畢業(yè)設計（論文）開題報告家居實用報警系統(tǒng)的設計

1、 南廣學院畢業(yè)設計(論文)開題報告學 生 姓 名： 學 號：專 業(yè)：信息技術系設計(論文)題目：家居實用防盜報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)指 導 教 師: 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告文 獻 綜 述家庭報警系統(tǒng)的硬件設計主要由報警主機、前端感應器、遙控器和警鈴組成。前端感應器包括各種報警探頭,主要負責收集各種非正常入侵或危險信號,并將所收集到的信號反饋給報警主機。報警主機負責向用戶指定方向發(fā)送報警信息,報警信息可發(fā)送方向包括手機、座機、尋呼機、小區(qū)保安中心等。當有報警數(shù)據(jù)信息從主機報警信號輸入接口輸入,主機cpu 被喚醒,從休眠狀態(tài)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)。cpu 接收完整數(shù)據(jù)幀并進行校驗,排除誤報干擾。

2、發(fā)現(xiàn)是真實報警后進入報警循環(huán)。主機檢測到市話線路撥號音正常,開始撥號連接。cpu 啟動語音錄放電路反復播放語音報警信息直到被叫掛機或被叫開始執(zhí)行遠程操作。遙控器即鍵盤顯示，用于對系統(tǒng)的布防、撤防和緊急情況下的手動報報警等操作。警鈴主要用于非正常入侵發(fā)生時于現(xiàn)場對盜賊的震嚇及通知周圍住戶。家庭安防系統(tǒng)前端感應器控制的重點應是犯罪分子侵入家庭主要途徑門和窗。住戶可以在入戶門上安裝門磁感應器,報警鎖等。在每套房的窗口或陽臺安裝主動紅外感應探頭玻璃破碎感應器等。由于撬門、撬窗引起的感應器磁場破壞、玻璃振動、破碎或盜匪進入時造成的主動紅外線被阻斷都會引起系統(tǒng)的報警。對于安全要求較高的部位或主要通道可以安

3、裝紅外探頭。紅外探頭是通過探測人體的溫度和物體移動來確定非法侵入,安全性更高。但同時也存在一個問題,如風吹動窗簾、家里的寵物進入設防區(qū)域和現(xiàn)場溫度過高等情況都會引起系統(tǒng)報警。所以安裝紅外探頭應盡量使防范區(qū)域避開可能活動的物體,如空調(diào)、窗等。對于家中有寵物的用戶應按照寵物重量選用相應規(guī)格的具有防寵物功能的紅外探頭,這樣可以減少因系統(tǒng)誤報而引起的麻煩。如有盜匪撬門、撬窗或非法進入設防區(qū)域,報警探頭會即刻將此信息傳輸給家庭報警主機,報警主機將此信息傳輸?shù)接脩纛A先指定的手機、座機或小區(qū)保安中心等同時可觸發(fā)警鈴。用戶手機或座機所接收的信息可以是預先錄制的語音信息,這會明確地提示意外情況所出現(xiàn)的位置。 家

4、庭智能遠程報警系統(tǒng)還能針對家庭中可能出現(xiàn)的火災、燃氣泄漏等危險情況的報警。 燃氣泄漏感應探頭安裝于廚房當出現(xiàn)燃氣泄漏時,現(xiàn)場燃氣達到一定濃度,感應器立即 將此信號通過家庭主機傳輸?shù)綀缶行?。對火災的發(fā)生一般是通過煙感探頭監(jiān)控, 當現(xiàn) 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告場煙霧達到一定濃度后,感應器立即將此信號通過家庭主機傳輸?shù)綀缶行摹＿@樣可以避免因意外情況發(fā)生時不能及時發(fā)現(xiàn)和處理而引起的損失。家庭報警主機一般都同時具有幾個有線防區(qū)和無線防區(qū),分別用于連接有線報警探頭和無線報警探頭。對于房間內(nèi)已裝修的用戶來說無線報警探頭至報警主機無需線纜連接,安裝方便且不影響美觀,但容易受外界因素影響,系統(tǒng)

