基于單片機(jī)的防火防盜報(bào)警系統(tǒng)

1、編號(hào) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的防火防盜報(bào)警系統(tǒng)fire alarm system based on single-chip microcomputer學(xué) 生 姓 名 xxx專 業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué) 號(hào)xxx指 導(dǎo) 教 師xxx分 院電子工程分院2013年 6 月摘 要 近年來，隨著各高校規(guī)模的擴(kuò)大，在校生的數(shù)目飛速增長，學(xué)生宿舍的不安定因素也越來越多。由于同學(xué)們安全意識(shí)不強(qiáng)，盜竊、火災(zāi)等危害學(xué)生財(cái)產(chǎn)和生命安全事件的發(fā)生概率也在增長，給各高校的平安校園建設(shè)帶來一定困難。為此，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)和無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，文中提出了宿舍智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)可以對(duì)學(xué)生宿舍內(nèi)部中

2、的盜竊、火災(zāi)和違章用電等不安全因素進(jìn)行監(jiān)控，如有警情可迅速告知宿舍管理人員前去處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生宿舍的安全監(jiān)控，縮短了對(duì)宿舍中突發(fā)事件的反應(yīng)時(shí)間，給高校學(xué)生的平安求學(xué)帶來了保障。文中提出了一種宿舍智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)電子系統(tǒng)以atmega16為控制核心，輔以各種傳感器，對(duì)學(xué)生宿舍的安全信息進(jìn)行采集，如有警情通過無線通信模塊傳送至監(jiān)控中心，自動(dòng)提示值班人員前去處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生宿舍的安全管理。關(guān)鍵詞：mega16；煙霧傳感器；熱釋電人體紅外傳感器 ；報(bào)警系統(tǒng)；無線通信模塊abstractin recent years, with the expansion of the un

3、iversity scale, the number of students increased rapidly, unstable factors are more and more students dormitory. as a result of the students safety awareness is not strong, the probability of occurrence of theft, fire and other hazards students property and life safety event is on the increase, brin

4、g certain difficulty to building a peaceful campus in colleges and universities. therefore, based on computer technology, electronic information technology and wireless communication technology, this paper puts forward the design of intelligent fire alarm system in the dormitory. the system can moni

5、tor electric insecurity factors of student dormitory in the theft, fire and illegal, such as alarm can quickly inform dormitory management personnel to deal with, the safety monitoring of the student dormitory, to shorten the reaction time of unexpected events in the dormitory, to the university stu

6、dents study brings peace security.this paper presents a design of intelligent fire alarm system in the dormitory. in the system, monitoring electronic system with mega16 as the control core, supplemented by a variety of sensors, acquisition of safety information on the student dormitories, such as a

7、larm through the wireless communication module are transmitted to the monitoring center, automatically prompts the staff on duty to deal with, the realization of student dormitory safety management. keywords: mega16; sim300 communication; smoke sensor; human pyroelectric infrared sensor緒論課題研究的相關(guān)背景 隨

8、著人類的進(jìn)步和社會(huì)科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類開始邁入數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為平臺(tái)的智能化社會(huì)，人們對(duì)工作、生活等環(huán)境的要求也越來越高，開始出現(xiàn)了比如智能化儀表、智能化家電、智能化汽車、智能化小區(qū)等具有不同職能成都的產(chǎn)品、設(shè)備工具甚至工作環(huán)境和生活環(huán)境，并且呈現(xiàn)出高速發(fā)展的趨勢(shì)。伴隨著數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程買智能化的浪潮席卷了世界的每一個(gè)角落，成為一種是不可當(dāng)?shù)臍v史趨勢(shì)。其中正在興起的智能小區(qū)建設(shè)熱潮，反映了國際社會(huì)信息化和智能化的發(fā)展要求，是21世紀(jì)的主流和趨勢(shì)。課題研究的目的近年來，隨著科技的發(fā)展和人們安全防范意識(shí)的提高，鋼質(zhì)防盜門和鋼質(zhì)窗戶防盜網(wǎng)等傳統(tǒng)的防盜措施已不能滿足人們的需要。迫切需要一種面向

9、普通家庭用戶，性價(jià)比高，運(yùn)行可靠，可拒非法入侵者于戶外的智能防盜報(bào)警系統(tǒng)來代替防盜門、防盜網(wǎng)。因此本設(shè)計(jì)的目的就是為了找到一種適合普通家庭式防盜系統(tǒng)。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)防盜報(bào)警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并輔助提示值班人員或其主人發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能采取的對(duì)策的系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光報(bào)警信號(hào)，使于迅速采取應(yīng)急措施。防盜報(bào)警系統(tǒng)與出入口控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對(duì)講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成了入侵防范系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)通常由探測(cè)器（又稱防盜報(bào)警器）、傳輸通道

10、和報(bào)警控制器三部分構(gòu)成。 報(bào)警探測(cè)器是由傳感器和信號(hào)處理組成的用來探測(cè)入侵者入侵行為的電子和機(jī)械部件組成的裝置，是防盜報(bào)警系統(tǒng)的核心，而傳感器又是報(bào)警探測(cè)器的核心元件。采用不同原理的傳感器件，可以構(gòu)成不同種類、不同用途、達(dá)到不同探測(cè)目的的報(bào)警探測(cè)裝置。 中國防盜控制技術(shù)的發(fā)展大致起源于上世紀(jì)60年代初北京故宮博物院的安防報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)年，中國老一輩的安防技術(shù)工作者在完全隱蔽、可靠報(bào)警、絕對(duì)防火的全木質(zhì)結(jié)構(gòu)環(huán)境下完成了該系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，該系統(tǒng)就發(fā)揮了很好的作用。之后的若干年，中國安防技術(shù)一直是以防盜報(bào)警系統(tǒng)為主，其應(yīng)用場(chǎng)合也主要限于金融與文博系統(tǒng)。由于當(dāng)時(shí)基于光電導(dǎo)攝像管的攝像機(jī)體積大且價(jià)格昂貴

