阅读说明：本技术 一种热释电红外探测防盗监测系统 (Pyroelectric infrared detection anti-theft monitoring system ) 是由 傅院霞 陈浩 王莉 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种热释电红外探测防盗监测系统,包括电源模块、处理器、热释电红外传感器、声光报警模块,所述电源模块用于为整个系统供电,热释电红外传感器的信号输出端通过数据线与处理器的信号输入端连接,处理器的信号输出端与声光报警模块的输入端连接,处理器用于将人体移动所产生的红外变化的电压信号进行处理后向声光报警模块发送报警信号,声光报警模块接收报警信号后发出相应的报警,所述声光报警模块包括蜂鸣器模块和LED指示电路。与现有技术相比,本发明热释电红外传感器采集的信号由数据线传送至单片机内由单片机进行相应的数据处理,而单片机系统和报警系统可以放在离被盗窃者的较近处,既可以警示盗窃者也可以提醒被盗窃者。(The invention discloses a pyroelectric infrared detection anti-theft monitoring system which comprises a power supply module, a processor, a pyroelectric infrared sensor and an acousto-optic alarm module, wherein the power supply module is used for supplying power to the whole system, the signal output end of the pyroelectric infrared sensor is connected with the signal input end of the processor through a data line, the signal output end of the processor is connected with the input end of the acousto-optic alarm module, the processor is used for processing a voltage signal of infrared change generated by the movement of a human body and then sending an alarm signal to the acousto-optic alarm module, the acousto-optic alarm module receives the alarm signal and then sends out a corresponding alarm, and the acousto-optic alarm module comprises a buzzer module and an LED indicating circuit. Compared with the prior art, the signal acquired by the pyroelectric infrared sensor is transmitted into the single chip microcomputer by the data wire and is processed by the single chip microcomputer correspondingly, and the single chip microcomputer system and the alarm system can be placed at a position close to a stolen person, so that the stolen person can be warned and reminded.)

一种热释电红外探测防盗监测系统

技术领域

本发明涉及光电检测领域，特别是一种热释电红外探测防盗监测系统。

背景技术

扰乱校园秩序，侵害师生权益的校园盗窃案件，防控措施薄弱的农村地区的盗窃案件频发。各种盗窃事件层出不穷，促使人们设计研发防盗系统。人们说起防盗想到的便是监控，其实不尽然，防盗系统根据防控手段分成了人防、物防、技防，而我们常见的监控就属于技防的一种，其中常见的报警探测器有主动式与被动式红外报警器等等，都有利于人们在生产生活中来监测。由于现在科技的不断发展，环境越来越复杂，前端的类型非常多样化。然而国内的报警系统还不够完善和成熟，正因为国内体系的不完善导致了报警器的粗制滥造，使得产品的安装率较低，使用率较低，报警率较低，甚至在一定程度上带来了人民在生产生活上的不便。由于热释电红外传感器是一种用非接触的方式来感应红外信号的变化并且将此变化转变成电压信号的设备。热释电红外传感器具有耗能小、成本低、易隐藏、较灵敏等优点，现已广泛的应用于多个领域。热释电红外传感器能较好的避免小动物、电磁场、灯光的影响而产生误报从而造成人力物力的损失。

因此，亟待开发一种热释电红外探测防盗监测系统。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种热释电红外探测防盗监测系统。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种热释电红外探测防盗监测系统，包括电源模块、处理器、热释电红外传感器、声光报警模块，所述电源模块用于为整个系统供电，所述热释电红外传感器的信号输出端通过数据线与处理器的信号输入端连接用于将检测的人体移动所产生的红外变化转变成电压信号经数据线再传送至处理器，处理器的信号输出端与声光报警模块的输入端连接，处理器用于将人体移动所产生的红外变化的电压信号进行处理后向声光报警模块发送报警信号，声光报警模块接收报警信号后发出相应的报警，所述声光报警模块包括蜂鸣器模块和LED指示电路。

