基于Atmel單片機(jī)的熱釋電紅外的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（4） 二級(jí)放大

第一級(jí)中主要是抑制共模信號(hào)，因此不可能有很大的放大倍數(shù)， 本系統(tǒng)中， 放大器要完成從1 m V 到4 V 信號(hào)的轉(zhuǎn)換，需要放大4000 倍。在第一級(jí)中已經(jīng)放大20倍，本級(jí)需要放大200 倍，由R4/R3的值決定。電路如圖4。

圖4 二級(jí)放大和阻抗變換電路

其中， 第一級(jí)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)200 倍放大， 第二級(jí)是電壓跟隨器， 以實(shí)現(xiàn)阻抗變換功能。

（5） 門(mén)限比較

當(dāng)人體從傳感器前走過(guò)時(shí)，會(huì)隨著與傳感器的夾角不同而輸出強(qiáng)弱變化的脈沖信號(hào)， 因而， 需要設(shè)定一個(gè)門(mén)限值， 當(dāng)信號(hào)大于門(mén)限值時(shí)，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。系統(tǒng)采用雙門(mén)限電路，如圖5 所示。上下門(mén)限分別設(shè)置為3.75V 和1.25V。兩個(gè)二極管可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出。

圖5 門(mén)限比較器

2.1.3 時(shí)鐘和鍵盤(pán)部分

本設(shè)計(jì)采用美國(guó)D A L L A S 公司的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302 提供當(dāng)前時(shí)間，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，有主/ 備兩路電源供電，可以實(shí)現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)不丟失， 它與單片機(jī)之間采用SPI 總線連接。

當(dāng)用戶選擇工作模式后， 系統(tǒng)在時(shí)鐘芯片的協(xié)助下， 完成實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警功能。

2.1.4 顯示和報(bào)警部分

顯示電路有兩個(gè)功能：當(dāng)應(yīng)用于“場(chǎng)館”工作模式時(shí)，顯示場(chǎng)館內(nèi)人員總數(shù)；當(dāng)工作于其他模式時(shí)，顯示當(dāng)前時(shí)間， 以判斷是否到達(dá)下班時(shí)間，并決定是否啟動(dòng)防盜報(bào)警裝置。本設(shè)計(jì)采用LED 顯示數(shù)字直觀醒目，它與單片機(jī)之間通過(guò)驅(qū)動(dòng)器74LS245 實(shí)現(xiàn)通信。

報(bào)警電路也有兩個(gè)功能：當(dāng)工作于“商場(chǎng)”模式，且是營(yíng)業(yè)時(shí)間時(shí)，播放“您好，歡迎光臨！”；當(dāng)工作在“家庭”模式或者其他模式下時(shí)間到達(dá)用戶設(shè)定時(shí)間時(shí)，發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警，并通過(guò)特殊發(fā)光二極管發(fā)出閃爍信號(hào)， 以警示犯罪分子、提醒主人。本設(shè)計(jì)采用ISD4004 語(yǔ)音芯片和功放電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.1.5 出口封鎖部分

經(jīng)過(guò)上述分析， 當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，若僅發(fā)出聲光報(bào)警，一旦主人不在家，并不能保證財(cái)產(chǎn)的安全，需要同時(shí)采用措施防止犯罪分子逃脫。本設(shè)計(jì)中附加了出口封鎖裝置，由光耦TLP521、繼電器組和電磁鐵裝置組成。一旦單片機(jī)接收到異常信號(hào)，就通過(guò)光耦向繼電器組發(fā)出命令， 繼電器組導(dǎo)通打開(kāi)電磁鐵裝置，將各個(gè)出口封鎖。

2.2 系統(tǒng)各種模式詳細(xì)介紹

1）“商場(chǎng)”工作模式。如果在營(yíng)業(yè)時(shí)間內(nèi)， 則播放“您好，歡迎光臨”；若不在營(yíng)業(yè)時(shí)間段內(nèi)，則啟動(dòng)聲光報(bào)警和出口封鎖電路，防止盜竊現(xiàn)象的發(fā)生。

2）“場(chǎng)館”工作模式。如果在上班時(shí)間，則統(tǒng)計(jì)進(jìn)出人數(shù)目并顯示， 若超過(guò)設(shè)定的人數(shù)上限，則發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；若不在上班時(shí)間，則發(fā)出防盜報(bào)警信號(hào)，同時(shí)鎖定出口。

3）“家庭”工作模式。該模式分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式。手動(dòng)方式即為當(dāng)用戶出門(mén)時(shí)， 按下啟動(dòng)按鈕， 則啟動(dòng)防盜報(bào)警模式，在停止按鈕按下之前， 任何人進(jìn)入都將啟動(dòng)防盜報(bào)警；自動(dòng)模式即為單片機(jī)根據(jù)從時(shí)間芯片讀取的時(shí)間判斷， 在特定時(shí)間段啟動(dòng)防盜報(bào)警，其他時(shí)間段停止報(bào)警， 時(shí)間段可以自行設(shè)定。

4）“自動(dòng)”模式與“家庭”模式中的自動(dòng)方式相同

3 系統(tǒng)軟件流程

3.1 系統(tǒng)主流程

系統(tǒng)初始化完畢后，當(dāng)檢測(cè)到有人體信號(hào)， 單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前的工作模式和設(shè)定的時(shí)間段啟動(dòng)相應(yīng)的電路；如果沒(méi)有傳感器信號(hào)輸入，則處于等待狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

1） 本設(shè)計(jì)采用51 系列單片機(jī)作為CPU,價(jià)格低廉，程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單， 運(yùn)行穩(wěn)定；

2） 用熱釋電紅外傳感器RE200B 代替普通的光電傳感器，只對(duì)人體反應(yīng)靈敏，探測(cè)精度高，誤報(bào)率低；

3） 用鍵盤(pán)和時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，供用戶靈活選擇，應(yīng)用范圍廣泛；

4） 本設(shè)計(jì)在報(bào)警的基礎(chǔ)上，增加了異常情況下封鎖出口的功能， 更加有效的保障用戶的財(cái)產(chǎn)安全；

5） 樣機(jī)試運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，針對(duì)特定用戶，加以改進(jìn)后可考慮量產(chǎn)。