，检测硬件电路是否正常，并对定时器进行设置，具体流程如图4所示。

 

图4 主程序流程图

　　系统工作时，若红外传感器检测到有人靠近，会产生一个高电平的报警信号输入到主控芯片，主程序通过查询当前时间跳转到相应的功能区：若在第一时段，则单片机发出指令实现声光报警并记录当前时间;若在第二时段，则对经过人数进行计数;若在第三时段，则控制照明系统开启并在人离开后关闭照明系统。红外信号判断子程序及定时中断流程如图5所示。

图5 红外信号判断子程序及定时中断流程

　　结语

　　本文采用热释电红外传感器与单片机相结合的方法，设计了一款智能库区防盗系统，并安装在关键库所，经实际测试，该系统具有结构简单、成本低廉、报警及时准确等优点，并具有良好的隐蔽性和保密性，可用于库区、商店、家庭和物业管理。