进一步地，所述热释电红外传感器外罩有菲涅尔镜，所述菲涅尔镜外覆有滤光片，滤光片控制在7.5-14μm的波段。

进一步地，所述处理器为STM32F103C8T6单片机。

进一步地，所述电源模块包括DC5V电源和用于将5V电压转变为DC3.3V的稳压器。

进一步地，所述处理器的信号输入端连接有输入按键。

进一步地，所述输入按键与处理器之间设有滤波延时消抖电路。

与现有技术相比，本发明的热释电红外传感器与处理器不在一起，即热释电红外传感器采集的信号由数据线传送至单片机内由单片机进行相应的数据处理，而单片机系统和报警系统可以放在离被盗窃者的较近处，既可以警示盗窃者也可以提醒被盗窃者。

附图说明

图1为本发明实施例的电路结构框图。

图2为本发明实施例的监测流程图。

图3为本发明实施例的STM32F103C8T6单片机原理图。

图4为本发明实施例的STM32F103C8T6单片机的BOOT启动方式原理图。

图5为本发明实施例的蜂鸣器模块的电路图。

图6为本发明实施例的滤波延时消抖电路图及消抖前后的波形图。

图7为本发明实施例的STM32F103C8T6单片机的复位电路原理图。

图8为本发明实施例的电源模块的供电电路原理图。

图9为本发明实施例的STM32F103C8T6单片机的晶振电路原理图。

图10为本发明实施例的LED指示电路原理。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。

如图1所示，一种热释电红外探测防盗监测系统，包括电源模块、处理器、热释电红外传感器、声光报警模块，所述电源模块用于为整个系统供电，所述电源模块包括DC5V电源和用于将5V电压转变为DC3.3V的稳压器；所述热释电红外传感器的信号输出端通过数据线与处理器的信号输入端连接用于将检测的人体移动所产生的红外变化转变成电压信号经数据线再传送至处理器，处理器的信号输出端与声光报警模块的输入端连接，处理器用于将人体移动所产生的红外变化的电压信号进行处理后向声光报警模块发送报警信号，声光报警模块接收报警信号后发出相应的报警，所述声光报警模块包括蜂鸣器模块和LED指示电路。

本实施中处理器选用STM32F103C8T6单片机，STM32F103C8T6单片机原理图如图3所示。STM32F103C8T6芯片的基本参数如下：

1、位数：32位

2、时钟频率：72MHz

3、针脚数：48

4、存储器容量：20KB

5、串行通讯：USB,CAN

6、接口类型：CAN，I2C，SPI,UART,USB

7、存储器类型：FLASH

8、电源电压：max3.6V，min2V

9、闪存储量：128KB

10、输入输出线数：32。

定时器与看门狗

(1)定时器

本设计所采用的STM32F103C8T6单片机中带有高级控制定时器、普通定时器、看门狗定时器和系统嘀嗒定时器，这些定时器可以与高级控制定时器共同工作。当在调试状态下，定时器可以被冻结，任意一个定时器都可以产生脉冲宽度调制信号且都可以直接的对内存进行访问(独立的DMA请求机制)。

(2)看门狗

看门狗是一个定时器电路，它的作用就是不让程序进入死循环，当定时器倒计时至设定数字时，就会对整个系统进行复位。此次设计使用的STM32系列的单片机中就带有独立看门狗和窗口看门狗。独立看门狗其实就是递减计数器和预分频器组成的，用一个独立的振荡器来提供时钟，该振荡器不受主时钟的控制，所以当在停机和待机的模式下仍可运行，故此当在系统发生问题时它可对整个系统进行复位。窗口看门狗是被主时钟控制的一个7位递减计数器，可以设置成自由运行，具有早期预警中断功能。

STM32F103C8T6单片机的BOOT启动方式如图4所示。

本实施例中STM32F103C8T6单片机采用晶振电路就是为了给整个系统一个时钟信号来让整个系统的每一个部分统一运行，图9为晶振电路原理图。

在STM32F103C8T6单片机运行时出现问题时，为了恢复系统从头开始执行程序常采用不同的复位方法。同理当一个电路遇到问题时也需要复位电路进行复位，图7复位电路原理图如下。

本实施例中，输入电压采用DC 5V电源，由于STM32F103C8T6单片机所用电压为3.3V，故此只需将5V电压转变为DC 3.3V，而在稳压器的两端并联2个电容C₅和C₇的原因是滤波让输出电压更稳定，其电路原理图如8所示。

