家庭智能报警系统论文(正稿)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.2.5自动报警电路
图3-5自动报警器电路
上图展示的自动报警电路里，两个电容和晶振来组成时钟电路。复位电路具有上电复位和手动复位的性能，具体是由是由按键开关、电容、电阻、二极管来构成。单片机的P3.3、P3.2分别与红外探测器、温度传感器相连接，来采集各种警情。在信号干扰对触发中断的问题上，我们执行中断处理子程序只有在系统响应中断以后，对出现问题的信号进行多次检查，确认是中断信号，才会去执行中断，否则就认为是外部干扰信号而不进行报警处理，更好的提升系统的准确性，避免误报率的出现。
System using remote infrared detector, the installation position in the family, signal detection room, when detect unsafe signal, through the wireless sending \ receiving device sends a signal to the single chip microcomputer AT89C51 control core unit, dial set in advance good telephone number after dialing circuit, automatic alarm work. Among them, the software design, including the core module design, dial-up module design, and a voice module design these three aspects. Considering the system error may arise, such as inhibition of electromagnetic radiation interference to the system, design and manufacture of circuit boards, we reasonable arrangement, put in the system between various devices, circuit produces the negative impact of the control to a minimum.
2.1智能报警系统的控制方案
方案一:采用普通AT89C51单片机作为总控制元件。
方案二: 采用ARM1138作为总的控制元件。
比较论证:方案二ARM1138单片机功能比较复杂难懂，并且含有很多外设接口，不太适合目前我们的设计要求,当前我们的设计指标只需要比较简单的控制电路和电路板。而方案一简化系统线路图，并且包涵了合理的硬件电路。这些已经满足了方案的设计需求，我们使用起来比较方便，制作起来也不需要连接外部设备，只需要接好端口然后把软件调试好就可以了。鉴于上述的方案分析, 我们采用方案一。
在二十世纪九十年代末期，我国的智能小区也开始一波接一波的出现。但是我国的在该领域相对国外的起步较晚，还没形成一定的国内平均标准。主要是采用国外的一些尖端技术，但也有一些国内企业也顺势推出了自己的产品，主要有：（1）例如e家庭，这一系列产品的控制中心采用了海尔电脑，并且终端设备使用了各种网络电器，并且最后将海尔手机来当它的数字控制中心。（2）数字化家庭，按照国际上统一的标准，采用嵌入式软/硬件技术，同时提供网络运行环境、节点和末端设备，该智能家居控制系统是专门针对中国的家庭而设计。
在当前的形势下，发展自主化研究，增强我国在该领域的水平，是我们日益重要的任务，我们必须不断地努力研究，加强自主创新研发，才能使我国的研究水平尽快赶上国外的平均水平，增强竞争力与发言权，争取做出符合市场需要的大规模安全报警系统。
2方案论证与分析
当前，作为家庭智能报警系统设计的方案有很多，并且侧重点各种各样，因此，我们在当前的系统设计中，也应该要有我们自己的侧重点，所以，我选择了使用AT89C51单片机作为系统的核心控制元件，因为它足够便宜，简单，适于我们这样的初学者使用，并且，防火报警已经深入千家万户，所以，我们当前的论文侧重于防盗报警安全。
当前，国外的相关技术己日趋成熟，在系统的研发方面，美国以及有些欧洲国家已经处于优先领域。近年来，以美国移动电话公司为首的国外的知名产业，先后致力于系统研发的热潮里，目前市场上出现的家居控制系统主要有：(1）X-10系统，该系统以集中控制方式来实现功能并利用电力线作为网络平台。(2）EIB系统，该系统的监控功能按照中央控制的方式实现操作同时提前预埋总线。但因为它对施工要求的标准很高，同时价格也不是一般住宅可以承受的，因此总是无法拓展打开国内市场。(3）8X系统，该系统实现功能用集中控制方式而且它也预埋总线。它的优点是利用产品自发对系统进行拓展更新，系统相对于市面上的其他同类产品比较成熟。
图3-1家庭无线报警系统组成框图
3.2硬件电路
3.2.1无线发射与接收模块
应用编/译码专用电路芯片进行操作。接收部分包括光/电转换放大器，解调/解码电路等；发射部分包括键盘矩阵，编码调制，LED红外发生器。
3.2.2前端信息采集模块