5、誤報率相對于有線系統(tǒng)為高。有線報警系統(tǒng)誤報率較低但由探頭至報警主機需要有線纜連接,這對未預先埋設線纜的用戶來說,明敷的線纜會影響室內(nèi)裝修的美觀。所以在系統(tǒng)設計時應預先考慮這個問題。家庭電子安防系統(tǒng)的設置和日常操作十分簡便。對于新安裝的系統(tǒng)通過家庭報警主機對系統(tǒng)進行初始化設置,主要包括,對所有前端感應器進行分區(qū)設置防區(qū)類型可歸納為下面三類: 不可撤防防區(qū):任何時候觸發(fā)都有效。如緊急按鈕、消防的煙霧傳感器和氣體泄漏傳感器等?？沙贩啦谎訒r防區(qū):家庭成員回家后可撤防,離家時布防;一觸發(fā)立即有效。如防盜的紅外線傳感器、窗磁傳感器等。可撤防延時防區(qū):家庭成員回家后可撤防,離家時布防;當觸發(fā)后延時一段時間才

6、有效,在這段時間內(nèi)可撤防。如防盜的門磁傳感器;針對每個分區(qū)預先錄制報警語音提示;設置報警電話號碼序列;設置系統(tǒng)控制密碼等。對系統(tǒng)的日常操作一般是通過隨身攜帶的遙控器進行。當用戶離家時對系統(tǒng)設防,回家時先用遙控器撤防以免開門引起報警。對于用戶忘記帶遙控器或離家時忘記布防的情況,用戶可以通過電話對系統(tǒng)遠程布防和撤防。本課題設計側重于安防的思路， 而是家庭信息化的整體解決方案。本系統(tǒng)既有防盜的功能， 還具有防火防盜的功效。本系統(tǒng)的特點是使用遠程電話語音通知家庭主人，并在家中無人的時候模擬出家中有人一樣的環(huán)境， 起到迷惑小偷的目的，使其主動放棄偷盜。系統(tǒng)實現(xiàn)的功能有，當家里傳感器感受到信息時系統(tǒng)自動撥

7、號通知主人； 當有陌生人進入家里時， 系統(tǒng)自動發(fā)電話通知主人； 主人可以在回家前發(fā)電話給系統(tǒng)將需要的家用電器自動打開。畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告參考書目：1蘇小會,徐淑萍, 譚寶成. 智能住宅報警監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)m. 微計算機信息, 20042 楊恢先等.單片機原理及應用m.北京:國防工業(yè)出版社,2003.33 趙亮等.單片機c語言編程與實例m.北京:人民郵電出版社,2003.34 何英等.protel99入門與應用m.北京:機械工業(yè)出版社,2001.15 李廣弟.單片機技術m.北京：中央廣播電視大學出版社，2001年.6李剛等編.51系列單片機系統(tǒng)設計與應用技巧m.北京:北京

8、航空航天大學出版社， 2004.17 張迎新.單片機微型計算機原理、應用及接口技術m.北京：國防工業(yè)出版社，1993年.8 雷旭,何萬強. 新型家用防盜報警系統(tǒng)m.現(xiàn)代電子技術，20039 孫傳友，孫曉斌，測控系統(tǒng)原理與設計m，北京航空航天大學出版社， 200710 徐晨，陳繼紅，王春明，徐慧，微機原理及應用m，高等教育出版社， 2006畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告2本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）一、總體硬件設計防火防盜防煤氣智能報警系統(tǒng)的硬件主要由8大部分組成: 傳感器檢測電路部分, 主控單元單片機,錄音電路， dtmf 撥號電路, 聲光報警電路, 鍵盤顯示電路

