家庭智能防火防盗系统

据用户的设定模拟 出家中有 人的 情形, 起 到主动 防御
的作用, 使小偷放弃偷盗。
1 系Biblioteka Baidu的基本工作原理
本防盗报 警系 统是 一 种新 型的 电 子安 全 报 警系 统。它将电子探测、单片机控制和通信技术相结合, 形 成了一个可靠的防盗报警系统。系统总体构成包括时 钟模块、信号采集与处理模块、短信自动报警器和键盘 显示模块等。
为主, 但是这类设备主 要以增 加盗 贼入室 的难度 来达 到防盗目的。这种单纯的机械装置在较长时间无人在
动放弃偷盗。防盗、防火探测器不断地进行采集, 当在 警戒范围内出现人体、家中发生煤气泄漏或火灾时, 信
场的情况下, 防盗效 果往 往不尽 如人意。 这种防 盗方 式不仅影响房屋的美观, 而且在发生火灾等事故时, 住 户难以逃生, 威胁生命安全 [ 1] 。所以, 人们需要有新型 的防盗系统。
K eyw ords: M CU SM S m odule M agnetic door sensor Intelligent A nti interference
0 引言
当用户离家时, 将系统置于工作模式, 系统可以根 据用户设定的时间控制室内电灯开关、声音播放, 给盗
现代家庭的防盗 方式主 要以安 装防 盗门、防 盗锁 犯一种家中有人的感觉, 起到迷惑盗犯的目的, 使其主
统, 分别从基本工作原理、电路构成等方面进行了详细阐述。该系统在遇到险情时可以实现及时短信报警, 并通过短信控制家用电
器。系统自动化程度高、适用性强、电路设计可靠, 一般家庭都能接受。
关键词: 单片机 短信模块 门磁 智能化 抗干扰
中图分类号: TP391
文献标志码: A
A bstract: A t presen,t m ost of the dom estic products of security equ ipm ent are not re liable enough. A mi ing at this problem, an inte lligent fire
东北林业大学基金资助项目 (编号: GRAM 09) 。 修改稿收到日期: 2010- 02- 01。 第一作者谢卫华, 男, 1985年生, 现为东北林业大学控制理论与控制 工程专业在读硕士研究生; 主要从事信息检测与处理技术的研究。
图 1 系统结构框图 F ig. 1 Structure of the sy stem
家庭智能防火防盗系统 谢卫华, 等
晶振实际可达 80MH z, 性价比较好, 在高速、低速应用场 合均可使用。采用 STC 提供的 STC ISP. exe工 具可以 将程序代码下载到单片机进行烧写, 程序烧写也非常方 便 [2] 。
2. 2 时钟电路 实 时时 钟 芯 片 采 用 Dallas 公 司 生 产 的 DS1302。
through shortm essage upon occurrence o f dangerous situation. The system features highly autom atic, strong adaptability, re liable c ircuitry de
sign and it is acceptable to m ost of the fam ilies.
3 软件设计
主程序流程图如图 4所示。
图 4 主程序 流程图 F ig. 4 F low chart of the ma in prog ram
主程序主要完成的工作有: 检测屋内环境温湿度、 有无陌生人进入、有无 煤气泄 漏以 及发生 险情时 及时 发短信通知家主。系统短信控制部分可以远程控制家 中的电气设备, 通过播放已经录制好的生活录音, 控制 电 灯的 开关, 模拟 出家中 有人 的情 形。对于 本系 统而
图 3 继电器控制电路 F ig. 3 R e lay contro l circu it
2. 8 语音电路 语音电 路 采用 ISD 4004 芯 片。 该 系 列芯 片 采 用
CM OS 技术, 内含振荡器、防 混淆滤波 器、平滑 滤波器、 音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮阵列。 芯片设计基于所有操 作由微 控制器 控制, 操作命 令可 通过串行通信接口 ( SPI或 M icrow ire)送入 [ 7] 。芯片采 用多电平直接模拟量 存储技 术, 每个 采样 值直接 存贮 在片内闪烁存贮器中。因此, 它能够非常真实、自然地 再现语音、音乐、音调和 效果, 避免了 一般 固体录 音电 路因量化 和压缩 造成 的量 化噪 声和 金 属声 。采 样 频率可为 4. 0 kH z、5. 3 kH z、6. 4 kH z、8. 0 kH z, 频 率越 低, 录放时间越长, 而音质则有所下降。片内信息存于 闪烁存 贮 器 中, 在 断 电 情 况 下 可 保 存 100 年 ( 典 型 值 ), 并反复录音 10 万 次。 ISD4004 采用 3. 0 V 供电,
防盗防火系统主要利用磁铁传感器来实现。有线 门磁、窗磁内部是一个干簧管, 它的通断受外部磁铁的
自动化仪表 第 31卷第 6期 2010年 6月
影响, 正常时是常闭 的状态。 磁铁传 感器 装在门 上和 窗上, 门窗一旦被打开, 磁铁 传感器 将改变 状态, 并将 这个信号传给单片 机, 引起 单片 机中断。 煤气泄 漏的 接法与这个类似, 当检测到有煤气泄漏时, 通过改变端 口输出状态, 引发单片机中断, 此时单片机将这个信息 通过短信模块以短信 的形式 传给家 庭主 人, 使得 主人 很快知道有陌生人进入屋子或者是煤气发生泄漏。防 火防盗监测电路如图 2所示。
2 系统硬件电路
2. 1 微控制器 微控制器采用 STC 公司生产的 8 位高性能单片机
SCT89C52RC。该微处理器与 51 系列单片机完全 兼容, 具有比 51系列单片机更强大的功能, 抗干扰能力强、性 能稳定、资源丰富, 8 kB F lash 存储、512 B的 RAM, 时钟