11、，因而在安防技術(shù)市場(chǎng)中可視化的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用案例極少。 隨著時(shí)代的變遷，智能防盜技術(shù)有了較大的發(fā)展， 1994年秋在北京全國農(nóng)業(yè)展覽館舉辦的展覽會(huì)上，展出了部分關(guān)于防盜控制系統(tǒng)產(chǎn)品；1995年夏在天津國際展覽中心的消防安防設(shè)備展覽會(huì)上，展出了更多的安防技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品，氣氛火熱。緊接著到1996年，由中國安防產(chǎn)品行業(yè)協(xié)會(huì)等單位主辦了全國首屆“國際社會(huì)公共安全產(chǎn)品博覽會(huì)”，一下子吸引了國內(nèi)外300多廠商參展，由此標(biāo)志了中國防盜及安防技術(shù)市場(chǎng)的形成。 在國內(nèi)安防防盜市場(chǎng)開始蓬勃發(fā)展的同時(shí)，2001年11月，中國安防界在深圳成功舉辦了首屆中國安防論壇，全國人大副委員長、中國科協(xié)主席周光召院士題詞

12、。中國科學(xué)院和中國工程院的5位院士以及國內(nèi)30多位安防領(lǐng)域的知名專家、教授發(fā)表了演說，較全面地展示了中國安全防范領(lǐng)域的技術(shù)動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向，促進(jìn)了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的交流與合作，探討了中國公共安全行業(yè)如何應(yīng)對(duì)wto，以及行業(yè)發(fā)展、管理、動(dòng)作更加科學(xué)化、規(guī)范化的有關(guān)問題。首屆安防論壇的舉辦，為架構(gòu)中國安防的理論體系，研討中國安防的發(fā)展戰(zhàn)略，開創(chuàng)良好的學(xué)術(shù)氛圍，為舉辦更大規(guī)模的學(xué)術(shù)論壇積累了經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了條件。到2008奧運(yùn)項(xiàng)目首都國際機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)監(jiān)控項(xiàng)目就是在先進(jìn)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)一步整合了無人駕駛車輛自動(dòng)傳感監(jiān)控系統(tǒng)、無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及多系統(tǒng)的智能網(wǎng)管系統(tǒng)，一改傳統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)僅僅是畫

13、面監(jiān)視及簡(jiǎn)單報(bào)警聯(lián)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式，而安防系統(tǒng)整體解決方案（total solution）概念必將成為現(xiàn)代電視監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向?；趩纹瑱C(jī)的防火防盜報(bào)警系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容本系統(tǒng)采用mega16單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的控制核心，利用煙霧傳感器實(shí)現(xiàn)煙霧檢測(cè)，熱釋電人體紅外傳感器實(shí)現(xiàn)人體檢測(cè)，紅外光電傳感器檢測(cè)人員進(jìn)出，sim300模塊實(shí)現(xiàn)異地通訊和網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警功能，鍵盤輸入密碼解警，無線發(fā)射器和無線接收?qǐng)?bào)警器實(shí)現(xiàn)貴重物品進(jìn)出檢測(cè)，蜂鳴器模塊實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警，所有記錄情況采用液晶顯示。上位機(jī)與主控端直接通信，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，體現(xiàn)智能化。主控端可以與各監(jiān)控端通信，能顯示當(dāng)前各監(jiān)控端的安全信息。監(jiān)控端具有人體監(jiān)測(cè)

14、、煙霧監(jiān)測(cè)、聲光報(bào)警。煙霧傳感器放大電路、聲光報(bào)警電路、鍵盤電路、穩(wěn)壓電源電路經(jīng)過測(cè)試均達(dá)到較好效果。利用有線通信實(shí)現(xiàn)主控端對(duì)各宿舍監(jiān)控端傳感器模塊的控制。經(jīng)過測(cè)試，本系統(tǒng)能夠很好的完成題目各項(xiàng)要求。第一章 基于單片機(jī)的防火防盜系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用avr單片機(jī)atmega16作為主系統(tǒng)，利用煙霧報(bào)警器識(shí)別是否有火災(zāi)用lcd12864液晶顯示屏和聲光報(bào)警系統(tǒng)輸出，運(yùn)用3*4矩陣鍵盤控制和sim300模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程無線報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與主控端直接通信，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，體現(xiàn)智能化來完成本次設(shè)計(jì) 。 1.1 基于單片機(jī)的防火防盜系統(tǒng)總體功能本防盜報(bào)警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

15、是將電子探測(cè)、單片機(jī)控制和通信技術(shù)相結(jié)合，從而形成一個(gè)可靠的防盜報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)總體構(gòu)成包括煙霧模塊、信號(hào)采集與處理模塊、短信自動(dòng)報(bào)警器和鍵盤顯示模塊等。當(dāng)用戶離家時(shí)，把系統(tǒng)置于工作模式，防盜、防火探測(cè)器不斷地進(jìn)行采集，當(dāng)在警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)人體時(shí)、家中發(fā)生煤氣泄 漏或火災(zāi)時(shí)，信號(hào)處理電路向單片機(jī)輸出信號(hào)，單片機(jī)與短信模塊通信，短信通知家主，同 時(shí)啟動(dòng)本地聲光報(bào) 警，提起周圍人的警惕。1.2 系統(tǒng)組成圖1-1 基于單片機(jī)的防火防盜報(bào)警系統(tǒng)框圖第二章 方案論述與比較2.1控制模塊方案 方案一：采用通用的51單片機(jī)作為主控制器。51單片機(jī)通用靈活、價(jià)格低廉、使用方便，但此單片機(jī)字長有限，數(shù)據(jù)處理能力很弱

