总体设计方案
1．1 热释电传感器原理
在自然界中，任何物体都会产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，人体体温，发出波长约为10 ptm的红外线。热释电红外传感器能将波长为8～12 ptm之间的红外信号转变为电信号，并能抑制自然界中的白光信号。利用菲涅尔透镜提高传感器的灵敏度，并使传感器的检测范围具有指向性。菲涅尔透镜还可将防区分为若干个明区和暗区，使进入防区的移动物体在热释电红外传感器上产生变化的红外信号。当有人进入防区，热释电红外传感器接收人体红外信息，输出电脉冲信号，供后续电路处理。在热释电红外传感器的工作过程中，传感器本身不发出任何形式的能量，完全依靠接收外界能量或能量的变化完成探测。基于热释电红外传感器的报警系统属于“被动”式报警系统。本系统有两种工作模式：“开关设防”工作模式和“遥控设防”工作模式。这两种工作模式可以通过“模式”开关自由转换。
当系统工作在“开关设防”工作模式时，利用热释电红外传感器对所设防区进行监控。红外探测器探测到有人非法进入防区，会发送一信号给单片机，单片机控制发射电路发射无线信号给更高一级的报警系统，同时，红外报警器内的蜂鸣器会发出警笛声吓阻入侵者。这种模式系统功耗很低，适合用户长时间设防，工作电流仅为几十微安。
当系统工作在“遥控设防”工作模式时，除了能够完成“开关设防”工作模式的功能外，用户还可以利用手持无线遥控器对系统进行遥控。遥控报警器进入“设防状态”、“撤防状态”、“测试状态”中的任何一种工作状态。这3种工作状态可以利用遥控器自由转换。这种工作模式适合频繁设防和撤防，操作方便，工作电流约为0．37 mA。
2 电路设计
2．1 单片机控制电路
单片机采用MICROCHIP公司的PIC16F72，它是一种低功耗、高速的Flash单片机，内部主要集成IzC总线、SPI接口、输入捕捉／输出比较／脉宽调制CCP模块、A／D转换器、看门狗定时器WDT等功能部件。PIC单片机的I／O端口驱动负载的能力较强，每个I／0引线吸收和输出电流的最大值可分别达到25 mA和20 mA，在本设计中，便是直接利用I／o端口给某些外电路提供工作电源，由单片机根据实际情况有选择地控制外电路的工作，以达到降低系统功耗的目的。PIC16F72具有正常工作模式和睡眠工作模式。在睡眠工作模式下，系统时钟停振，单片机中除了RAM维持记忆和看门狗等少数电路单元保持工作之外，其余大部分功能部件和外围设备模块都退出工作状态。单片机的耗电降到微安级，可以极大延长电池的使用寿命。PIC16F72的RB口中的RB7~RIM具有输入“电平变化中断”功能，该功能也可以将单片机从睡眠中唤醒。看门狗被启用后，每隔一个看门狗计时周期，看门狗溢出一次，也会将单片机从睡眠中唤醒。在本系统的软件设计中，将看门狗的计时周期设为2．304 S。设防时，单片机被看门狗溢出唤醒后，检查模式开关的位置，数微秒后，再次进入睡眠状态，达到节电的目的。单片机控制电路结构框图如图2所示。
m ～TXD3是单片机给发射电路的4位数据。PW2272同接收电路中的解码芯片SC2272的18脚相连，为SC2272提供工作电源。当系统工作在“开关”设防模式时，PW2272为低，SC2272不工作，降低系统功耗。RXD0～ RXD3同SC2272的四位数据口相连。TPC0N 同模式开关相连，为无线接收电路提供工作电源。单片机通过TESTP检测TPCON 的高低，决定系统的工作模式。HONG来自红外传感及处理电路。BEI L、RED 和GREEN分别为警音报警电路和LED显示电路提供控制信号。
系统在进入“设防”工作状态后，单片机进入睡眠工作模式。将单片机从睡眠中唤醒的途径有以下几个：看门狗溢出、红外处理电路输出的高电平信号HONG、无线接收电路输出的信号RXD0、RXD1、RXD3。RXD2系统保留。无线接收电路输出的信号仅只在“遥控设防”工作模式下有效。单片机被唤醒后，先判断唤醒源，然后决定下一步的操作。
2．2 红外探测及处理电路
采用BISS0001作为红外信号的处理芯片。BISS0001是由两级运算放大器(OP1、OP2)、电压比较器、状态控制器、延时定时器、输出封锁定时器及参考电源等构成的数模混合专用集成电路，具有功耗低、输入阻抗高、抗干扰能力强和工作电压范围宽等优点，与热释电传感器连接只需少量的外围元件即可构成自动报警器。当有人进入防区，通过菲涅尔透镜聚焦，热释电红外传感器接收到人体的红外信号，并将其转化为电信号。该信号通过低通滤波电路，滤除高频干扰噪声后，被送到BISS0001中的运算放大器0P1，前置放大后，由电容耦合给运算放大器OP2二级放大，经电压比较器双向鉴幅后，在第2脚输出宽度为1．6 S的高电平HONG。这个高电平可以将PIC单片机从“睡眠”中唤醒。通过改变BISS0001第三、第四脚的电阻和电容的大小，可以调节高电平H0NG的宽度。BISS0001在高电平H0NG 由高变低后，将进入5．8 S的“触发封锁时间”。在这5．8 S内，即便有人进入防区，BISS0001的第二脚也不会输出高电平，从而避免频繁重复报警，降低系统功耗。这个“触发封锁时间”也可以通过BISS0001第五、第六脚的电阻和电容的大小进行调节。
2．3 无线收发电路
红外报警系统检测到入侵信息后，除发出警音，还通过无线报警电路发射信号给电话自动拨号电路等。在该项目研究中，发射信号载频为433 MHz，幅度调制。用户识别码为8位三进制。无线接收电路和无线手持遥控器完成遥控设防、撤防、遥控测试等功能，信号为幅度调制，载频315 MHz，也可选择433 MHz。接收电路为超再生形式。无线发射电路和无线接收电路已相当成熟，这里不作详细介绍。为了降低电路功耗，对无线收发电路供电电源进行专门设计。315 MHz无线接收电路中解码电路的工作电源由单片机的RA5(PW2272)提供，上文已有描述。由单片机来的4位数据TXD0～ TXD3不但同SC2262的数据输入端相连，还分别通过二极管线或后同SC2262的电源端相连，这样，只有当系统发射无线信号时，TXD不全为零，Pw2262为高，SC2262才工作。平时，TXD全为零，编码电路与发射电路都不工作，避免不必要的功耗。