入侵探測裝置的軟硬件設計

　　另外,調節(jié)R3可以使+12V電平信號的持續(xù)時間在15～1800 s變化。該功能主要利用單片機內部的兩個比較器,結合外圍RC充電電路來實現(xiàn)對：R3位置的檢測。具體過程如下：通過對單片機的控制字進行設置,使比較器P1和P2的正相輸入端在單片機內部連接在一起并與RA2端口相連,RA0、RAl、RA2都為輸入端口,如圖4所示。

　　在正常狀態(tài)下RA3為輸出端口,且輸出為低電平,此時電容Cl和比較器P1、P2處于穩(wěn)定狀態(tài)。當需要測試R3滑動頭的位置時,RA3端口則從輸出變?yōu)檩斎?并且單片機內部的定時器開始計時。這樣一來+12 V便通過電阻R1開始對電容C1進行充電,當端口RA2的電平超過端口RAl時,比較器P2的輸出會發(fā)生變化,引起單片機的比較器中斷。在中斷服務程序里,讀取定時器的數(shù)值便可以計算出電阻R3滑動頭的位置。然后再把端口．RA3恢復成輸出低電平,使電容C1放電,整個電路回到初始的狀態(tài),為下一次檢測做好準備。比較器P1的作用是防止比較器P2出現(xiàn)意外。當端口RA2的電平超過端口RAl時還沒產(chǎn)生中斷的話,就由比較器P1產(chǎn)生中斷,并使電容C1停止充電,避免端口RA2和RA3的電平過高,使單片機損壞。對電阻R3的測量是為了設定照明設備的點亮時間,精度要求并不高,所以使用該電路進行測量不但簡單方便成本低,而且實際當中使用效果良好。

3 軟件編程

　　在硬件處理的基礎上,到達單片機的波形已經(jīng)比較理想了,但是并不能單純以收到脈沖信號作為探測的標準,仍然需要利用軟件編程進一步增加抗干擾性能。由于該裝置主要目的是探測人體的運動情況,而人體稍微地一個小動作至少都能使單片機接收到幾百個ms時間的脈沖信號。為了提高可靠性,本設計對于持續(xù)時間不到100 ms的信號忽略不計。另外,如果多臺裝置同時工作,由于各種硬件誤差可能導致發(fā)送出來的超聲波頻率不能完全相同,當差別比較大時會持續(xù)收到一定頻率的脈沖信號,如果不作處理,這也會影響正常的探測?？紤]到在沒有人通過時,如果有干擾,且干擾源穩(wěn)定的話,單片機收到脈沖信號的頻率是基本不變的,所以,比較理想的探測機制為：根據(jù)返回頻差信號的頻率是否變化來判斷是否有人體運動存在。

　　在本設計中,對連續(xù)2個100 ms時間段內對接收到脈沖信號進行計數(shù),如果計數(shù)值有增加,則判斷為探測成功。在計數(shù)的同時,如果1OOms內的計數(shù)值小于5,則舍棄不計。為了在使用期間確?？煽?本裝置間隔一定時間就進行自檢。如圖2所示,在正常的探測過程中,RBO端口一直輸出低電平,只有在需要自檢時,RB0端口才輸出一定頻率的方波,作為自檢信號。此時,超聲波信號在發(fā)射之前就已經(jīng)被自檢信號調制了,如果整個裝置工作正常,即使在沒有運動物體反射超聲波的情況下,單片機也能接收到脈沖信號。依此便可進行自檢,判斷自身工作是否正常。假如自檢失敗,則使LED不停閃爍以指示自身出現(xiàn)故障,并且一直輸出+12 V信號控制照明裝置常亮,避免影響行人正常通過。

4 總 結

　　該裝置外形如圖5所示,底部有懸掛卡口,可以方便地安裝在通道的墻壁上。頂部的靈敏度旋鈕可以調節(jié)探測的靈敏度,延時時間旋鈕可以調節(jié)來人之后照明裝置點亮的時間。頂部的LED能夠指示正常狀態(tài)下的探測情況以及自檢失敗時的故障。

　　實踐證明,該裝置不僅安裝方便,而且使用效果良好,能夠滿足多種場合下的來人探測要求。另外,該裝置探測靈敏度高,稍作調整也可以作為安防系統(tǒng)的報警裝置使用。