16、，處理速度較慢，資源不夠豐富，需要擴(kuò)展較多的外圍電路，降低了系統(tǒng)的可靠性，增加了制作的費(fèi)用，難以滿足本設(shè)計(jì)要求。 方案二：可編程邏輯器件cpld,它具有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、適用范圍寬、開發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測(cè)試等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計(jì)。但是，該器件主要依賴于軟件設(shè)計(jì)，缺少硬件的配合，致使程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以使用，運(yùn)算速度太快。cpld同樣難以滿足本設(shè)計(jì)的需要。 方案三： 采用mega16 單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，此單片機(jī)i/o接口比較多，易于擴(kuò)展外圍電路，開發(fā)板集成了鍵盤、數(shù)碼管，時(shí)鐘、另外方便的是該芯片內(nèi)置在線仿真，編程接口，可以方便實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試，這大大簡(jiǎn)化了

17、系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試的復(fù)雜度。對(duì)以上三種方案進(jìn)行比較，方案一需要擴(kuò)展較多的外圍電路，降低了系統(tǒng)的可靠性，增加了制作的費(fèi)用，方案二依賴于軟件設(shè)計(jì)，缺少硬件的配合，致使程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以使用，采用方案三接口比較多，使用靈活，可以方便實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試，這大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試的復(fù)雜度。2.2電源模塊方案 方案一：采用兩節(jié)4.2v可充電式鋰電池供電，經(jīng)過7805的電壓變換后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案比較可行。但鋰電池的價(jià)格過于昂貴，這會(huì)大大超出我們的預(yù)算，為遵循此次大賽成本低的原則，放棄了這種方案。方案二： 采用9v干電池經(jīng)7805降壓、穩(wěn)壓后給

18、單片機(jī)系統(tǒng)和其他傳感器供電。電池電量低，使用后丟棄會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，不符合綠色環(huán)保的理念。方案三：采用直流穩(wěn)壓電源。輸出精度高，0到32v可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍大，使用簡(jiǎn)單，能為單片機(jī)提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。經(jīng)過比較，采用方案三。2.3無線模塊方案方案一：紅外通信，紅外通信器件易得，價(jià)格低廉，但必須直線收發(fā)是其致命弱點(diǎn)。方案二：采用自制的無線電發(fā)射和接收電路進(jìn)行無線收發(fā)，此方案雖然思路簡(jiǎn)單，但是硬件電路的連接與調(diào)試十分復(fù)雜，裝置工作時(shí)的穩(wěn)定性難以保證。方案三：綜合使用rs485總線和rs232總線，通過rs485與rs232接口轉(zhuǎn)換，將通過rs485的信息通過rs232傳到單片機(jī)上，但是這需要連線布局，較

19、為麻煩。方案四：采用sim300無線通信模塊，sim300無線通信協(xié)議十分簡(jiǎn)單，以低電平作為起始位，高電平作為停止位，中間可傳輸58比特?cái)?shù)據(jù)和一比特奇偶校驗(yàn)位，奇偶校驗(yàn)位的有無和數(shù)據(jù)比特的長度有通信雙方約定。收發(fā)可同時(shí)進(jìn)行，互不干擾。綜上考慮，我們選用sim300無線通信模塊，確保了通信的流暢性和準(zhǔn)確性2.4顯示部分設(shè)計(jì)方案方案一：采用八位共陰極led數(shù)碼管進(jìn)行顯示，利用單片機(jī)串行口的移位寄存器工作方式，外接max7219串行輸入共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器，每片可驅(qū)動(dòng)8個(gè)led數(shù)碼管。方案二：采用點(diǎn)陣字符型ts12864a-3lcd液晶顯示，可以顯示數(shù)字與阿拉伯字母等字符，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，ts12

20、864a-3lcd的液晶顯示越來越廣泛的應(yīng)用于各種顯示場(chǎng)合。方案三：采用lcd12864顯示屏，帶中文字庫的128x64 是一種具有4 位/8 位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體 中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192 個(gè)16*16 點(diǎn)漢字，和128 個(gè)16*8 點(diǎn)ascii 字符 集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84 行1616 點(diǎn) 陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)

21、構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊比較這三種方案，數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，但顯示信息量少，功耗大；利用液晶顯示可以工作在低電壓、低功耗下，顯示界面友好、內(nèi)容豐富，綜合考慮，選用lcd12684來實(shí)現(xiàn)顯示功能。2.5煙霧檢測(cè)模塊方案方案一：采用光敏傳感器，該傳感器是最常見的傳感器之一，可以對(duì)許多煙霧濃度進(jìn)行檢測(cè)，但是在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)要將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)才可以，經(jīng)嘗試，電路不穩(wěn)定，不易控制。方案二：采用煙霧傳感器，它是一種離子是煙霧傳感器，工作性能穩(wěn)定可靠，低功耗，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特，防蟲、防塵、抗外界光線干擾并且有特殊的防潮設(shè)計(jì)。可以廣泛運(yùn)用到各種消防報(bào)警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)