9、。該系統(tǒng)以感煙火災傳感器、紅外線防盜傳感器、co傳感器為檢測元件, 以89c51單片機為控制核心, 組成的一種自動防煤氣防火防盜報警系統(tǒng)。它可以通過多種方式進行報警和預警, 并借助電話等現(xiàn)代化通訊手段進行信息傳遞。系統(tǒng)有3種報警類型：煤氣報警、火災報警和非法侵入報警。溫度探測器感煙探測器紅外探測器co探測器放大低通濾波放大低通濾波放大低通濾波放大低通濾波at89c51錄音鍵盤及顯示聲光報警電話撥號a/da/da/da/d圖1 系統(tǒng)總框圖系統(tǒng)采用多傳感器電路檢測火災的發(fā)生和人體侵入,一旦出現(xiàn)火災或是出現(xiàn)非法侵入,傳感器檢測電路發(fā)出信號,向單片機申請中斷,單片機響應中斷后,啟動自動撥號電路,根據(jù)報

10、警類型的不同撥打不同的電話號碼,發(fā)送不同的報警信息。比如發(fā)生非法侵入的時候,系統(tǒng)自動撥打110,并在確認對方已摘機的情況下,啟動語音報警電路,報出非法入侵現(xiàn)場位置等信息。同時,它還可以撥打用戶事先預置的電話,直接向用戶報警。這些報警信息的內(nèi)容和電話號碼可以由用戶自己設置、存儲,還可以隨時修改。發(fā)生火災、煤氣泄漏的處理方式與此類同。本系統(tǒng)與電話機并聯(lián),只在報警期間占用電話線路,報警結束后與電話線路脫離,不影響電話的正常使用。畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告二、傳感器監(jiān)測電路1、（1）感煙火災探測器 該傳感器采用光電感煙探測器jtybgdsx3211，整個電路主要分為紅外脈沖發(fā)射部分和接收部

11、分。一旦發(fā)生火災, 煙霧中的細微顆粒將對紅外脈沖發(fā)生漫反射, 并變換成相應的電信號該信號由運放交流放大后, 經(jīng)比較器送單片機處理并報警。555震蕩電路紅外發(fā)射管光電接收三極管運算放大電路比較電路圖2 光電感煙火災探測器原理（2）溫度探測器： 溫度探測器使用數(shù)字溫度傳感器ds1820, 它是一種三腳塑封芯片，提供9位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度，數(shù)據(jù)經(jīng)過單線接口送入ds1820或從ds1820送出。因此主機cpu到ds1820僅需一根線（和地線）。ds1820的電源可以有數(shù)據(jù)本身提供而不需外部電源，因為每一ds1820在出廠時已經(jīng)給出了唯一序號，因此任意多個ds1820可以存放在同一條單線總線上。這

12、允許在許多不同的地方放置溫度傳感器。ds1820的測溫范圍從-55度到+125度，增量值為0.5度，可在1s內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。在本系統(tǒng)中, 溫度傳感器和煙霧傳感器一起實現(xiàn)火災檢測. 如果溫度和煙霧同時超標, 表示發(fā)生火災報警; 如只是一項超標, 表示參數(shù)異常, 只是預警。 預警與報警的區(qū)別主要在于發(fā)送的語音信箱不同, 預警時通知用戶溫度(或煙霧) 偏高, 以提醒用戶注意, 而報警則是通知用戶現(xiàn)場發(fā)生了火災。 溫度和煙霧信號合成的火災信號, 與鍵盤中斷信號共用89c51的int0外部中輸入端, 如圖3所示。畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告與門與門火災信號鍵盤中斷pt2.1int0圖 3

13、中斷信號連接示意圖 當現(xiàn)場溫度或煙霧出現(xiàn)超過設定值,或是有鍵盤操作時,觸發(fā)int0中斷,協(xié)調(diào)執(zhí)行火災及鍵盤中斷服務程序,在中斷服務程序中查詢pt2.0和pt2.1,若p2. 0 = 0, p2. 1 = 0,說明發(fā)生火災,則轉入火災處理程序,進行火災報警;若p2.0 = 0,p2.1 = 1,表示溫度異常,則轉入溫度處理程序,進行高溫預警;若p2.0 = 1,p2.1 = 0,表示煙霧異常,則轉入煙霧處理程序,進行煙霧預警;若p2.0 = 1,p2.1 = 1,表示有鍵盤操作,則轉入鍵盤處理程序,對用戶輸入的報警號碼等數(shù)字信息進行顯示后存儲。2、 遠紅外線防盜探測器 采用遠紅外線傳感器作為防盜