红外微波探测器，它是把探测到人体发出的红外线转化成为电信号的一个重要元器件。红外信号是波长介于可见光与微波之间的电磁波，对于人眼是不可见的。想要发现这种放射信号并且探测它的强度，需要将其转化成为可以探知出来并且能计数的其他能量。一般来说，仪器探测人体发出的热量射线，只要效果可以计数而且其足够明显，都是可用来度量能量信号的强弱。
3.2.3核心控制模块
图3-2AT89C51单片机引脚图
采用AT89C51单片机，它是由一个因特尔公司生产的一种低功耗，高性能的CMOS8位单片机，是由20个引脚的双列直式芯片，是40个接脚的芯片，eeprom容量为4KB，I/O接口线有32个，eeprom的电可擦写特性，使得它在控制单灯闪烁实验中给编程和调试都带来极大的便利。其中，它具有一个8位的CPU，由运算器，控制器组成。单片机的运算中心包括中央处理器执行单元alu，程序状态字寄存器PSW等构成运算器；可以进行8位逻辑运算；程序计数器PC，指令寄存器，振荡器及定时电路等构成控制器，是单片机的控制中心；他们的存在可以使得各部件在时钟节拍的控制下协调地进行工作。单片机内含存储器4KB片内ROM，作为程序存储器，用来存放代码或数据表格；128B片内RAM，作为数据存储器，用来存放程序执行时的用户数据；21个片内特殊功能寄存器SFR。可寻址外部程序存储器和数据存储器的空间各为64KB。4个8位并行I/O借口P0~P3，可以用作输入或者输出；1个全双工串行口UART，用来进行串行通信。两个16位定时/计数器，可用作定时或技术。5个中断源，其中它包括2个外部中断源INT0和INT1，以及3个内部中断源，以及2个定时/计数中断，1个串行口中断[2]。具有两个中断优先级嵌套结构,cpu与其各功能部件之间通过内部总线互相连接。
2.2智能报警系统显示部分设计方案
方案一：采用数码管静态扫描显示。
方案二：采用数码管动态扫描显示。因为视觉暂留的存在,设计者只需要把滞后间隔设置的短一些，可以使标示的图形显示得足够稳定清楚。
比较论证：方案一就是用每一个数码管显示器都要用到单独的具有锁存功能的I/O接口来用于笔划段字形代码。虽然这一种办法对于单片机CPU占用很小，但是对于静态显示方式,所需要用到的数据锁存装置也很多,引线多而且复杂,同时可靠性也非常低。相对于静显，动态显示驱动是利用单片机对数码管位选通com端电路的操作，把用到显示字形的数码管的选通控制打开，该位就能展示出字形。通过分别控制各个数码管的com端，就能使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动[1]。动态显示它可以很大程度上地降低系统功耗和成本，同时也可以避免发生类似静态显示那样的问题。动态扫描显示的时间长度根据的视线效果的持久性和发光二极管、光的亮度,在因为他因素动态扫描展现给我们一个稳定的动态画面，扫描显示的时间长度根据的视线效果的持久性和发光二极管、光的亮度等因素,动态扫描允许我们看到稳定的图像。综上所述可以看出来, 扫描刷新频率等于40赫兹, 二极管的传导时长大于等于1毫秒时, 显示亮度比较好, 无闪烁感。鉴于上述方案分析, 我们采用方案二。
答辩小组成员签字：
摘 要
家庭智能安防系统是我国将来智能化住宅的重点发展方向，而智能防火防盗报警又是当前智能报警技术领域的技术热点，因此开发可靠性高、功能齐备的智能安防报警系统的现实意义非常重要。
系统使用远程红外探测器，安装在家庭各个位置，探测屋内信号，当检测到不安全的信号时，通过无线发送/接收装置发送信号到单片机AT89C51控制的核心单元，经过拨号电路拨打提前设置好的电话号码，进行自动报警的工作。其中，软件设计方面，包括核心模块设计，拨号模块设计，和语音模块设计这三方面。考虑到系统可能会出现误差，例如电磁辐射干扰对于系统的抑制，设计制造电路板时，我们合理布置线路，把系统中的各个器件之间、电路之间产生的不利影响控制在最低限度。
图3-3控制电路原理图
3.2.4拨号电路模块
图3-4拨号电路系统框图
MT8888的功能很强因为它具有以下几种工作模式，1.DTMF模式2.呼叫处理模式3.突发模式4.单/双音产生模式5.测试模式6.中断模式；可以由内部控制寄存器来控制。程序设计设置为双音群传送模式时，为了与报警自动拨号的设定相契合，可以把它拓展成100毫秒的双音群模式；也可以每隔一段时间发送无限个双音信号，为了符合DTMF信号解码标准，我们把双音信号持续时间设置为51ms。当编程选择呼叫进程检测模式的时候，能够检测电话的信号音[3]。当频率精度高了以后，可以精确定时片内对双音群模式的占空时间。
关键词：AT89C51；拨号模块；智能报警
Abstract
Home intelligent security system is the future focus direction of the intelligent residential in our country, and the intelligent fire alarm and current technology hot spot in the field of intelligent alarm technology, so the development of high reliability, full of intelligent security alarm system is very important practical significance.