22、優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報(bào)警器，并且價(jià)格適中。綜合考慮我們選擇方案二。2.6 提示鎖門模塊方案一：采用自制的蜂鳴器電路，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。該方案實(shí)現(xiàn)比較容易，蜂鳴器的聲音可以很好的提示鎖門。并且所有報(bào)警電路都用蜂鳴器模塊，節(jié)省了i/o口線資源。方案二：采用mega16編程的語音模塊，以軟件的形式實(shí)現(xiàn)。程序設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，并且降低程序執(zhí)行效率。綜合考慮，選用方案一。2.7 貴重物品檢測(cè)模塊方案一:采用振動(dòng)傳感器。將振動(dòng)的加速度轉(zhuǎn)換成與之成比例的電壓輸出?？梢詸z測(cè)環(huán)境振蕩及低振蕩，當(dāng)物體移動(dòng)時(shí)就報(bào)警，達(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)，但是其抗干擾能力低，而且麻煩，不利于一些經(jīng)常移動(dòng)的物體檢測(cè)。方案二：根據(jù)超市等一些大型場(chǎng)合的防

23、偷盜檢測(cè)原理，采用貼條形碼的形式，將貴重物品的表面貼上條形碼，將檢測(cè)裝置放置在宿舍的門口，當(dāng)物品被拿出時(shí)便報(bào)警。方案三：采用再昂貴物品上裝信號(hào)發(fā)生器，在監(jiān)測(cè)地點(diǎn)裝信號(hào)接收器，當(dāng)貴重物品被拿出超過一定范圍之后，自動(dòng)發(fā)生報(bào)警信號(hào)，以此來監(jiān)測(cè)貴重物品。此物品小巧，便宜，使用簡(jiǎn)單并且監(jiān)測(cè)效果較好。綜合上述方案，考慮推廣普及成本及監(jiān)測(cè)效果，采用方案三。第三章硬件設(shè)計(jì)3.1傳輸模塊設(shè)計(jì)sim300是一款三頻段gsm/gprs模塊，可在全球范圍內(nèi)的egsm 900mhz、dcs 1800mhz、pcs 1900mhz三種頻率下工作，能夠提供gprs多信道類型多達(dá)10個(gè)，并且支持cs-1、cs-2、cs-3和

24、cs-4四種gprs編碼方案。sim300結(jié)構(gòu)小巧，外形尺寸僅40mm*33mm*2.85mm，幾乎可滿足所有對(duì)產(chǎn)品尺寸有要求的工業(yè)應(yīng)用，比如智能電話，掌上電腦和其他移動(dòng)設(shè)備。 模塊與移動(dòng)應(yīng)用設(shè)備通過一個(gè)60引腳的板板連接器相連，它提供了模塊與開發(fā)板的所有硬件接口，除了rf天線接口。 sim300內(nèi)部功能模塊有：鍵盤和spi 類型的lcd接口，方便用戶開發(fā)自己的應(yīng)用設(shè)備。 l具有調(diào)試和數(shù)據(jù)輸出兩個(gè)串口，幫助開發(fā)人員更容易開發(fā)產(chǎn)品。 l 雙音頻通道，包含兩個(gè)麥克風(fēng)輸入和兩個(gè)話筒輸出，由at指令配置其工作模式。 sim300有兩種rf天線接口：一種是天線連接器、一種是天線焊點(diǎn)。天線連接器型號(hào)為mu

25、rata mm9329-2700，或者用戶也可以通過天線焊點(diǎn)自己焊接天線。 sim300具有低功耗設(shè)計(jì)，睡眠模式下的電流消耗僅為2.5ma。sim300內(nèi)部集成了tcp/ip協(xié)議棧，并且擴(kuò)展了tcp/ip at指令，使用戶利用該模塊開發(fā)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備變得非常簡(jiǎn)單方便。sim300是小體積即插即用模塊中完善的四頻gsm/gprs 解決方案使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面， 使得具備gsm/gprs 850/900/1800/1900mhz功能的sim340以小尺寸和低功耗實(shí)現(xiàn)語音、sms、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。 sim340的優(yōu)良性能讓它應(yīng)用于許多方面，例如wll、m2m、手持設(shè)備等等。 四頻gsm/gprs

26、 模塊，外形尺寸40mm x33mm x2.85mm 支持用戶定制的mmi和鍵盤/lcd內(nèi)嵌強(qiáng)大的tcp/ip協(xié)議棧3.2鍵盤模塊設(shè)計(jì)我們采用34鍵盤實(shí)現(xiàn)輸入密碼解碼解除報(bào)警功能，并且可以用鍵盤模擬鎖門與未鎖門，開啟與關(guān)閉人體檢測(cè)功能與貴重物品報(bào)警系統(tǒng)。 連接mega16單片機(jī)控制聲光報(bào)警。具體電路圖如下圖所示圖3.1 鍵盤電路圖3.3煙霧檢測(cè)模塊煙霧報(bào)警器，別稱火災(zāi)煙霧報(bào)警器、煙霧傳感器、煙霧感應(yīng)器等。一般將獨(dú)立的， 實(shí)物產(chǎn)品 電池供電、或交流電供電電池為備電，現(xiàn)成報(bào)警時(shí)能發(fā)出聲光指示的，稱為獨(dú)立式煙霧報(bào)警器。由總線供電，總線上可以連接有多個(gè)，與火災(zāi)報(bào)警控制器聯(lián)網(wǎng)、通訊組成一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警