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PRO CESS AUTOMAT ION IN STRUM ENTAT ION Vol 31 No 6 June 2010
言, 软件所实现的功 能比较 多。根据 控制 系统的 要求 编写软件后, 经下载线 将程序 下载到 电路 板的单 片机 里与硬件一起调试。
4 结束语
本课题设计的系统区别于以往仅侧重于安防的思 路, 是家庭信息化的 整体解 决方 案。它既 有防火 防盗 的功能, 又具有智能家居的功效, 其创新点是使用语音 芯片录音, 在家中无人的时候模拟出家中有人的环境, 起到迷惑小偷的目的, 使其主动放弃偷盗。
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因此, 电源部分采用 TPS76030芯片实现。该芯片能很 好地满足系统的需要。
为了使输出电源 的纹波 较小, 在输出 部分采 用了 一个 2. 2 F和一个 0. 1 F 的电容; 另外, 在芯片的输 入端放置了一个 0. 1 F的滤波电容, 以减小 输入端受 到的干扰。
路用于系统参数设置。 2. 5 串口与短信模块通信
系统采用 JB35 中文短信模块。模块 除了 GSM 通 信功能外, 还集短信处 理、短 信控制、振铃 控制和 短信 回传等多种功能于 一体, 以直 观的 中文作 为短信 遥控 指令和报警短信内 容, 且 用户可 自定义。 短信模 块和 单片机通过 RS 232 进行通信。
常见的家庭防盗报警器都是通过电话线拨号报警 的, 然而固定电话配线 箱一般 都集 中安置 在居民 楼的 楼道里, 如果小偷入室前先打开配线箱将电话线破坏, 则系统不 能 报警 [ 5] 。而 采 用 JB35G 开 发的 防 盗 报警 器完全可以避免被 破坏的可 能, 大 大增强 了报警 器的 可靠性和安全性。 2. 6 防盗、防火系统电路
号处理电路将向单片 机输出 信号, 单 片机 则通过 短信 模块通信, 通知家主, 同 时启 动本地 声光报 警, 引 起周 围人的警惕。系统总体框图如图 1所示。
本设计 是一种基于 STC89C52 单片机的 远程智能
短信报警系统。该系 统不仅 能在 发现家 中出现 盗情、
火情时及时通过短信通知事主, 还能在家中无人时, 根
[ 1 ] 张元敏. 基于 AT89C52的远程智能语音防盗报警系统 设计 [ J]. 现代电子技术, 2008( 13 ): 100.
[ 2 ] 金广峰, 杨志晓. 多功能家庭防盗控制器的设计 [ J]. 科技广场, 2007( 3 ): 201.
温湿度测量采用的 是 SHT10 传感器。 SHT xx系列 产品是一款高度集成的温湿度传感器芯片, 提供全标定 的数字输出。传感 器包括一个电容性聚 合体测湿敏感
元件和一个用能隙材料制成的测温元件, 并在同一芯片 上与 14位的 A /D 转换器以及串行接口电路实现无缝连 接。因此, 该产 品具有 品质 卓越、响 应快、抗干 扰能力 强、性价比极高等优点。 SCK 用于微处理器与 SHTxx之 间的通信同步, DATA 三态门用于数据的读取。 2. 4 键盘与显示
显示电路使 用带 中文 字 库的 LCD 12864, 它 可以 显示 8 4 行 16 16点阵的汉字, 也可完成 图形显示, 具有低电压低功耗等显著特点。由该模块构成的液晶
显示方案, 与同类型的图形点阵液晶显示模块相比, 无 论硬件电路结构或 显示程 序都要 简洁 得多 [ 4] , 且 该模 块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。键盘电
a larm and stea l precaution sy stem based on STC89C52 sing le chip com puter and GSM shortm essage m odule is introduced. T he basis operationa l
principle and c ircu itry com position are descr ibed in detai.l T he system provides prom pt short m essage o f alarm and contro ls hom e appliances
文中给出了系统的 硬件 组成和 结构, 以及关 键模 块的连接方式、软件 实现的 结构 框图。由 于本系 统留 有丰富的接口, 所以, 随着 宽带无 线通信 技术、In ternet 技术和微处理器技术 的发展, 系统的 功能 可以得 到不 断的补充和完善。可以 看出, 智能家 居安 防系统 拥有 广阔的应用前景。 参考文献
家庭智能防火防盗系统 谢卫华, 等
家庭智能防火防盗系统
Intelligen t Househo ld F ire A larm and Stea l Precaution System
谢卫华 宋蛰存
(东北林业大学机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要: 针对目前中国安防设备产品不可靠的现状, 介绍了一种以 STC89C52单片机、G SM 短信模块为核心的智能防火防盗报警系
图 2 防火防盗监测电路 F ig. 2 M on ito ring c ircu it of fire a la rm and stea l precaution
2. 7 继电器控制 家用电器控制系统采用固态继电器来控制家电开
关, 并 利 用 手 机 短 信 远 程 控 制 单 片 机, 然 后 通 过 ULN 2003驱动芯片来驱动继电器, 控制继电器开关 [ 6]。 继电器控制电路如图 3所示。
该芯片附加 3 l字节静态 RAM, 可通过简单的串行总线 与单片机进行通信。实时时钟可提供秒、分、时、日、星 期、月 和 年, 一个 月 小于 31 d 时可 自 动调 整, 包括 闰 年, 有效期至 2100 年, 可 采用 12 h 或 24 h 方式 计时。 系统采用双电源 (主电源和 备用电源 ) 供电, 可 设置备 用电源充电方式; 芯片为 8引脚小型 D IP封装 [3] 。 2. 3 室内温湿度测量