14、信號檢測手段,具有價格便宜、抗干擾性能好、工作范圍廣等優(yōu)點。該電路所產(chǎn)生的盜情信號接到89c51的int1外部中斷輸入端,當檢測范圍內(nèi)有人體活動時,檢測電路輸出一系列脈沖信號,引起int1中斷,系統(tǒng)執(zhí)行盜情中斷服務程序。在實際應用過程中,該傳感器可安裝于需要監(jiān)控的任何地方,并可通過開關設定為監(jiān)控和監(jiān)控解除2種工作狀態(tài)。防盜探測器電路由遠紅外線防盜探測器組成。在單片機內(nèi)部進行信號處理時,將探測到的紅外信號進行運算,檢測到傳感器端口的信號時,主機就會發(fā)出盜情報警信號,否則不予報警。3、co氣體探測器 一氧化碳傳感器mgs1100是一種新型的專門設計定位于家庭用途的co氣體檢測器。其結構特點是采用微

15、電子工藝，在傲型硅橋結構中嵌人的加熱器上制作一層sno薄膜，這種結構不僅使得sno薄膜對co氣體在很寬的溫度范圍內(nèi)都具有敏感性，且由于硅膜減少了熱傳導的熱損失，從而大大降低了功耗。該傳感器橫截面的封裝外形共有4個管腳， 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告兩個為加熱端，兩個為傳感器輸出端，通常加熱器及sno層的溫度與加熱電壓v、加熱電流i有關。在co氣體中，sno層電阻會隨co濃度增大而減小。傳感器不能暴露在高濃度的有害性氣體中，如揮發(fā)性有機溶劑、濃煙和氨氣等。co氣體探測器是采用mgs1100一氧化碳傳感器作為co敏感元件,對co響應的選擇性好具有靈敏度高、穩(wěn)定性好等特點。該傳感器主要作為

16、煤氣泄漏檢測,和上述的光電感煙探測器和溫度探測器結合使用。三、單片機at89系列單片機在內(nèi)部結構上基本相同，其中不同型號的單片機只不過在個別模塊和功能方面有些區(qū)別。at89c51單片機內(nèi)部硬件結構框圖如下圖所示。它由一個8位中央處理器（cpu）、一個256b片內(nèi)ram及4kb flash rom 、21個特殊功能寄存器、4個8位并行i/o口、兩個16位定時/計數(shù)器、一個串行i/o口以及中斷系統(tǒng)等部分組成，各功能部件通過片內(nèi)單一總線聯(lián)成一個整體，集成在一塊芯片上。圖4 at89c51單片機內(nèi)部結構框圖at89c51單片機內(nèi)部有256個字節(jié)的ram數(shù)據(jù)存儲器和4kb的閃存程序存儲器(flash)，

17、當不夠使用時，可分別擴展為64 kb外部ram存儲器和64 kb外部程序存儲器。它們的邏輯空間是分開的，并有各自的尋址機構和尋址方式。這種結構的單片機稱為哈佛型結構單片機。程序存儲器是可讀不可寫的，用于存放編好的程序和表格常數(shù)。數(shù)據(jù)存儲器是既可讀也可寫的，用于存放運算的中間結果，進行數(shù)據(jù)暫存及數(shù)據(jù)緩沖等。at89c51單片機對外部電路進行控制或交換信息都是通過i/o端口進行的。單片機的i/o端口分為并行i/o端口和串行i/o端口，它們的結構和作用并不相同。畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告四、 聲光報警系統(tǒng)報警裝置可使用聲光報警器，微處理器通過一只三極管驅(qū)動，就能獲得很好的效果。 當預防火

