最经典的小区防盗报警系统设计.pdf
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1、-毕业论文格式参考 目 录 摘 要1 第一章 绪论 3 1.1 智能小区的介绍 3 1.2 报警系统的总体构成 4 第二章 硬件设计 5 2.1 系统功能要求5 2.2 系统硬件设计5 第三章 软件设计17 3.1 系统软件设计17 3.2 该课题主要完成的任务20 结 论21 参考文献23-摘 要 本文设计了住宅智能化中的防盗报警系统,可实现自动检测与自动电话拨号报警。当防盗探测器检测到险情的时候,向单片机发出中断申请,再由单片机控制电话接口电路,实现模拟摘机,根据险情类别,自动拨打相关部门的电话号码如小区管理中心电话。该系统同时还具有自诊断功能,出现故障能自动进行处理。系统从硬件和软件两方
2、面进行了抗干扰设计,使其具有较好的抗干扰能力,完成系统可靠工作。关键词:智能小区单片机 防盗报警 -Abstract In this paper,the design of anti-theft residential intelligent alarm system,which can realizeautomatic detectionand automatictelephone dialing alarm.When the anti-theft detectors detect danger,interrupted for to the microcontroller,and contr
3、olled by the single chip computer telephone interface circuit,analog off hook,according the kind of dangerous,automatically dial the phone number such as the relevant departments of the district management center phone.The system also has the function of self diagnosis,failure can be automatically p
4、rocessed.Anti-jamming designfrom two aspects of hardware and software,so it has better anti-interference ability,reliable system to complete the work.第一章 绪论 本课题是利用单片机AT89C51为核心而设计的防盗报警系统,包括硬件设计和软件设计两部分。而这种系统正好解决的是,在不必改动原有电话机的情况下,在电话线上并联拨号报警器,并采用无线红外探头和无线门磁探头实时监测,在有警情发生时,能及时的通知主人,并发出响亮的报警声,震慑盗贼。另外本系统
5、还可以利用单片机的串口功能,实现多机的互联通信。1.1 智能小区的介绍123 近年来,智能建筑技术又有了新的发展,人们把智能建筑技术扩展到一个区域的几座智能建筑进行综合管理,再分层次地联接起来进行统一管理,这样的区域和城市分别被称为智能小区和智能城市,智能小区是智能城市的基本单元,它已成为建筑行业中继智能建筑之后的又一热点。所谓智能小区,就是将在一定地域范围内多个具有相同或不同功能的建筑物(主要是指住宅小区)按照统筹的方法分别对其功能进行智能化,资源充分共享,统一管理,在提供安全、舒适、方便、节能、可持续发展的生活环境的同时,便于统一管理和控制,并尽可能的提高性价比指标。近年来随着我国国民经济
6、的发展和国家住房制度的改革,人民生活和自身素质得以不断提高,人们对住房条件的要求越来越高,对环境的舒适性、便利性、安全性有了较高要求,加之电子信息产业正快速发展并向人们生活的各个领域渗透,与此相适应,各种不同档次的-公寓、生活小区纷纷提出了自己不同的智能要求,由于住宅小区与综合性智能建筑有着很大的区别,如何根据小区的特点,赋予小区各种功能以适应不同层次的居民的需求,对小区实现统一、有序、智能化、网络化的管理,这是智能建筑4行业亟需解决的问题。1.2 智能小区报警系统的总体构成 本防盗报警系统是一种新型的电子安全报警系统,该系统的设计是将电子探测、智能控制和电话通讯技术相结合,从而形成一个联网通
7、讯的防盗报警系 统。系统总体构成包括无线红外探测器、自动拨号电路、语音报警电路、单片机中央控制器与无线收发电路五个模块,系统组成框图如图 1-1 所示。图 1-1 系统组成框图 -第二章 硬件设计 2.1 系统功能要求 为了使报警系统具有较 1 好的实际使用价值和简便的操作,系统应有如下的功能:(1)无线开关机功能。(2)延时启动报警器,报警器将于 60s 后自动进入警戒状态,以使主人可以从容处理,避免引起误报。(3)三重设置功能。可以同时设置电话、寻呼机、手机号码,并且可设十组号码,一旦报警,延时、判断、确认后,自动循环拨号通知主人,而且现场发出警报声。(4)简明的人机交互界面。为了节约成本
8、,不采用显示模块,只用 LED 作指示,用于直观、准确的操作,并采用 4*4 键盘手动输入。(5)数据永久保存功能。由于将数据存放在 EEPROM中,在意外的或人为的断点后,系统里面设置的所有号码数据不会丢失。(6)简易的安装功能。本报警器可以安放在任意位置,不需改动电话机,不会与日常通话功能相互干扰。(7)多路无线红外探头和无线门磁探头。无线红外编码探头可以任意放在 8m 防区内,而无线门磁可以任意安放在门窗上。它们免去连线的麻烦,不会破坏家居的美观。(8)语音报警功能。在拨通电话后,自动播放语音,进行报警。(9)自动监听功能。在播放完语音后,自动机进入监听功能,关闭警报声,对现场进行监听,
9、使主人能掌握现场的第一手信息。2.2 系统硬件设计 本系统采用常见的 AT89C51 单片机89。它的应用范围广,性能良好,可用于解决复杂的控制问题。在这里我们采用它的芯片中的 P1 口作为看门狗和用户-键盘输入,输入的内容包括电话号码的组号和具体号码;P3 口作为无线开关机、无线红外和无线门磁的信号的输入口;P2 口作为报警语音、自动监听和警报声的控制口;P0 口作为继电器拨号矩阵的控制口。电话拨号采用 TCM5087,它是一种价格便宜、低功耗的 CMOS 的专用 DTMF 拨号芯片。系统硬件组成框图如图 2-1所示。图 2-1 报警系统硬件组成框图 2.2.1 单片机 AT89C51 AT