27、時(shí)現(xiàn)場(chǎng)無聲音，主機(jī)有聲光提示，這類感煙報(bào)警裝置一般稱之為感煙探測(cè)器。感煙探測(cè)器分帶地址編碼的、不帶地址編碼的。我們采用煙霧傳感器，每個(gè)宿舍安裝一個(gè)煙霧傳感器，它是通過監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的，當(dāng)有煙霧時(shí)它產(chǎn)生一個(gè)高電平，并將此高電平輸出給單片機(jī)，單片機(jī)得到高電平信號(hào)控制報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并使led燈發(fā)光。我們未采用現(xiàn)有的煙霧傳感器的模組。調(diào)試過程中我們嘗試過多種方案，如利用反相器等設(shè)計(jì)的方案，最終確定用該模塊實(shí)現(xiàn)煙霧檢測(cè)。最終設(shè)計(jì)的煙霧傳感器電路原理圖如下圖所示圖3.2 煙霧傳感器原理圖3.4人體檢測(cè)模塊題目要求我們檢測(cè)出宿舍人員的進(jìn)出情況并記錄人數(shù)，若只用兩個(gè)熱釋電人體紅外傳感器來

28、檢測(cè)并計(jì)數(shù)，由于它的反應(yīng)速度較慢，當(dāng)兩人或兩人以上同時(shí)進(jìn)入宿舍時(shí)它無法識(shí)別，因此，我們額外用了兩個(gè)紅外傳感器來計(jì)數(shù)?？紤]到以上情況，我們采用熱釋電人體紅外傳感器來識(shí)別是否有溫度變化（即是否進(jìn)出物是人），用紅外避障傳感器來統(tǒng)計(jì)出入人數(shù)。功能特點(diǎn) 1.全自動(dòng)感應(yīng)當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平。輸出低電平。 2.光敏控制(可選模塊預(yù)留有位置可設(shè)置光敏控制白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。光敏控制為可選功能,出廠時(shí)未安裝光敏電阻。如果需要請(qǐng)另行購買光敏電阻自己安裝。 3.兩種觸發(fā)方式l不可重復(fù)h可重復(fù)?？商€選擇默認(rèn)為h。不可重復(fù)觸發(fā)方式即感應(yīng)輸出高電平后延時(shí)時(shí)間一結(jié)束輸出將自

29、動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖健？芍貜?fù)觸發(fā)方式即感應(yīng)輸出高電平后在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動(dòng)其輸出將一直保持高電平直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))?？芍貜?fù)觸發(fā)方式即感應(yīng)輸出高電平后在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動(dòng)其輸出將一直保持高電平直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。4.具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置0.2秒)感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封

30、鎖時(shí)間在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)(感應(yīng)輸出時(shí)間和封鎖時(shí)間)兩者的間隔工作可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。 5.工作電壓范圍寬默認(rèn)工作電壓dc5v至20v6.微功耗靜態(tài)電流65微安特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。7.輸出高電平信號(hào)可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。人體檢測(cè)功能可關(guān)閉，需要時(shí)用鍵盤開啟。開啟時(shí)如果檢測(cè)到有人就開啟聲光報(bào)警。通過算法可使兩個(gè)紅外避障傳感器分辨人員進(jìn)、出兩種狀態(tài)。從而計(jì)算出宿舍人數(shù)。 當(dāng)宿舍人數(shù)為零，并且門已鎖時(shí)(可用鍵盤模擬)，開啟人體檢測(cè)，如果檢測(cè)到有人進(jìn)入，則進(jìn)行報(bào)警。熱釋電紅外傳感器原理圖如下圖3.3所示圖3

31、.3 熱釋電紅外傳感器原理圖3.5顯示模塊設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)中，利用lcd12864液晶顯示模組作為顯示模塊，利用鍵盤相應(yīng)按鍵顯示時(shí)間、人數(shù)、人員的進(jìn)出情況、煙霧檢測(cè)情況以及輸入密碼解警情況。該模塊具有計(jì)數(shù)、狀態(tài)顯示、時(shí)間顯示等功能。 帶中文字庫的128x64 是一種具有4 位/8 位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體 中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192 個(gè)16*16 點(diǎn)漢字，和128 個(gè)16*8 點(diǎn)ascii 字符 集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示84 行1616 點(diǎn) 陣的

32、漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。引腳圖如圖3.4所示圖3.4 lcd12864引腳圖表3-1 lcd12864的引腳引腳名稱功能備注1gnd液晶供電。必須連接，否則液晶不工作。2vcc液晶供電。必須連接，否則液晶不工作。3nc無連接。4rs（cs）5rw（std）6en（sclk）7db0并行數(shù)據(jù)位。串行中不使用。8db1并行數(shù)據(jù)位。串行中不使用。9db2并行數(shù)據(jù)位。串行中不使用。10db3并行數(shù)據(jù)位。串行中不使用。11d

33、b4并行數(shù)據(jù)位。串行中不使用。12db5并行數(shù)據(jù)位。串行中不使用。13db6并行數(shù)據(jù)位。串行中不使用。14db7并行數(shù)據(jù)位。串行中不使用。15psb16nc17/rst18nc19vcc_led背光供電?？梢圆贿B接，不使用背光。20gnd_led背光供電?？梢圆贿B接，不使用背光。表3-2 lcd12864的引腳功能 引腳 引腳功能gnd液晶gnd。這是給液晶工作供電的，不正常會(huì)不能正常的顯示。vcc液晶vcc。這是給液晶工作供電的，不正常會(huì)不能正常的顯示。vo液晶對(duì)比度調(diào)整端。需要輸入一個(gè)電壓信號(hào)控制液晶的灰度。不連接或是連接不正常會(huì)不顯示。rs寄存器選擇位。1-數(shù)據(jù)寄存器；0-指令寄存器。r

