基于LPC900系列单片机和红外技术实现拍照防盗系统的设计

引言

目前市场上的防盗器大致可分为报警式和微机监控式两类。报警式防盗系统价格便宜、结构简单，但其功能只是单纯的报警，盗贼还是可以逃之夭夭，系统无法留下有效的法律证据，正是由于它的这种失效性阻碍了其市场的拓展。另一种是微机监控式，这种装置比较先进，但其成本高，必须在220V电压支持下方能工作，且需要有一定技术的人员来操纵。

本系统主要结合这两种装置的弊端，应用红外线技术及单片机原理，将照相机应用到了防盗系统中，具有经济、科学、高效等特点，尤其适用于农村畜牧防盗。

红外线具有一定的穿透性，而且地球大气层对红外辐射的吸收具有明显的选择性，其中1～2.5μm、3～5μm、8～14μm三个大气窗口在红外技术中特别重要，应根据红外线的工作波长选择合适的红外辐射源、接收器，以及工作距离。

LPC900系列单片机是一个基于80C51内核的高速、低功耗Flash单片机，主要集成了I2C总线、SPI接口、UART通信接口、实时时钟、EEPROM、A/D转换器、IPS/IAP在线编程和远程方式等一系列有特色的功能部件。P89LPC932是该系列当中的一款，采用了高性能的处理器结构，指令执行时间只需2～4个时钟周期，集成了许多系统级的功能，可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本，适合于许多要求高集成度、低成本的场合，可以满足多方面的性能要求，在本系统中用来执行控制功能。

系统的组成

智能防盗系统是以红外发光二极管作为信号源，以光敏三极管作为红外接收装置，采用透镜聚光技术提高系统的灵敏度和抗干扰能力，在信号处理过程中采用模拟电子电路对信号进行放大，为了要排除其他小动物经过时导致误报拍照现象，采用单片机作为控制机，集中的对信号进行采集、处理和控制，能有效地排除干扰，提高了系统的精度。同时为防止系统本身被破坏，在设计时也配带了报警器和电灯的驱动电路，从而使该报警器结构更加合理，功能更加完善，系统结构框图如图1所示。

系统工作原理

本装置是利用光电转换原理，把电信号转换成光信号，将电信号转换成光信号的核心器件是三只红外发光二极管，在其两端加上固定电压产生连续的光信号。红外接收装置采用光敏三极管来实现，从而又能够把红外发光二极管所发出的红外光转换成电信号，但由于此时的电信号较弱，不足以驱动电路及负载正常工作，故采用模拟放大电路对信号进行放大处理，使其能够保证后面的电路及负载正常工作。

由于红外线发射装置和红外线接收装置的有效作用距离有限，所以必须尽量减少光源能量的损失，为使发光二极管的光源能量能最大限度地被光敏三极管接收，采用透镜聚光技术来实现，使其作用距离可达到8～9m，甚至更远，同时采用专用电路解决了小动物经过时导致系统误拍、误报现象的发生。人是引起该系统自动拍照报警的直接原因，当至少有两束光线被阻挡时，系统才报警，有效地排除其他小动物的干扰，提高了系统精度。系统在检测到异常情况时，发出报警，同时触发照相机拍照。该装置同时设有自定义功能扩展接口，可设置电话自动拨打110，或设置家里所有的灯都打开等功能。系统电路原理图如图2所示，系统工作原理图如图3所示。

软件设计

系统的软件设计主要是单片机程序设计，在科学计算中采用高级语言，在实时控制中采用汇编语言。单片机常用于实时控制，而自动控制常是实时控制，本系统就是利用单片机的实时控制功能，对现场进行实时监测，对照相机、报警器等装置进行实时控制。

其中单片机程序设计要完成数据的采集，系统的自检测、自校准功能及信号的采集等，并确定是否进行拍照和报警等。

单片机采用PL/M-96语言编程，它的特点是同时兼有高级语言和汇编语言的优点，可以直接利用CPU的硬件特性进行程序设计。PL/M-96语言程序设计块可读性好，可靠性高，代码转换质量高，单片机程序设计框图如图4所示。

结束语

本系统成功地把照相机引入到了防盗系统中，自行研制、开发、设计了系统专用电路，实现了三选二报警，排除了其他动物干扰，集单片机，数字电子电路和模拟电子电路技术功能于一体，同时应用红外线技术和照相机原理，使系统具有价格低、结构简单和实用性强等特点。

系统耗电量低，在十几伏的电压下即可正常工作，无须照明电路支持，温度变化对系统影响小，尤其实用于北方温差大的地方。

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