10、89C5167是一种低功耗高性能 CMOS 8 位单片机,40 个引脚,32 个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含 2 个外中断口,2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口,片内含 4KB 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器(ROM)和 128 字节的随机存取数据存储器(RAM)。如图 2-2 所示。AT89C51 采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准 MCS-51 指令系统。AT89C51 可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。1.主要特性:与 MCS-51 兼容,4K 字节可编程闪烁存储器;寿命:1000 次写/擦循环,数据保留时
11、间:10 年;全静态工作:0HZ24HZ;三级程序存储器锁定;128*8 位内部 RAM;32 可编程 I/O 线,两个 16 位定时器和计数器,5 个中断源,可编程串行通道,低功耗的闲置和掉电模式,片内振荡器和时钟电路。2.管脚说明:-VCC:供电电压。GND:接地。P0 口:P0 口为一个 8 位 漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门电流。当P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当 FIASH 进行校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须被拉高。
12、图 2-2 AT89C51 管脚图 P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收。P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于
13、外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。-P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4 个 TTL门电流。当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下所示:P3 口管脚第二功能:P3.0 R
14、XD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 0INT(外部中断 0)P3.3 1INT(外部中断 1)P3.4 T0(记时器 0 外部输入)P3.5 T1(记时器 1 外部输入)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的
15、1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时,ALE只有在执行 MOVX,MOVC 指令时 ALE 才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止,置位无效。PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不出现。-EA/VPP:当EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密
16、方式1 时,EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在 FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。3.振荡器特性 XTAL1和 XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器,石晶振荡器和陶瓷振荡器均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。其余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。4.芯片擦除10 整个 EEPEROM 阵列和三个锁定位的电擦
17、除可通过正确的控制信号组合,并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。此外,AT89C51 设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下的静态逻辑,支持应用软件选择掉电模式。在闲置模式下,CPU 停止工作。但 RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下,保存 RAM 的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。2.2.2 自动拨号电路 本系统的自动拨号电路7,采用 TCM 公司生产的 TCM5087 芯片5,TCM5087为双音频拨号器,16 只引脚,采用 CM
18、OS 工艺,3.58MHZ 晶振,具有很高的精确度和稳定性,工作电压 2.515V,最大功耗小于 500mW。输入为 C1、C2、C3、C4、R1、R2、R3、R4 键盘输入,输出为双音频信号音。在实现自动拨号的过程中,采用干簧继电器矩阵,干簧继电器具有体积小,接合噪声小,拨号准确的优点,使本系统的自动拨号可靠、快捷。基本拨号电路图如图 2-3 所示。-图 2-3 自动拨号电路 2.2.3 无线收发电路 由于一般的 LC 振荡器频率稳定性及一致性较差,即使采用高品质微调电容,温差变化及振动也很难保证已经调好的频点不会发生偏移。因此在这个设计中使用了发射模块(F05)和接收模块(J04E),F0
19、5 系列采用声表面谐振器稳频,SMT树脂封装,频率一致性较好,免调试。F05 具有较宽的工作电压范围及低功耗特性,当发射电压为 3V 时,发射电流约为 2mA,发射功率较小,12V 为最佳工作电压,具有较好的发射效果,发射电流约 5-8mA。F05 系列采用 AM 方式调制以降低功耗,数据信号停止时,发射电流降为零。数据信号与 F05 之间采用电阻而不能采用电容耦合,否则 F05 将不能正常工作。数据信号电平应接近 F05 的实际工作电压以获得较高的调制效果,F05 对过宽的调制信号易出现调制效率下降、收发距离变近的现象。当脉冲高电平宽度在 0.081ms 时发射效果较好,大于 1ms时效率开
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