基于Atmel單片機的熱釋電紅外的安防系統(tǒng)設(shè)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(shù)， 本系統(tǒng)中， 放大器要完成從1 m V 到4 V 信號的轉(zhuǎn)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， 第一級運放實現(xiàn)200 倍放大， 第二級是電壓跟隨器， 以實現(xiàn)阻抗變換功能。

（5） 門限比較

當人體從傳感器前走過時，會隨著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(shè)定一個門限值， 當信號大于門限值時，輸出一個脈沖信號。系統(tǒng)采用雙門限電路，如圖5 所示。上下門限分別設(shè)置為3.75V 和1.25V。兩個二極管可以實現(xiàn)穩(wěn)定的輸出。

圖5 門限比較器

2.1.3 時鐘和鍵盤部分

本設(shè)計采用美國D A L L A S 公司的低功耗實時時鐘芯片DS1302 提供當前時間，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能，有主/ 備兩路電源供電，可以實現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)不丟失， 它與單片機之間采用SPI 總線連接。

當用戶選擇工作模式后， 系統(tǒng)在時鐘芯片的協(xié)助下， 完成實時監(jiān)控和報警功能。

2.1.4 顯示和報警部分

顯示電路有兩個功能：當應用于“場館”工作模式時，顯示場館內(nèi)人員總數(shù)；當工作于其他模式時，顯示當前時間， 以判斷是否到達下班時間，并決定是否啟動防盜報警裝置。本設(shè)計采用LED 顯示數(shù)字直觀醒目，它與單片機之間通過驅(qū)動器74LS245 實現(xiàn)通信。

報警電路也有兩個功能：當工作于“商場”模式，且是營業(yè)時間時，播放“您好，歡迎光臨！”；當工作在“家庭”模式或者其他模式下時間到達用戶設(shè)定時間時，發(fā)出語音報警，并通過特殊發(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(shè)計采用ISD4004 語音芯片和功放電路來實現(xiàn)。

2.1.5 出口封鎖部分

經(jīng)過上述分析， 當出現(xiàn)異常情況時，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，需要同時采用措施防止犯罪分子逃脫。本設(shè)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，就通過光耦向繼電器組發(fā)出命令， 繼電器組導通打開電磁鐵裝置，將各個出口封鎖。

2.2 系統(tǒng)各種模式詳細介紹

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

2）“場館”工作模式。如果在上班時間，則統(tǒng)計進出人數(shù)目并顯示， 若超過設(shè)定的人數(shù)上限，則發(fā)出聲光報警信號；若不在上班時間，則發(fā)出防盜報警信號，同時鎖定出口。

3）“家庭”工作模式。該模式分為手動和自動兩種方式。手動方式即為當用戶出門時， 按下啟動按鈕， 則啟動防盜報警模式，在停止按鈕按下之前， 任何人進入都將啟動防盜報警；自動模式即為單片機根據(jù)從時間芯片讀取的時間判斷， 在特定時間段啟動防盜報警，其他時間段停止報警， 時間段可以自行設(shè)定。

4）“自動”模式與“家庭”模式中的自動方式相同

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，當檢測到有人體信號， 單片機根據(jù)當前的工作模式和設(shè)定的時間段啟動相應的電路；如果沒有傳感器信號輸入，則處于等待狀態(tài)。

4 結(jié)束語

1） 本設(shè)計采用51 系列單片機作為CPU,價格低廉，程序編寫簡單， 運行穩(wěn)定；

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

3） 用鍵盤和時鐘芯片實現(xiàn)人機交互，供用戶靈活選擇，應用范圍廣泛；

4） 本設(shè)計在報警的基礎(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產(chǎn)安全；

5） 樣機試運行狀態(tài)穩(wěn)定，針對特定用戶，加以改進后可考慮量產(chǎn)。