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    2      系统整体方案设计
    2.1    系统整体方案结构和功能
    防盗窗智能光电探测家居报警系统是根据国内住宅的建设情况，结合大多数
    现代化小区的具体环境分析，为实现居民的防盗报警目标，保证达到智能探测及报警而设计的。
    本防盗窗检测报警系统由信号检测模块、智能分析及处理模块和短信发送与接收模块等三个模块组成。信号检测模块包括红外线探测器、报警信号LED显示器和数码管组成，用于接收人体发出的红外信号，并产生相应的报警信号。智能分析及处理模块，即单片机信号处理系统，是本系统的中心模块。短信发送与接收模块包括GSM短信收发模块，用于将接收的信号经过处理，通过短信方式发送到保安和业主手中。如图2.1所示为防盗窗智能报警系统总体组成框图。
     家居防盗窗智能报警系统框图
    本系统的基本工作过程为：红外探测器正常发射出红外线，并正常接收。数码管无数字和字母状态显示，LED显示器为关闭状态。当有人靠近窗户达到一定距离并试图进入时，红外线信号收到阻挡，探测器不能接收信号。此时红外探测器发出信号，经过电平转换电路，产生低电平信号传输到单片机I/O接口，LED显示电路立刻发出报警信号，同时数码管显示字母“E”，来表示有警情发生。单片机将接收到的信号进行分析出来，向GSM模块电路发送信息，GSM短信收发模块收到信号后，以短信方式发送到小区保安室和业主手机。时钟电路会设置报警时长，报警结束后数码管显示黑屏，LED显示电路恢复初始状态。
    2.2      光电信号检测模块设计
    2.2.1      传感器的选择
    2.2.1.1    红外传感器的简介及其种类
    红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英国科学家赫歇尔于1800年发现，又称为红外热辐射 。红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，其波长在760纳米（nm）至1毫米（mm）之间，是波长比红光长的非可见光，所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线 。红外线穿透云雾能力较强，具有光的反射、折射、干涉、散射、吸收等物理性质，广泛应用于通讯、医疗、煤矿、探测、军事方面。
    红外线传感器用于探测、测量、报警等应用技术的原理是是利用红外线所具有的光的物理性质。红外线传感器一般由光学部件、敏感元件、信号处理电路和显示设备组成。根据检测元件工作原理的不同，红外线传感器可分为热敏检测红外线传感器和光敏检测红外线传感器 。热敏检测的敏感元件一般是热敏电阻，随着温度的变化，热敏电阻作为传感器的敏感元件，阻值相应地发生改变，通过中间变换与测量电路转换成相应的电信号，传输到后续电路中。光敏检测的敏感元件一般为光敏电阻，和热敏电阻原理一样，其阻值随着光照强度的变化而发生相应变化，通过中间变换与测量电路转换为电信号，传输到后续电路中。
    2.2.1.2    红外传感器的工作机理及特点
    红外探测器作为红外线传感器系统的中心元件，如同上面红外传感器的分类一样，也包括热探测器和光探测器两种。热探测器是利用辐射热效应使探测元件中的敏感元件接收到热辐射能后，引起温度升高，进而使探测器中和温度紧密相关的性能发生相应变化 。检测其中某一性能的变化便可探测出辐射大小情况，一般使用的是电信号与热效应引起的温度信号相互转换的。这种探测器的特点是被动式接收周围物体发出的红外信号，能够进行一定范围的监控，无需辅助光源，安装方便，成本较低，工作时不需要冷却。
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