3原理分析与硬件电路
3.1原理分析
该系统Βιβλιοθήκη Baidu计的主要工作是完成家庭危急情况报警功能，包括火灾报警以及防盗报警这两块内容。
通过信息采集模块安放在家庭各个主要需要防范的位置，开启系统设置为开启的状态，当无线接收模块接收到室内的警报信号时，传送给主机进而发出报警信号，同时通过事先在终端机中设置好的预存电话号码进行报警，完成这一系列的工作。并且事后，通过主人输入解锁密码，解除报警状态，终止警报信息，并且重新恢复系统初运使时的状态。系统可以采用LED3色灯来显示系统当前所处的运作状态，比如绿色灯显示智能报警系统启动并且处于安全状态，红色灯显示当前报警系统已经发出警报并拨打电话，黄色灯处于待机状态，等待主人输入密码来启动整个系统的运行。
Keywords:AT89C51；Dial module；intelligent alarm
1引言
家庭安全智能化在我们的生活中已经越来越重要，因为物质生活日益优越，对于住宅安全性能的要求也增加了，而我们在当前领域的发展还很稚嫩，因此为了增强我国在智能安防领域的国际竞争力以及影响力，我们应当加强对家庭智能报警系统更深一步层次的研究，为了将来发展到可以和国外的水平并驾齐驱，达到国人自主创新的大规模防火防盗报警系统的高水准。
xxxxxxxxxxxxx
毕 业 论 文（设 计）
家庭智能报警系统设计
学生姓名xxxxx学号xxxxxxxxxxxxxxx
指导教师xxxxxxxxxxxxxx
学院信息工程学院
专业电子信息工程年级xxxx级
答辩日期20xx年xx月xx日
xxxxxxxxxxxxxxxx
家庭智能报警系统设计
完成日期：
指导教师签字：
图3-5自动报警器电路
上图展示的自动报警电路里，两个电容和晶振来组成时钟电路。复位电路具有上电复位和手动复位的性能，具体是由是由按键开关、电容、电阻、二极管来构成。单片机的P3.3、P3.2分别与红外探测器、温度传感器相连接，来采集各种警情。在信号干扰对触发中断的问题上，我们执行中断处理子程序只有在系统响应中断以后，对出现问题的信号进行多次检查，确认是中断信号，才会去执行中断，否则就认为是外部干扰信号而不进行报警处理，更好的提升系统的准确性，避免误报率的出现。
System using remote infrared detector, the installation position in the family, signal detection room, when detect unsafe signal, through the wireless sending \ receiving device sends a signal to the single chip microcomputer AT89C51 control core unit, dial set in advance good telephone number after dialing circuit, automatic alarm work. Among them, the software design, including the core module design, dial-up module design, and a voice module design these three aspects. Considering the system error may arise, such as inhibition of electromagnetic radiation interference to the system, design and manufacture of circuit boards, we reasonable arrangement, put in the system between various devices, circuit produces the negative impact of the control to a minimum.
