软件方案 - 基于单片机的声光报警系统的设计方案

　　3 软件方案

　　3.1 主程序

　　主程序流程图如图8所示。程序先进行初始化工作之后，按下确认键后，单片机发射方波，整个系统进入布放状态，每次发射方波以后程序都会进入延时状态，判断是否接收到回波，也即是否发生了中断，若有回波产生，则程序进入中断服务程序，先关中断，测算并读取定时器时间t，由公式即可计算出入侵者的距离，并将该数值在LCD 屏上显示，由于报警程序内置三个报警状态，所以随着入侵者入侵距离的迫近，蜂鸣器的“嘀嘀”声和发光二极管的闪烁频率会逐渐加快。

　　

　　图8 主程序流程图

　　3.2 功能显示

　　3.2.1 进入系统界面

　　按下电源开关，如图9所示，系统进入初始化状态，系统提示按下“确认键”（LCD 屏下方自左向右第一个按键），系统进入监测模式。

　　

　　图9 系统进入待命阶段

　　按下“确认键”，如图10 所示，系统进入监测模式，系统开始布防，此时提示“物品安全”。

　　

　　图10 系统进入监测模式

　　再次按下“确认键”，如图11 所示，系统进入监控范围设置模式，LCD 屏下方自左向右第二、三个按键可增大或减少监控区域的距离数值。

　　

　　图11 进入监控范围设置模式

　　3.2.2 入侵者距离实时监测

　　（1）如图12 所示，有入侵者进入防范区域，报警系统启动，超声波传感器测出的距离为33 cm，绿色LED 灯和蜂鸣器以较慢的频率闪光和发声（此时警戒距离为30-40cm）。

　　

　　图12 超声波测距范围在30-40 cm

　　（2）如图13 所示，有入侵者进入防范区域，报警系统启动，超声波传感器测出的距离为24 cm，黄色LED 灯和蜂鸣器以较快的频率闪光和发声（此时警戒距离为20-30cm）。

　　

　　图13 超声波测距范围在20-30 cm

　　（3）如图14 所示，有入侵者进入防范区域，报警系统启动，超声波传感器测出的距离为11 cm，红色LED 灯和蜂鸣器以更快的频率闪光和发声（此时警戒距离为10-20cm）。

　　

　　图14 超声波测距范围小于20cm

　　由上述可知，随着入侵者不断接近超声波传感器（或防范目标），声光报警装置的警报信号会在三种不同的频率下通过蜂鸣器的发声和不同颜色的发光二极管闪烁体现出来，从而有效提醒相关人员应加强戒备及时应对入侵；同时若入侵者发现警报信号，对其入侵行为也是一种威慑。

　　4 操作步骤

　　4.1 初始状态

　　按下自锁式开关，接通电源，LCD 屏显示系统最初始状态“系统介绍 超声波之监测系统 可监测三个可调区 按确认键进入系统”。

　　4.2 布防状态

　　根据LCD 屏显示的文字提示，按确认键，即LCD 屏下方自左向右第一个按键，会听到“嘀”的一声，系统进入监控模式，即布防状态。

　　4.3 设置状态

　　再次按确认键，进入监测范围设置模式，即按下LCD 屏下方自左向右第二个和第三个按键，可以调整三个监测区域的距离数值。

　　4.4 回到布防状态

　　监测范围调整完毕，按返回键，即按下LCD 屏下方自左向右第四个按键，系统重新进入布放状态，此时监测范围是调整后的范围。

　　4.5 撤防状态

　　再次按下自锁式开关，电源关闭，系统进入撤防状态。

　　5 创新点

　　5.1 非接触式报警

　　相比传统的接触式报警系统，该报警系统采用超声波测距非接触式报警方式，可以为防范对象在空间方面提供最大限度的安全保障。

　　5.2 三个可调监测区

　　该报警系统监测的是一个动态可调的防范区域，分为三个可调区，可以在最大有效距离内任意调整三个监测区域的距离数值，且数值可以精确到厘米。

　　5.3 装置体积小，易安装

　　装置体积约400cm3，占有的空间较小，安装方便、隐蔽，基本不受安装条件限制。

　　6 结语

　　基于单片机的声光报警系统的设计方案中硬件电路的设计主要由单片机系统及显示电路、超声波发射与接收电路、声光报警电路四部分，电路简易，成本价格为50 ~ 60 元人民币，低廉的价格，根据特殊的需求再稍加包装即可大规模推广应用。