入侵探測裝置的軟硬件設計

　　另外,調節R3可以使+12V電平信號的持續時(shí)間在15～1800 s變化。該功能主要利用單片機內部的兩個(gè)比較器,結合外圍RC充電電路來(lái)實(shí)現對：R3位置的檢測。具體過(guò)程如下：通過(guò)對單片機的控制字進(jìn)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(shí)電容Cl和比較器P1、P2處于穩定狀態(tài)。當需要測試R3滑動(dòng)頭的位置時(shí),RA3端口則從輸出變?yōu)檩斎?并且單片機內部的定時(shí)器開(kāi)始計時(shí)。這樣一來(lái)+12 V便通過(guò)電阻R1開(kāi)始對電容C1進(jìn)行充電,當端口RA2的電平超過(guò)端口RAl時(shí),比較器P2的輸出會(huì )發(fā)生變化,引起單片機的比較器中斷。在中斷服務(wù)程序里,讀取定時(shí)器的數值便可以計算出電阻R3滑動(dòng)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(gè)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出現意外。當端口RA2的電平超過(guò)端口RAl時(shí)還沒(méi)產(chǎn)生中斷的話(huà),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(guò)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(diǎn)亮時(shí)間,精度要求并不高,所以使用該電路進(jìn)行測量不但簡(jiǎn)單方便成本低,而且實(shí)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(jìn)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(dòng)情況,而人體稍微地一個(gè)小動(dòng)作至少都能使單片機接收到幾百個(gè)ms時(shí)間的脈沖信號。為了提高可靠性,本設計對于持續時(shí)間不到100 ms的信號忽略不計。另外,如果多臺裝置同時(shí)工作,由于各種硬件誤差可能導致發(fā)送出來(lái)的超聲波頻率不能完全相同,當差別比較大時(shí)會(huì )持續收到一定頻率的脈沖信號,如果不作處理,這也會(huì )影響正常的探測?？紤]到在沒(méi)有人通過(guò)時(shí),如果有干擾,且干擾源穩定的話(huà),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：根據返回頻差信號的頻率是否變化來(lái)判斷是否有人體運動(dòng)存在。

　　在本設計中,對連續2個(gè)100 ms時(shí)間段內對接收到脈沖信號進(jìn)行計數,如果計數值有增加,則判斷為探測成功。在計數的同時(shí),如果1OOms內的計數值小于5,則舍棄不計。為了在使用期間確?？煽?本裝置間隔一定時(shí)間就進(jìn)行自檢。如圖2所示,在正常的探測過(guò)程中,RBO端口一直輸出低電平,只有在需要自檢時(shí),RB0端口才輸出一定頻率的方波,作為自檢信號。此時(shí),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(gè)裝置工作正常,即使在沒(méi)有運動(dòng)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(jìn)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(guò)。

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探測的靈敏度,延時(shí)時(shí)間旋鈕可以調節來(lái)人之后照明裝置點(diǎn)亮的時(shí)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(shí)的故障。

　　實(shí)踐證明,該裝置不僅安裝方便,而且使用效果良好,能夠滿(mǎn)足多種場(chǎng)合下的來(lái)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的報警裝置使用。