公交車超載檢測器設計

【摘 要】本設計是基于紅外對射式探測器的一種應用。本設計將紅外對射式探測器與AT89S52單片機結合構成報警系統，主要實現對紅外探測器照射區域的布防及報警功能。系統采用LED顯示及蜂鳴器作為報警裝置。利用單片機實現時間顯示，報警控制，報警信號鎖存，重置復位等功能。紅外探測器控制布防區域可對射式控制也可反射式控制。

【關鍵詞】紅外探測器；LED顯示；報警

【Abstract】As This design is a kind of application which is based on the photoelectric beam detector. This design combines infrared detector and AT89S52 MCU together to form the alarm system.Main realization of infrared detector to illuminate the area protection and alarm function. System USES the LED display and buzzer alarm device. Microcontroller implementation time display， alarm control， alarm signal latches， reset reset， and other functions. Infrared detector control protection area can be correlation type control also can reflex control.

【Keywords】 infrared detector；LED liquid crystal display；Alarm system

一、引言

隨著時代的不斷進步，人們對自己所處環境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時刻留意那些不速之客。長期以來人們主要的安防措施就是裝設堅固的防盜鐵門，防護欄，使居室變成了“鳥籠”。這種封閉型的防盜措施不僅有礙觀瞻，而且還會帶來安全隱患。僅靠人防和依賴傳統的報警器的保安方式己難以適應我們的需要。利用新技術、新科技的智能報警系統己成為當前發展的趨勢。本論文設計了一新穎紅外線防盜報警器。由于紅外線是不見光，有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應用。

二、對射式紅外探測器簡介

本設計中的輸入部分是對射式紅外探測器。紅外報警器大多數采用國外的先進技術，其功能也非常先進。其中包括被動式熱釋電型紅外報警器，紅外監控無線報警器，超聲波防盜報警器， 觸摸式防盜報警器， 對射式紅外報警器等。

主動紅外探測器（即對射式紅外探測器），全名叫“光束遮斷式感應”，其基本的構造包括瞄準孔、光束強度指示燈、球面鏡片、LED指示燈等，由紅外發射機、紅外接收機和報警控制器組成。分別置于收、發端的光學系統一般采用的是光學透鏡，起到將紅外光束聚焦成較細的平行光束的作用，以使紅外光的能量能夠集中傳送。主動紅外探測器有單光束、雙光束、四光束之分。以發射機與接收機設置的位置不同分為對向型安裝方式和反射式按裝方式，對射型安裝方式的接收機直接接受發射機發出的紅外光束，反射型安裝方式的接收機不是直接接收發射機發出的紅外光束，而是接收由反射鏡或適當的反射物（如石灰墻、門板表面光滑的油漆層）反射回的紅外光束。紅外光在人眼看不見的光譜范圍，有人經過這條無形的封鎖線，必然全部或部分遮擋紅外光束。接收端輸出的電信號的強度會因此產生變化，從而啟動報警控制器發出報警信號。[4]

三、系統原理及總體方案

1、系統工作原理

紅外探測器分為紅外發射器和紅外接收器，紅外發射器與接收器之間的區域稱為布防區域。利用紅外發射器發射紅外線，紅外接收器接收此紅外線并將其放大形成高電平信號。有人或物進入布防區域擋住紅外光時，接收管沒有接收到紅外信號，接收管輸出低電平信號，同時將這個電平信號送入單片機進行控制。[1]正常時，LED顯示電路顯示時間；當產生報警信號時即接收管沒有接收到紅外發射管發射的紅外線時，單片機利用程序通過喇叭報警，LED顯示錯誤代碼8888，當報警取消時即當紅外接收管又接收到紅外發射管發射的紅外線時，LED顯示電路顯示報警信號產生的時間。[3]最后可利用單片機對系統進行重置。

整個系統的框圖如圖1所示。

2、系統各部分方案

（1）顯示方案

LED（發光二極管）數碼顯示器顯示方案。LED數碼顯示器經常用來顯示單片機系統的工作狀態、運算結果等各種信息，LED數碼顯示器是單片機與人對話的一種重要輸出設備。用于顯示數字的LED數碼顯示器由七段發光二極管再加上一個小數點位組成，共計8位代碼，由一個數據字節提供。

本設計利用譯碼器74LS138驅動LED數碼管顯示。74LS138 為3 線-8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結構型式，其主要電特性的典型值如下：當一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/（G2A）和/（G2B））為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出。 利用 G1、/（G2A）和/（G2B）可級聯擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯擴展成 32 線譯碼器。 若將選通端中的一個作為數據輸入端時，138 還可作數據分配器。此顯示電路硬件成熟，可靠性高，壽命長，可高效完成顯示功能。圖2為顯示電路圖。[2]

（2）紅外探測器

對射式紅外探測器，以發射機與接收機設置的位置不同分為對向型安裝方式和反射式按裝方式，對射型安裝方式的接收機直接接受發射機發出的紅外光束，反射型安裝方式的接收機不是直接接收發射機發出的紅外光束，而是接收由反射鏡或適當的反射物（如石灰墻、門板表面光滑的油漆層）反射回的紅外光束。紅外光在人眼看不見的光譜范圍，有人經過這條無形的封鎖線，必然全部或部分遮擋紅外光束。接收端輸出的電信號的強度會因此產生變化，從而啟動報警控制器發出報警信號。

四、結束語

本系統經過了設計階段、開發實現階段以及最后的應用測試階段，所設計的所有功能均已基本實現，即利用LED顯示時間，紅外探測器與單片機處理報警信號，蜂鳴器報警并由LED顯示報警。由于時間緊以及實驗環境和條件的限制，還有一些方面需要完善。

【參考文獻】

[1]陳永甫.紅外探測與控制電路[M].北京：北京人民郵電出版社，2010：64-66.

[2]夏路易.電路原理圖與電路板設計教程[M].北京：北京希望電子出版社，2009：16-20.

[3]張曉東.報警集成電路和報警器制作[M].北京：北京人民郵電出版社，2007：32-35.

[4]王松德，朱小龍.對射式紅外線計數器設計[J].農業機械學報，2011（2）：64-66.