基于A(yíng)tmel單片機的熱釋電紅外的安防系統設計

（4） 二級放大

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

圖4 二級放大和阻抗變換電路

其中， 第一級運放實(shí)現200 倍放大， 第二級是電壓跟隨器， 以實(shí)現阻抗變換功能。

（5） 門(mén)限比較

當人體從傳感器前走過(guò)時(shí)，會(huì )隨著(zhù)與傳感器的夾角不同而輸出強弱變化的脈沖信號， 因而， 需要設定一個(gè)門(mén)限值， 當信號大于門(mén)限值時(shí)，輸出一個(gè)脈沖信號。系統采用雙門(mén)限電路，如圖5 所示。上下門(mén)限分別設置為3.75V 和1.25V。兩個(gè)二極管可以實(shí)現穩定的輸出。

圖5 門(mén)限比較器

2.1.3 時(shí)鐘和鍵盤(pán)部分

本設計采用美國D A L L A S 公司的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302 提供當前時(shí)間，它可以對年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計時(shí)，且具有閏年補償等多種功能，有主/ 備兩路電源供電，可以實(shí)現掉電數據不丟失， 它與單片機之間采用SPI 總線(xiàn)連接。

當用戶(hù)選擇工作模式后， 系統在時(shí)鐘芯片的協(xié)助下， 完成實(shí)時(shí)監控和報警功能。

2.1.4 顯示和報警部分

顯示電路有兩個(gè)功能：當應用于“場(chǎng)館”工作模式時(shí)，顯示場(chǎng)館內人員總數；當工作于其他模式時(shí)，顯示當前時(shí)間， 以判斷是否到達下班時(shí)間，并決定是否啟動(dòng)防盜報警裝置。本設計采用LED 顯示數字直觀(guān)醒目，它與單片機之間通過(guò)驅動(dòng)器74LS245 實(shí)現通信。

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

2.1.5 出口封鎖部分

經(jīng)過(guò)上述分析， 當出現異常情況時(shí)，若僅發(fā)出聲光報警，一旦主人不在家，并不能保證財產(chǎn)的安全，需要同時(shí)采用措施防止犯罪分子逃脫。本設計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。一旦單片機接收到異常信號，就通過(guò)光耦向繼電器組發(fā)出命令， 繼電器組導通打開(kāi)電磁鐵裝置，將各個(gè)出口封鎖。

2.2 系統各種模式詳細介紹

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

2）“場(chǎng)館”工作模式。如果在上班時(shí)間，則統計進(jìn)出人數目并顯示， 若超過(guò)設定的人數上限，則發(fā)出聲光報警信號；若不在上班時(shí)間，則發(fā)出防盜報警信號，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)方式即為當用戶(hù)出門(mén)時(shí)， 按下啟動(dòng)按鈕， 則啟動(dòng)防盜報警模式，在停止按鈕按下之前， 任何人進(jìn)入都將啟動(dòng)防盜報警；自動(dòng)模式即為單片機根據從時(shí)間芯片讀取的時(shí)間判斷， 在特定時(shí)間段啟動(dòng)防盜報警，其他時(shí)間段停止報警， 時(shí)間段可以自行設定。

4）“自動(dòng)”模式與“家庭”模式中的自動(dòng)方式相同

3 系統軟件流程

3.1 系統主流程

系統初始化完畢后，當檢測到有人體信號， 單片機根據當前的工作模式和設定的時(shí)間段啟動(dòng)相應的電路；如果沒(méi)有傳感器信號輸入，則處于等待狀態(tài)。

4 結束語(yǔ)

1） 本設計采用51 系列單片機作為CPU,價(jià)格低廉，程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單， 運行穩定；

2） 用熱釋電紅外傳感器RE200B 代替普通的光電傳感器，只對人體反應靈敏，探測精度高，誤報率低；

3） 用鍵盤(pán)和時(shí)鐘芯片實(shí)現人機交互，供用戶(hù)靈活選擇，應用范圍廣泛；

4） 本設計在報警的基礎上，增加了異常情況下封鎖出口的功能， 更加有效的保障用戶(hù)的財產(chǎn)安全；

5） 樣機試運行狀態(tài)穩定，針對特定用戶(hù)，加以改進(jìn)后可考慮量產(chǎn)。