34、w讀寫信號(hào)位。1-讀信號(hào)；0-寫信號(hào)。en液晶使能位。1-使能液晶；0-禁止液晶操作。d0數(shù)據(jù)傳輸位0。d1數(shù)據(jù)傳輸位1。d2數(shù)據(jù)傳輸位2。d3數(shù)據(jù)傳輸位3。d4數(shù)據(jù)傳輸位4。d5數(shù)據(jù)傳輸位5。d6數(shù)據(jù)傳輸位6。d7數(shù)據(jù)傳輸位7。vcc背光vcc。如果連接不正常會(huì)導(dǎo)致液晶背光不亮，但是不影響液晶顯示。可以不連接。gnd背光gnd。如果連接不正常會(huì)導(dǎo)致液晶背光不亮，但是不影響液晶顯示?？梢圆贿B接。基本特性（1）低電源電壓（vdd:+3.0-+5.5v）（2）顯示分辨率:12864 點(diǎn)（3）內(nèi)置漢字字庫，提供8192 個(gè)1616 點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選)（4）內(nèi)置128 個(gè)168 點(diǎn)陣字符（5）2m

35、hz 時(shí)鐘頻率（6）顯示方式：stn、半透、正顯（7）驅(qū)動(dòng)方式：1/32duty，1/5bias（8）視角方向：6 點(diǎn)（9）背光方式：側(cè)部高亮白色led，功耗僅為普通led 的1/51/10（10）通訊方式：串行、并口可選（11）內(nèi)置dc-dc 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓（12）無需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)（13）工作溫度: 0 - +55 ,存儲(chǔ)溫度: -20 - +603.6提示鎖門模塊設(shè)計(jì) 當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)宿舍無人時(shí)，由內(nèi)部程序控制麥克發(fā)出報(bào)警，提示鎖門，鎖門后即使宿舍無人也不會(huì)報(bào)警，鍵盤可模擬是否鎖門與解除報(bào)警器。3.7貴重物品檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) 金屬傳感器金屬傳感器按工作原理分大致可以分為以下三

36、類：利用電磁感應(yīng)高頻振蕩型，使用磁鐵磁力型和利用電容變化電容型。接近傳感器可以不與目標(biāo)物實(shí)際接觸情況下檢測(cè)靠近傳感器金屬目標(biāo)物。按檢測(cè)方法分：所有金屬型：相同檢測(cè)距離內(nèi)檢測(cè)任何金屬。有色金屬型：主要檢測(cè)鋁一類有色金屬。通用型：主要檢測(cè)黑色金屬(鐵)。 非接觸檢測(cè)，避免了對(duì)傳感器自身和目標(biāo)物損壞。無觸點(diǎn)輸出，操作壽命長。有水或油噴濺苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測(cè)。反應(yīng)速度快。 小型感測(cè)頭，安裝靈活。 接近傳感器原理：電容式接近傳感器由高頻振蕩器和放大器等組成，由傳感器檢測(cè)面與外界構(gòu)成一個(gè)電容器，參與振蕩回路工作，起始處于振蕩狀態(tài)。當(dāng)物體接近傳感器檢測(cè)面對(duì)，回路電容量發(fā)生變化，使高頻振蕩器振蕩。振蕩與停振

37、這二種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)經(jīng)放大器轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制開關(guān)信號(hào)。高頻振蕩型接近傳感器工作原理：電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。振蕩器傳感器檢測(cè)面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，金屬中產(chǎn)生渦流吸收了振蕩器能量，使振蕩減弱停振。振蕩器振蕩及停振這二種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制開關(guān)信號(hào)，經(jīng)功率放大后輸出。通用型接近傳感器工作原理：振幅變化程度隨目標(biāo)物金屬種類不同而不同，檢測(cè)距離也隨目標(biāo)物金屬種類不同而不同。所有金屬型傳感器工作原理：所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型。和普通型一樣，它也有一個(gè)振蕩電路，電路中因感應(yīng)電流目標(biāo)物內(nèi)流動(dòng)引起能量損失影響到振蕩

38、頻率。目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，目標(biāo)物金屬種類如何，振蕩頻率都會(huì)提高。傳感器檢測(cè)到這個(gè)變化并輸出檢測(cè)信號(hào)。有色金屬型傳感器工作原理：有色金屬傳感器基本上屬于高頻振蕩型。它有一個(gè)振蕩電路，電路中因感應(yīng)電流目標(biāo)物內(nèi)流動(dòng)引起能量損失影響到振蕩頻率變化。當(dāng)鋁或銅之類有色金屬目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，振蕩頻率增高；當(dāng)鐵一類黑色金屬目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，振蕩頻率降低。振蕩頻率高于參考頻率，傳感器輸出信號(hào)。3.8單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)熟悉運(yùn)用mega16單片機(jī)，并運(yùn)用mega16作為本次設(shè)計(jì)的核心。設(shè)計(jì)本次系統(tǒng)atmega16是基于增強(qiáng)的avr risc結(jié)構(gòu)的低功耗8 位cmos微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行

39、時(shí)間，atmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 mips/mhz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。 atmega16 avr 內(nèi)核具有豐富的指令集和32 個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元(alu) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的cisc 微控制器最高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 atmega16有如下特點(diǎn):16k字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即rww)，512字節(jié)eeprom，1k字節(jié)sram，32個(gè)通用i/o口線，32個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的jtag接口，支持片內(nèi)調(diào)試與