如图5所示，蜂鸣器模块的电路图如5所示，由于单片机输出电流小的缘故，需要来增大管脚的电流驱动能力，本实施例中在设计电路时就添加一个了上拉电阻R₁₂。I/O端与基极间的电阻R₁₃是为了保护I/O端电压过大而被烧毁。由于串联分压的原理所以本实施例在LED前串联一个了电阻R₆，起到了保护作用。如图5所示，本实施例中的9013三极管的作用是起到了开关的作用，这次选用的是NPN型三极管，三极管具有放大作用，即当在基极端施加一个极小的电流，即可在集电极端得到一个β倍的电流。集电极端的电流是随着基极端电流的变化而变化的。三极管还有一个作用就是开关作用，即当在基极端施加电流时，因为集电极处电阻的缘故不可能无限制的增大(最大可至Ic＝电源电压U/集电极电阻R_c)，此时进入饱和区，这时E与C两端电压相当小，我们就可认为相当于开关闭合，反之，当基极电流很小为0时，此时进入截止区，就可认为相当于开关断开，这就是三极管的开关作用。

两盏LED状态指示灯的一端连接在3.3V的电源上，一端连接在主芯片的管脚上，根据串联电路分压的原理我们知道起到的作用是防止电流太大烧毁LED，LED指示电路原理如图10所示。

本实施例中，所述热释电红外传感器外罩有菲涅尔镜，所述菲涅尔镜外覆有滤光片，滤光片控制在7.5-14μm的波段。当不使用菲涅尔镜的热释电红外传感器的监测范围不到2米，但加上菲涅尔镜的热释电红外传感器的监测能力大大提高，能达到10米。

如图2所示，本实施例的热释电红外探测防盗监测系统工作时，热释电红外传感器将检测的人体移动所产生的红外变化转变成电压信号经数据线再传送至单片机内，由单片机进行数据拆包、打包处理后发出报警信号，处理器用于将人体移动所产生的红外变化的电压信号进行处理后向声光报警模块发送报警信号，声光报警模块接收报警信号后发出相应的报警，当报警运行一段时间后可以通过输入按键手动复位和自动复位让报警解除，随后复位电路将系统进行复位。

在上述实施例中，由于在现今市场上的按键基本上都是机械按键，当按下按键时，此刻的开关在闭合时不会马上稳定的导通，同理，在按键进行断开的一瞬间也会立刻断开。在开关闭合、断开的时候就会产生一个抖动的现象，为了消除这种现象就叫做按键消抖。抖动时间是由使用材料的机械特性所决定范围是5-10ms。为了消除这种现象通常采用的方法是硬件消除和软件消除的方法。

1、硬件方法

所述处理器的信号输入端连接有输入按键，所述输入按键与处理器之间设有滤波延时消抖电路，硬件消抖方法就是利用电容进行充放电的时间来消除抖动的时间，滤波延时消抖电路图及消抖前后的波形图如6所示：图6中电阻R₂与电容C放置在开关S与CPU数据线D_i之间从而构成一个滤波延时消抖电路，当开关S未按下时，电容两端电压为0，即与非门输入V_i为0，则输出V0为1，当开关S按下时，电容C进行充电，与非门输入V_i不能立刻变为1，所以输出V₀仍旧不变，当充电电压V_i大于门的开启电压时，与非门的输出V₀才变为0.所以电容充电时间由R₁、R₂、C的取值而决定，只要在电路设计是使时间设置在100ms以上就能够消除。图中V₁是未进行消除的波形，V₂是进行过消除的波形。

2、软件方法

当有多个输入按键时，还可以采用软件消抖的方法，即当系统发现开关状态改变时，在单片机中执行一个延时程序(5-10ms的延时)即可消除抖动。

经实测，本实施例中热释电红外传感器使用的是P228型，其检测范围是8m左右，经调试当人距传感器1-2m时蜂鸣器强烈相应且报警灯强烈报警，当人距传感器3-5m时蜂鸣器发出较强报警且报警灯较强报警，当人距传感器6m以上时，蜂鸣器发出微弱报警器且报警灯微弱报警。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。