2.1智能报警系统的控制方案
方案一:采用普通AT89C51单片机作为总控制元件。
方案二: 采用ARM1138作为总的控制元件。
比较论证:方案二ARM1138单片机功能比较复杂难懂，并且含有很多外设接口，不太适合目前我们的设计要求,当前我们的设计指标只需要比较简单的控制电路和电路板。而方案一简化系统线路图，并且包涵了合理的硬件电路。这些已经满足了方案的设计需求，我们使用起来比较方便，制作起来也不需要连接外部设备，只需要接好端口然后把软件调试好就可以了。鉴于上述的方案分析, 我们采用方案一。
在二十世纪九十年代末期，我国的智能小区也开始一波接一波的出现。但是我国的在该领域相对国外的起步较晚，还没形成一定的国内平均标准。主要是采用国外的一些尖端技术，但也有一些国内企业也顺势推出了自己的产品，主要有：（1）例如e家庭，这一系列产品的控制中心采用了海尔电脑，并且终端设备使用了各种网络电器，并且最后将海尔手机来当它的数字控制中心。（2）数字化家庭，按照国际上统一的标准，采用嵌入式软/硬件技术，同时提供网络运行环境、节点和末端设备，该智能家居控制系统是专门针对中国的家庭而设计。
在当前的形势下，发展自主化研究，增强我国在该领域的水平，是我们日益重要的任务，我们必须不断地努力研究，加强自主创新研发，才能使我国的研究水平尽快赶上国外的平均水平，增强竞争力与发言权，争取做出符合市场需要的大规模安全报警系统。
2方案论证与分析
当前，作为家庭智能报警系统设计的方案有很多，并且侧重点各种各样，因此，我们在当前的系统设计中，也应该要有我们自己的侧重点，所以，我选择了使用AT89C51单片机作为系统的核心控制元件，因为它足够便宜，简单，适于我们这样的初学者使用，并且，防火报警已经深入千家万户，所以，我们当前的论文侧重于防盗报警安全。
当前，国外的相关技术己日趋成熟，在系统的研发方面，美国以及有些欧洲国家已经处于优先领域。近年来，以美国移动电话公司为首的国外的知名产业，先后致力于系统研发的热潮里，目前市场上出现的家居控制系统主要有：(1）X-10系统，该系统以集中控制方式来实现功能并利用电力线作为网络平台。(2）EIB系统，该系统的监控功能按照中央控制的方式实现操作同时提前预埋总线。但因为它对施工要求的标准很高，同时价格也不是一般住宅可以承受的，因此总是无法拓展打开国内市场。(3）8X系统，该系统实现功能用集中控制方式而且它也预埋总线。它的优点是利用产品自发对系统进行拓展更新，系统相对于市面上的其他同类产品比较成熟。
图3-1家庭无线报警系统组成框图
3.2硬件电路
3.2.1无线发射与接收模块
应用编/译码专用电路芯片进行操作。接收部分包括光/电转换放大器，解调/解码电路等；发射部分包括键盘矩阵，编码调制，LED红外发生器。
3.2.2前端信息采集模块
红外微波探测器，它是把探测到人体发出的红外线转化成为电信号的一个重要元器件。红外信号是波长介于可见光与微波之间的电磁波，对于人眼是不可见的。想要发现这种放射信号并且探测它的强度，需要将其转化成为可以探知出来并且能计数的其他能量。一般来说，仪器探测人体发出的热量射线，只要效果可以计数而且其足够明显，都是可用来度量能量信号的强弱。
3.2.3核心控制模块
图3-2AT89C51单片机引脚图
采用AT89C51单片机，它是由一个因特尔公司生产的一种低功耗，高性能的CMOS8位单片机，是由20个引脚的双列直式芯片，是40个接脚的芯片，eeprom容量为4KB，I/O接口线有32个，eeprom的电可擦写特性，使得它在控制单灯闪烁实验中给编程和调试都带来极大的便利。其中，它具有一个8位的CPU，由运算器，控制器组成。单片机的运算中心包括中央处理器执行单元alu，程序状态字寄存器PSW等构成运算器；可以进行8位逻辑运算；程序计数器PC，指令寄存器，振荡器及定时电路等构成控制器，是单片机的控制中心；他们的存在可以使得各部件在时钟节拍的控制下协调地进行工作。单片机内含存储器4KB片内ROM，作为程序存储器，用来存放代码或数据表格；128B片内RAM，作为数据存储器，用来存放程序执行时的用户数据；21个片内特殊功能寄存器SFR。可寻址外部程序存储器和数据存储器的空间各为64KB。4个8位并行I/O借口P0~P3，可以用作输入或者输出；1个全双工串行口UART，用来进行串行通信。两个16位定时/计数器，可用作定时或技术。5个中断源，其中它包括2个外部中断源INT0和INT1，以及3个内部中断源，以及2个定时/计数中断，1个串行口中断[2]。具有两个中断优先级嵌套结构,cpu与其各功能部件之间通过内部总线互相连接。
2.2智能报警系统显示部分设计方案
方案一：采用数码管静态扫描显示。
方案二：采用数码管动态扫描显示。因为视觉暂留的存在,设计者只需要把滞后间隔设置的短一些，可以使标示的图形显示得足够稳定清楚。