40、編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(t/c),片內(nèi)/外中斷，可編程串usart，有起始條件檢測(cè)器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益(tqfp封裝)的adc，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè)spi串行端口，以及六個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。工作于空閑模式時(shí)cpu停止工作，而usart、兩線接口、a/d轉(zhuǎn)換器、sram、t/c、spi端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行，允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)；adc噪聲抑制模式時(shí)終止cpu和除了異

41、步定時(shí)器與adc以外所有i/o模塊的工作，以降低adc轉(zhuǎn)換時(shí)的開關(guān)噪聲；standby模式下只有晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)能力；擴(kuò)展standby模式下則允許振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。atmega16是以atmel 高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)生產(chǎn)的。片內(nèi)isp flash 允許程序存儲(chǔ)器通過isp 串行接口，或者通用編程器進(jìn)行編程，也可以通過運(yùn)行于avr 內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進(jìn)行編程。引導(dǎo)程序可以使用任意接口將應(yīng)用程序下載到應(yīng)用flash存儲(chǔ)區(qū)(applicationflash memory)。在更新應(yīng)用flash存儲(chǔ)區(qū)時(shí)引導(dǎo)fla

42、sh區(qū)(boot flash memory)的程序繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了rww 操作。 通過將8 位risc cpu 與系統(tǒng)內(nèi)可編程的flash 集成在一個(gè)芯片內(nèi)，atmega16 成為一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的解決方案。atmega16 具有一整套的編程與系統(tǒng)開發(fā)工具，包括：c 語言編譯器、宏匯編、 程序調(diào)試器/ 軟件仿真器、仿真器及評(píng)估板。atmega16單片機(jī)有三種形式的封裝：40腳雙列直插pdip、44腳方形的tqfp和mlf形式（貼片形式）。其外部引腳封裝如圖3.5所示圖3.5 atmage16 外部引腳與封裝示意圖其中，各個(gè)引腳的功能如下: vcc:

43、芯片供電（片內(nèi)數(shù)字電路電源）輸入引腳，使用時(shí)連接到電源正極。 avcc：為端口a和片內(nèi)adc模擬電路電源輸入引腳。不使用adc時(shí)，直接連接到電源正極；使用adc時(shí)，應(yīng)通過一個(gè)低通電源濾波器與vcc連接。 aref：使用adc時(shí)，可作為外部adc參考源的輸入引腳。 gnd: 芯片接地引腳，使用時(shí)接地。 xtal2：片內(nèi)反相振蕩放大器的輸出端。 xtal1：片內(nèi)反相振蕩放大器和內(nèi)部時(shí)鐘操作電路的輸入端。reset：reset為芯片復(fù)位輸入引腳。在該引腳上施加（拉低）一個(gè)最小脈沖寬度為1.5us的低電平,將引起芯片的硬件復(fù)位（外部復(fù)位）。 i/o引腳，分成pa、pb、pc和pd四個(gè)8位端口，他們?nèi)?/p>

44、是可編程控制的雙（多）功能復(fù)用的i/o引腳（口）。 四個(gè)端口的第一功能是通用的雙向數(shù)字輸入/輸出（i/o）口，其中每一位都可以由指令設(shè)置為獨(dú)立的輸入口，或輸出口。當(dāng)i/o設(shè)置為輸入時(shí)，引腳內(nèi)部還配置有上拉電阻，這個(gè)內(nèi)部的上拉電阻可通過編程設(shè)置為上拉有效或上拉無效。 如果avr的i/o口設(shè)置為輸出方式工作，當(dāng)其輸出高電平時(shí)，能夠輸出20ma的電流，而當(dāng)其輸出低電平時(shí)，可以吸收40ma的電流。因此avr的i/o口驅(qū)動(dòng)能力非常強(qiáng)，能夠直接驅(qū)動(dòng)led發(fā)光二極管、數(shù)碼管等。而早期單片機(jī)i/o口的驅(qū)動(dòng)能力只有5ma，驅(qū)動(dòng)led時(shí)，還需要增加外部的驅(qū)動(dòng)電路和器件。 芯片reset復(fù)位后，所有i/o口的缺省狀

45、態(tài)為輸入方式，上拉電阻無效，即i/o為輸入高阻的三態(tài)狀態(tài)。 其中mega16具有16kb系統(tǒng)內(nèi)可編程flash的8位avr微控制器高性能、低功耗的 8 位 avr® 微處理器先進(jìn)的risc結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)單指令結(jié)構(gòu)） 131 條指令 大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期32 個(gè)8 位通用工作寄存器- 計(jì)數(shù)/定時(shí)器：2個(gè)8位，1個(gè)16位 全靜態(tài)工作 工作于16 mhz 時(shí)性能（最大吞吐量）高達(dá)16 mips 只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器 非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 16k 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 flash + 512 字節(jié)的eeprom（電可擦除可編程rom）擦寫壽命: 10,000 次

46、 具有獨(dú)立鎖定位的可選boot 代碼區(qū)通過片上boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程真正的同時(shí)讀寫操作擦寫壽命: 100,000 次1k 字節(jié)的片內(nèi)sram 可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密 jtag 接口( 與ieee 1149.1標(biāo)準(zhǔn)兼容 ) 符合jtag標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能 支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能 通過jtag接口實(shí)現(xiàn)對(duì) flash、eeprom、熔絲位和鎖定位的編程 外設(shè)特點(diǎn) 兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器 一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器rtc 四通道pwm8路 10 位adc8 個(gè)單端通道tqfp 封裝

