本系統結合報警技術與太陽能LED照明功能，報警裝置采用熱釋電紅外傳感器，控制器選用51單片機，照明系統采用LED照明燈具，整個系統由可控太陽能供電系統供電。本系統廣泛運用于大型住宅和工廠，作為防盜和照明裝置。

1.系統結構及功能

系統由五大模塊組成：紅外報警模塊，單片機控制模塊， 太陽能供電模塊， 照明模塊， 報警模塊。每個報警裝置由一個單片機控制器控制，各個從控制器不斷與主控制器進行通信，將報警信號傳遞給主控制器。主控制器檢測各從控制器的報警信號，根據不同的信號做出反應：報警或不報警。當有人通過檢測區域時，該區域的LED燈將亮一段時間，主控制器接收到報警信號后將控制報警器發出報警聲，并通過相關的指示燈指明報警區域。整個系統由可控太陽能供電系統供電，控制器能夠實現對供電線路的轉換和對蓄電池的過充電，過放電保護等功能。

2.主從控制器通信模塊

RS-232，RS-422，RS-485都是串行數據接口標準，其中RS-232標準傳輸距離最大約為15m，最高速率為20Kb/s。本系統在實驗過程中采用51單片機的串行接口實現主從機的通信，最多可連256臺叢機。若要實現長距離之間的通信可采用RS-485通信標準，其最大傳輸距離可達到1219m，最大傳輸速率可達10Mb/s。

圖1 系統機構框圖

51單片機串行口的工作方式2和方式3可運用于多機通信系統。其結構拓撲如下（圖2）：

在該多機通信系統中，主機向各從機發送數據。

而從機只能向主機發送數據，而不能在從機之間交換數據。多機通信的實現需要主，從機對相關的控制位SM2，TB8進行正確的設置。

圖2 單片機多機通信結構圖

為更好的實現多機通信，首先對各從機進行編號，編號作為該機地址，如本系統的：0x00，0x01，0x02等。當主機需要發送指令給特定的從機時，要先發送目標從機的地址信號，這個地址用于從機判斷是否準備接收指令。地址數據和指令可以用第九位來區別。所以主機發送地址幀時，地址/數據標志位TB8應該設置為1，以表示是地址幀。如本系統主機中：SCON=0xd8；//串行口工作在方式3，TB8設置為1，允許接收；此時從機初始化時均設置SM2為1，使其只處于接收地址幀的狀態。如：SCON=0xf0；//串行口工作在方式3，TB8設置為1，允許接收；當從機接收到主機發來的數據后，若第九位為1，進入串口中斷。中斷后將主機發來的地址與本機地址進行比較，如果相同，那么該從機清除其SM2位標志，準備接收即將從主機發來的指令。如果不同，該從機SM2位依然為1，由于主機在發送指令時，TB8為0，不會進入串口中斷，直到新的地址到來。主機在通信過程中以調用子程序的形式發送數據，發送完后執行其他工作。從機在串口中斷程序中接收數據。這樣實現了主機向特定的從機發送數據，也可接收該從機的數據，實現數據交換。

為保證通信的正確和合理的進行，在通信過程中可根據需要制定不同的通信協議，如本系統：

主機發送命令碼如下：

0xaa：主機命令從機應答運行信號。

0xab：主機命令從機應答報警信號。

0xac：主機命令從機解除警報。

3.熱釋電紅外報警模塊

工作原理：熱釋電紅外開關BISS0001配以熱釋電紅外傳感器和少量外接原件構成的被動式紅外開關。它能自動快速的開啟各類燈，自動門，自動洗手池等裝置，是一種高科技產品。特別適用于企業，庫房，家庭過道，走廊等敏感區域，或用于照明和報警系統。

熱釋電紅外傳感器是一種新型敏感元件，它是由高熱電系數材料，配以濾光鏡片和阻抗匹配用場效應管組成。它能以非接觸的方式檢測出來自人體發出的紅外輻射（7~10um），將其轉換為點信號輸出，并可有效抑制熱體輻射波長以外的干擾輻射。

如陽光，燈光及其反射光。通過對相關電路的研究設計，并經過現場的調試，在傳感器上加菲涅爾透鏡后能有效的檢測到15m左右的范圍。由于被動紅外報警器的特點是能夠響應入侵者在所防范區域內移動時所引起的紅外輻射變化，所以在系統安裝時要充分考慮探頭的安裝角度問題。

4.太陽能供電系統

（1）工作原理及相關介紹

整個系統采用太陽能供電，工作原理簡單。 白天太陽能電池板接收太陽輻射能并轉化為電能輸出，經過充放電控制器儲存在蓄電池中同時供給各個模塊用電。

控制器能根據蓄電池的荷電狀態，選擇適合的充電方式；當照度逐漸降低至一定程度時，充放電控制器將偵測到這一電壓值的變化，將斷開太陽能電池板供電線路，改由蓄電池對系統放供電。

蓄電池是太陽能供電系統的重要器件，它的主要功能是把太陽能電池發的電能即時儲存起來，以供用電設備使用，蓄電池具有儲存電能和穩定電壓的作用。蓄電池的主要技術參數是電壓和容量（Ah），用太陽能電池給蓄電池充電時，太陽能電池的電壓要超過蓄電池的工作電壓20%～30%，才能保證給蓄電池正常充電。蓄電池有鉛酸電池、堿性鎳鎘電池、堿性鎳氫電池、鋰電池等，一般情況下，考慮成本選用鉛酸式電池。

DC/DC轉換模塊通過控制開關器件的導通和關斷時間，配合電感、電容或高頻變壓器等元件以連續改變和控制輸出直流電壓。考慮到蓄電池的內阻，對于本系統采用12V的蓄電池， 設定DC/DC轉換后的電壓為15V。

本系統根據太陽能電池板輸出電壓的不同，分為幾個支路，利用不同的DC/DC穩壓芯片進行DC/DC變換。

電源模塊通過電壓的轉換，為單片機提供工作電壓。系統采用單片開關電源穩壓芯片78L05，以將經DC/DC轉換后電壓轉變為5V工作電壓。

電壓檢測電路由精密電阻和可調電阻構成，由于51單片機外接A/D轉換芯片ADC0809測量最大范圍為5V，因此要把蓄電池電壓成比例的縮小在5V內，再利用其AD轉換功能進行轉換。

（2）注意事項

針對太陽能供電系統的特點，在設計時要充分考慮圖3 報警模塊電路圖以下環節：

圖3 報警模塊電路圖

①計算太陽能電池組件的總充電電流和最小功率。

②確定太陽能電池的設計容量，并根據安裝地區的特點，能夠滿足系統連續陰雨天夜晚的照明需要。

③設計合適的充放電控制器，實現反充保護、過充保護、過放保護、光控時控與溫度補償等功能。

5.結束語

系統經實驗，靈敏可靠。考慮系統的工作環境，可采用無線收發裝置實現各報警裝置與主機之間的通信，使通信更加簡單，安裝更加靈活。