3 軟件方案

3.1 主程序

主程序流程圖如圖8所示。程序先進(jìn)行初始化工作之后，按下確認(rèn)鍵后，單片機(jī)發(fā)射方波，整個系統(tǒng)進(jìn)入布放狀態(tài)，每次發(fā)射方波以后程序都會進(jìn)入延時狀態(tài)，判斷是否接收到回波，也即是否發(fā)生了中斷，若有回波產(chǎn)生，則程序進(jìn)入中斷服務(wù)程序，先關(guān)中斷，測算并讀取定時器時間t，由公式即可計算出入侵者的距離，并將該數(shù)值在LCD 屏上顯示，由于報警程序內(nèi)置三個報警狀態(tài)，所以隨著入侵者入侵距離的迫近，蜂鳴器的“嘀嘀”聲和發(fā)光二極管的閃爍頻率會逐漸加快。

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圖8 主程序流程圖

3.2 功能顯示

3.2.1 進(jìn)入系統(tǒng)界面

按下電源開關(guān)，如圖9所示，系統(tǒng)進(jìn)入初始化狀態(tài)，系統(tǒng)提示按下“確認(rèn)鍵”(LCD 屏下方自左向右第一個按鍵)，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)測模式。

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圖9 系統(tǒng)進(jìn)入待命階段

按下“確認(rèn)鍵”，如圖10 所示，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)測模式，系統(tǒng)開始布防，此時提示“物品安全”。

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圖10 系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)測模式

再次按下“確認(rèn)鍵”，如圖11 所示，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控范圍設(shè)置模式，LCD 屏下方自左向右第二、三個按鍵可增大或減少監(jiān)控區(qū)域的距離數(shù)值。

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圖11 進(jìn)入監(jiān)控范圍設(shè)置模式

3.2.2 入侵者距離實(shí)時監(jiān)測

(1)如圖12 所示，有入侵者進(jìn)入防范區(qū)域，報警系統(tǒng)啟動，超聲波傳感器測出的距離為33 cm，綠色LED 燈和蜂鳴器以較慢的頻率閃光和發(fā)聲(此時警戒距離為30-40cm)。

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圖12 超聲波測距范圍在30-40 cm

(2)如圖13 所示，有入侵者進(jìn)入防范區(qū)域，報警系統(tǒng)啟動，超聲波傳感器測出的距離為24 cm，黃色LED 燈和蜂鳴器以較快的頻率閃光和發(fā)聲(此時警戒距離為20-30cm)。

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圖13 超聲波測距范圍在20-30 cm

(3)如圖14 所示，有入侵者進(jìn)入防范區(qū)域，報警系統(tǒng)啟動，超聲波傳感器測出的距離為11 cm，紅色LED 燈和蜂鳴器以更快的頻率閃光和發(fā)聲(此時警戒距離為10-20cm)。

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圖14 超聲波測距范圍小于20cm

由上述可知，隨著入侵者不斷接近超聲波傳感器(或防范目標(biāo))，聲光報警裝置的警報信號會在三種不同的頻率下通過蜂鳴器的發(fā)聲和不同顏色的發(fā)光二極管閃爍體現(xiàn)出來，從而有效提醒相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)戒備及時應(yīng)對入侵;同時若入侵者發(fā)現(xiàn)警報信號，對其入侵行為也是一種威懾。

4 操作步驟

4.1 初始狀態(tài)

按下自鎖式開關(guān)，接通電源，LCD 屏顯示系統(tǒng)最初始狀態(tài)“系統(tǒng)介紹 超聲波之監(jiān)測系統(tǒng) 可監(jiān)測三個可調(diào)區(qū) 按確認(rèn)鍵進(jìn)入系統(tǒng)”。

4.2 布防狀態(tài)

根據(jù)LCD 屏顯示的文字提示，按確認(rèn)鍵，即LCD 屏下方自左向右第一個按鍵，會聽到“嘀”的一聲，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控模式，即布防狀態(tài)。

4.3 設(shè)置狀態(tài)

再次按確認(rèn)鍵，進(jìn)入監(jiān)測范圍設(shè)置模式，即按下LCD 屏下方自左向右第二個和第三個按鍵，可以調(diào)整三個監(jiān)測區(qū)域的距離數(shù)值。

4.4 回到布防狀態(tài)

監(jiān)測范圍調(diào)整完畢，按返回鍵，即按下LCD 屏下方自左向右第四個按鍵，系統(tǒng)重新進(jìn)入布放狀態(tài)，此時監(jiān)測范圍是調(diào)整后的范圍。

4.5 撤防狀態(tài)

再次按下自鎖式開關(guān)，電源關(guān)閉，系統(tǒng)進(jìn)入撤防狀態(tài)。

5 創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 非接觸式報警

相比傳統(tǒng)的接觸式報警系統(tǒng)，該報警系統(tǒng)采用超聲波測距非接觸式報警方式，可以為防范對象在空間方面提供最大限度的安全保障。

5.2 三個可調(diào)監(jiān)測區(qū)

該報警系統(tǒng)監(jiān)測的是一個動態(tài)可調(diào)的防范區(qū)域，分為三個可調(diào)區(qū)，可以在最大有效距離內(nèi)任意調(diào)整三個監(jiān)測區(qū)域的距離數(shù)值，且數(shù)值可以精確到厘米。

5.3 裝置體積小，易安裝

裝置體積約400cm3，占有的空間較小，安裝方便、隱蔽，基本不受安裝條件限制。

6 結(jié)語

基于單片機(jī)的聲光報警系統(tǒng)的設(shè)計方案中硬件電路的設(shè)計主要由單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射與接收電路、聲光報警電路四部分，電路簡易，成本價格為50 ~ 60 元人民幣，低廉的價格，根據(jù)特殊的需求再稍加包裝即可大規(guī)模推廣應(yīng)用。