18、災時，高溫二極管發(fā)光預警；濃煙霧聲音報警；火災聲光報警。當防盜時，聲光報警。當煤氣泄露時，聲光報警。圖5 聲光報警原理圖五、鍵盤顯示及電話號碼預設本鍵盤采用4x4鍵盤。該部分電路的設計是采用清除鍵關閉該系統(tǒng)、復位鍵、數(shù)字鍵0-9，使用戶錄入電話號碼、確認鍵、錄音鍵共14個鍵。電話預設，按下預設功能鍵,開始輸入號碼,同時上面的液晶顯示屏顯示輸入的號碼,當輸完一個號碼后,按確定鍵。當一個號碼輸完后，開始記憶第二個號碼。六、dtmf撥號電路系統(tǒng)使用mk8870型dtmf撥號專用芯片,該芯片是行列式按鍵輸入芯片,即4條行線及4條列線組成16個按鍵,實踐證明該芯片不但具有行列式鍵盤輸入功能,而且與51系

19、列單片機具有良好的接口性能。畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告圖 6 dtmf撥號電路如圖6所示, 系統(tǒng)利用89c51 完成對撥號芯片的控制, 其中r8, c5為復位元件, 完成上電復位, jt1使用6mhz晶體。這里用p1口的8根線完成對撥號芯片的控制。電話號碼的撥出是利用控mk8870型dtmf撥號專用芯片的鍵盤行列輸入端r1r4和c1c4來實現(xiàn)的，采用的是雙音多頻撥號方式。首先要使相應的行線和列線接通一段時間,然后再斷開一段時間, 這樣芯片便將雙音多頻信號送到電話交換機網(wǎng)絡,實現(xiàn)電話撥號。自動摘機是遠程報警和接收電話的前提。程控電話交換機判斷電話線路是否摘機的根據(jù)是回路電流突然增大到

20、30a左右則認為電話已經(jīng)摘機，本電路就是據(jù)此而設計的。當有報警信號或者外界有電話打入，需要系統(tǒng)摘機接通電話時，單片機變高電平，使三極管導通，從而電話回路被接通，實現(xiàn)了自動摘機。當單片機為低電平時系統(tǒng)實現(xiàn)掛機。七、語音電路 語音電路在報警系統(tǒng)中錄制和播放用戶所要報警的語音信號，這些語音信號可由用戶自己預先錄制并能隨時修改。語音電路主要由單片機89c51和數(shù)字音頻錄放芯片isd1420構成。美國isd 公司利用其專利“直接模擬存儲技術” , 把模擬數(shù)據(jù)成功地存入半導體存儲器中。這種突破性的eeprom 存儲方法可以在每次取樣后, 將數(shù)據(jù)暫存在取樣保持電路中, 并最終將數(shù)據(jù)寫入eeprom 存儲單元

21、, 而不需要a/d 或d/a 的轉換。這也是isd 技術與其競爭對手在語音存儲技術上的最大差別。這種技術產(chǎn)生的效果: 比同等的數(shù)字存儲方式增加了集成度; 模擬數(shù)據(jù)的存儲是不揮發(fā)的, 因此可多次進畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告行錄放。在語音錄入時， 按住錄音鍵，開始錄音，錄完后松開錄音鍵，則停止錄音，并且保存為報警語音信號。八、電源系統(tǒng)本設計采用為單片機系統(tǒng)提供不間斷電源。在正常情況下，系統(tǒng)由交流電網(wǎng)供電，同時電池組處于浮充狀態(tài)，如果交流電供電中斷，由電池組供電。九、復位電路及晶振電路在每個用戶使用單片機實驗板之前，我們都得使單片機復位，使中央處理器cpu 以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)。51系列單片機的rst引腳是復位信號的輸入端。復位信號是高電平有效，持續(xù)時間要有24 個時鐘周期以上。例如：若m