比较论证：方案一就是用每一个数码管显示器都要用到单独的具有锁存功能的I/O接口来用于笔划段字形代码。虽然这一种办法对于单片机CPU占用很小，但是对于静态显示方式,所需要用到的数据锁存装置也很多,引线多而且复杂,同时可靠性也非常低。相对于静显，动态显示驱动是利用单片机对数码管位选通com端电路的操作，把用到显示字形的数码管的选通控制打开，该位就能展示出字形。通过分别控制各个数码管的com端，就能使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动[1]。动态显示它可以很大程度上地降低系统功耗和成本，同时也可以避免发生类似静态显示那样的问题。动态扫描显示的时间长度根据的视线效果的持久性和发光二极管、光的亮度,在因为他因素动态扫描展现给我们一个稳定的动态画面，扫描显示的时间长度根据的视线效果的持久性和发光二极管、光的亮度等因素,动态扫描允许我们看到稳定的图像。综上所述可以看出来, 扫描刷新频率等于40赫兹, 二极管的传导时长大于等于1毫秒时, 显示亮度比较好, 无闪烁感。鉴于上述方案分析, 我们采用方案二。
答辩小组成员签字：
摘 要
家庭智能安防系统是我国将来智能化住宅的重点发展方向，而智能防火防盗报警又是当前智能报警技术领域的技术热点，因此开发可靠性高、功能齐备的智能安防报警系统的现实意义非常重要。
系统使用远程红外探测器，安装在家庭各个位置，探测屋内信号，当检测到不安全的信号时，通过无线发送/接收装置发送信号到单片机AT89C51控制的核心单元，经过拨号电路拨打提前设置好的电话号码，进行自动报警的工作。其中，软件设计方面，包括核心模块设计，拨号模块设计，和语音模块设计这三方面。考虑到系统可能会出现误差，例如电磁辐射干扰对于系统的抑制，设计制造电路板时，我们合理布置线路，把系统中的各个器件之间、电路之间产生的不利影响控制在最低限度。
图3-3控制电路原理图
3.2.4拨号电路模块
图3-4拨号电路系统框图
MT8888的功能很强因为它具有以下几种工作模式，1.DTMF模式2.呼叫处理模式3.突发模式4.单/双音产生模式5.测试模式6.中断模式；可以由内部控制寄存器来控制。程序设计设置为双音群传送模式时，为了与报警自动拨号的设定相契合，可以把它拓展成100毫秒的双音群模式；也可以每隔一段时间发送无限个双音信号，为了符合DTMF信号解码标准，我们把双音信号持续时间设置为51ms。当编程选择呼叫进程检测模式的时候，能够检测电话的信号音[3]。当频率精度高了以后，可以精确定时片内对双音群模式的占空时间。
关键词：AT89C51；拨号模块；智能报警
Abstract
Home intelligent security system is the future focus direction of the intelligent residential in our country, and the intelligent fire alarm and current technology hot spot in the field of intelligent alarm technology, so the development of high reliability, full of intelligent security alarm system is very important practical significance.
3原理分析与硬件电路
3.1原理分析
该系统Βιβλιοθήκη Baidu计的主要工作是完成家庭危急情况报警功能，包括火灾报警以及防盗报警这两块内容。
通过信息采集模块安放在家庭各个主要需要防范的位置，开启系统设置为开启的状态，当无线接收模块接收到室内的警报信号时，传送给主机进而发出报警信号，同时通过事先在终端机中设置好的预存电话号码进行报警，完成这一系列的工作。并且事后，通过主人输入解锁密码，解除报警状态，终止警报信息，并且重新恢复系统初运使时的状态。系统可以采用LED3色灯来显示系统当前所处的运作状态，比如绿色灯显示智能报警系统启动并且处于安全状态，红色灯显示当前报警系统已经发出警报并拨打电话，黄色灯处于待机状态，等待主人输入密码来启动整个系统的运行。
Keywords:AT89C51；Dial module；intelligent alarm
1引言
家庭安全智能化在我们的生活中已经越来越重要，因为物质生活日益优越，对于住宅安全性能的要求也增加了，而我们在当前领域的发展还很稚嫩，因此为了增强我国在智能安防领域的国际竞争力以及影响力，我们应当加强对家庭智能报警系统更深一步层次的研究，为了将来发展到可以和国外的水平并驾齐驱，达到国人自主创新的大规模防火防盗报警系统的高水准。
xxxxxxxxxxxxx
毕 业 论 文（设 计）
家庭智能报警系统设计
学生姓名xxxxx学号xxxxxxxxxxxxxxx
指导教师xxxxxxxxxxxxxx
学院信息工程学院
专业电子信息工程年级xxxx级
答辩日期20xx年xx月xx日
xxxxxxxxxxxxxxxx
家庭智能报警系统设计
完成日期：
指导教师签字：