47、的7 個(gè)差分通道2個(gè)具有可編程增益 （1x, 10x, 或200x）的差分通道 面向字節(jié)的兩線接口 兩個(gè)可編程的串行usart 可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的 spi串行接口 具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器（watchdog） 片內(nèi)模擬比較器 特殊的處理器特點(diǎn) 上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè) 片內(nèi)經(jīng)過標(biāo)定的rc 振蕩器 片內(nèi)/片外中斷源（共有21個(gè)中斷源）6種睡眠模式 : 空閑模式、adc噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、standby 模式以及擴(kuò)展的standby 模式 i/o和封裝 32 個(gè)可編程的i/o口40 引腳pdip封裝 , 44 引腳 tqfp 封裝,與 44 引腳mlf封裝 工

48、作電壓: atmega16l：2.7 - 5.5vatmega16：4.5 - 5.5v 速度等級(jí) 0 - 8 mhz atmega16l 0 - 16 mhz atmega16 atmega16l在 1 mhz, 3v, 25c時(shí)的功耗 正常模式: 1.1 ma 空閑模式: 0.35 ma最小系統(tǒng)原理如圖下所示圖 3.6 avr單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖第四章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用c語言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。程序在windows 環(huán)境下采用arm1138編程開發(fā)環(huán)境下編寫，可實(shí)現(xiàn)宿舍內(nèi)人員的進(jìn)出情況檢測(cè)以及人數(shù)記錄、煙霧檢測(cè)、聲光報(bào)警、異地監(jiān)控、輸入密碼解警、宿舍無人提示鎖門、記

49、錄安防情況等功能。 4.1 軟件總流程圖4.2 主程序流程圖第五章測(cè)試系統(tǒng)與誤差分析5.1煙霧傳感器煙霧傳感器內(nèi)部有一個(gè)加熱絲，加熱一段時(shí)間后才會(huì)有反應(yīng)，即需要預(yù)熱，預(yù)熱后，當(dāng)有煙霧時(shí)就會(huì)輸出高電平，煙霧散去則輸出低電平。測(cè)量情況如表1：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，由于我們采用的比較器基準(zhǔn)電壓由tl431提供，最小值為2.5v,我們將可變電阻調(diào)到了40k左右。表5-1 煙霧傳感器測(cè)試煙霧傳感器的輸出端與接地端之間的電阻檢測(cè)氣體種類輸出電壓變化范圍1k普通煙霧0.05v-0.90v火機(jī)里的液化氣0.o5v-4.86v10k普通煙霧0.73v-2.10v火機(jī)里的液化氣0.73v-4.92v30k普通煙霧1.16

50、v-2.72v火機(jī)里的液化氣1.16v-4.97v40k普通煙霧1.72v-3.13v火機(jī)里的液化氣1.72v-4.98v50k普通煙霧2.28v-3.13v火機(jī)里的液化氣2.28v-4.96v70k普通煙霧3.39v-4.42v火機(jī)里的液化氣3.39v-4.98v5.2熱釋電人體紅外傳感器測(cè)試熱釋電傳感器模塊上有兩個(gè)電位器，一個(gè)可以調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間，另一個(gè)可以調(diào)節(jié)測(cè)試距離。經(jīng)過五次測(cè)量取平均值，我們測(cè)試的數(shù)據(jù)如表5-2： 表5-2 熱釋電紅外傳感器測(cè)試熱釋電紅外人體與正前方的夾角可檢測(cè)的最大距離可檢測(cè)的最小距離延時(shí)時(shí)間調(diào)節(jié)兩個(gè)電位器0633cm180cm1.75s15583cm164cm1.83

51、s30555cm142cm1.79s45486cm130cm1.81s60度以上檢測(cè)不到5.3光電傳感器測(cè)試給紅外接近開關(guān)加5v電壓，適當(dāng)拉近或遠(yuǎn)離反射物體，調(diào)整電位器的大小，使得紅外接近開關(guān)在一定范圍內(nèi)能檢測(cè)到反射物體。經(jīng)調(diào)整，傳感器測(cè)到反射物體的有效距離及傳感器相應(yīng)角度，如表5-3： 表5-3 紅外接近傳感器測(cè)試所加電壓檢測(cè)平均最小距離檢測(cè)平均最大距離次數(shù)533cm45cm10731cm100cm10938cm110cm10總結(jié)，雖說規(guī)定該傳感器工作電壓為5v,但是經(jīng)我們檢測(cè)，符合安全標(biāo)準(zhǔn)的最佳工作電壓在7v左右，因此我們采用7v電壓供電。設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了題目的基本要求，發(fā)揮部分也大部

52、分實(shí)現(xiàn)了功能。通過不斷的硬件試驗(yàn)和程序調(diào)試，宿舍防盜防火報(bào)警系統(tǒng)能較好的按照題目的要求運(yùn)行。期間我們也遇到了很多問題。曾不斷調(diào)試煙霧傳感器的精確度，讓其達(dá)到比較精確地目的。由于時(shí)間緊，工作量大，加之經(jīng)驗(yàn)不足，水平有限，系統(tǒng)還存在很多需要改進(jìn)的地方。本次競(jìng)賽極大地鍛煉了我們各方面的能力，讓我們懂得了合作的重要性與思維的無限性。雖然我們遇到了很多困難與障礙，但是總體上成功與挫折交織，困難與希望并存，今后我們將繼續(xù)努力，爭(zhēng)取更大進(jìn)步。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及

53、電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種色彩的合理選擇，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求。 提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來，也必然會(huì)讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。致 謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里要感謝我的導(dǎo)師翟紅藝?yán)蠋?。她平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是翟老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了翟紅藝?yán)蠋煹膶I(yè)水平外，她的