基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的家居安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

1、摘要：本設(shè)計(jì)主要研究一種基于單片機(jī)系統(tǒng)的成本較低、操作簡(jiǎn)單靈活并適合舊居改造的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的家居遠(yuǎn)程安全防衛(wèi)控制方案，結(jié)合普通使用家庭的基中國(guó)論文網(wǎng) 本情況，采用無(wú)線的身體探測(cè)部分，無(wú)線門(mén)磁部分，自動(dòng)撥打報(bào)警部門(mén)，時(shí)鐘部分，液晶顯示部分，除此之外，還可以根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需要和選擇增加無(wú)限氧化碳的探測(cè)部分，無(wú)線溫感部分等，能夠?qū)崿F(xiàn)后期的系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；家居安防；at89s51；無(wú)線遠(yuǎn)程控制中圖分類(lèi)號(hào)：tu855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1671-7597（2012）0120098-010 引言當(dāng)前，我國(guó)大部分的城市人群仍居住在普通的住宅小區(qū)，小區(qū)住戶(hù)雖然有老式的對(duì)講裝置和安全防盜門(mén)，

2、但是科技高速發(fā)展的今天，安全防御方面還是具有局限性，安全隱患非常大，所以現(xiàn)在的消費(fèi)者更愿意從本源上加固家居的安防控制系統(tǒng)。鑒于上述原因，本文主要實(shí)現(xiàn)了一種利用基于單片機(jī)的無(wú)線遠(yuǎn)程控制智能家居安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使用模塊化設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)這種形式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)不但能夠保證它的通用性，還可以便于系統(tǒng)的維護(hù)。1 安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)無(wú)線智能預(yù)警系統(tǒng)的組成部分有警報(bào)主機(jī)和各項(xiàng)前沿探測(cè)裝置。各個(gè)探測(cè)裝置形成一個(gè)預(yù)防區(qū)域，一旦出現(xiàn)非法侵入，火災(zāi)突發(fā)等警情，甚至家中有人生病緊急求救都會(huì)及時(shí)觸發(fā)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)裝置，安裝在家中的警報(bào)主機(jī)會(huì)馬上把警報(bào)信號(hào)發(fā)送到主人設(shè)置的電話號(hào)碼上，假設(shè)都沒(méi)回應(yīng)，還會(huì)以其它形式，例如：email

3、、qq等交流手段進(jìn)行提醒，使主人能夠隨時(shí)監(jiān)聽(tīng)到這些信息；控制系統(tǒng)的總框架圖如1所示。住戶(hù)住宅有些警報(bào)可以獨(dú)立地利用用戶(hù)單元報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)家電設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。在上述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各個(gè)住戶(hù)的家庭主機(jī)都是使用單片機(jī)組裝的，各個(gè)家庭主機(jī)都要和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向通信，用來(lái)傳輸各警報(bào)傳感器在現(xiàn)場(chǎng)撲捉的報(bào)警信號(hào)，同時(shí)被上位機(jī)時(shí)操控，這種方式就是多機(jī)的通信方式。因?yàn)楦鱾€(gè)報(bào)警信號(hào)都是由單片機(jī)傳輸給上位機(jī)，使用以往的主機(jī)和從機(jī)的傳輸方式會(huì)非常麻煩，還不能滿足需求。本文搭建了一個(gè)新式的網(wǎng)絡(luò)形式，也就是多個(gè)主機(jī)的通信方式，各個(gè)主要的控制機(jī)器都可以變成主機(jī)，能夠直接向上位機(jī)傳送信息或者命令，同時(shí)接收上位機(jī)的回饋。

4、1.1 無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的工作頻率為315m，使用音感諧振器saw穩(wěn)定頻率，若能很好的穩(wěn)定頻率，遇到環(huán)境溫度在零下25到零上85度之間轉(zhuǎn)化時(shí)，頻漂只有3ppm/度。對(duì)于發(fā)多收少的無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射系統(tǒng)非常適用。聲音諧振器發(fā)出的頻率穩(wěn)定度只比晶體稍遜一籌，但是普通的lc振蕩器頻率穩(wěn)定程度和統(tǒng)一性能非常差，即便使用高性能的細(xì)微調(diào)控電容，溫度差別和振動(dòng)都無(wú)法確保已經(jīng)調(diào)好的頻率點(diǎn)不能發(fā)生位置偏移。無(wú)線遠(yuǎn)程發(fā)送模塊沒(méi)有設(shè)置編碼集合電路，而是增設(shè)了一個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)制用的三極管q1，這樣的架構(gòu)會(huì)讓它非常便捷的與別的固有的編碼電路、流動(dòng)碼電路和單片機(jī)對(duì)接，而不用對(duì)編碼電路的工作壓強(qiáng)和輸出幅度數(shù)據(jù)值

5、的大小加以考慮。無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊具備寬泛的工作壓強(qiáng)范圍312v，如電壓發(fā)生改變則發(fā)送頻率基本持平，與發(fā)送模塊配套的接收模塊沒(méi)有任何變化就可以穩(wěn)定的接收。當(dāng)發(fā)送電壓為3v時(shí)，空地發(fā)送距離為20至50米，發(fā)送功耗很小，當(dāng)電壓是5v時(shí)，大概有100到200米，當(dāng)電壓是9v時(shí)大概有300到500米，當(dāng)發(fā)送電壓是12v時(shí)，就是最好的工作壓降為最佳工作電壓，會(huì)有很高的發(fā)送效力，發(fā)送電流為60ma，空曠地發(fā)送距離700到800米，發(fā)送功率大概500uw。如電壓大于12v時(shí)功率增加，發(fā)送有效的功率不能顯著提升。無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊使用功ask方式調(diào)制，用來(lái)降低功率，一旦數(shù)據(jù)訊號(hào)終止時(shí)，發(fā)送電流降為0時(shí)，則

6、單片機(jī)串行口發(fā)送端口的txd可以使用電阻或者和無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊輸入端直接連接。1.2 無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收電路采用下圖2所示一款超外差無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收模塊。從上圖看出，無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收模塊從對(duì)外天線接收到信號(hào)經(jīng)由c10耦合到l2、c11形成的選頻網(wǎng)絡(luò)通過(guò)電阻變換后輸入rx3310a里的高頻放大器14腳輸入端，通過(guò)經(jīng)芯片里的高頻放大后（增益為15-20db）的訊號(hào)再通過(guò)混頻器和本機(jī)振蕩信號(hào)（316.8m）混頻，形成1.8m的中頻信號(hào)，這個(gè)中頻信號(hào)通過(guò)內(nèi)部中頻放大后經(jīng)過(guò)第3腳輸出，之后進(jìn)入比較器放大調(diào)整，到最后數(shù)據(jù)將從第8腳輸出，也可以直接或者通過(guò)電阻和單片機(jī)串口接收端rxd相連。

7、1.3 無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊與單片機(jī)接口電路無(wú)線數(shù)據(jù)的接收端口模塊和單片機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)銜接時(shí)應(yīng)該設(shè)置電氣隔離電路，這樣可以保證接收模塊免受到不必要的電磁干擾。本設(shè)計(jì)的波特率全部設(shè)置為2.4kbs，以保證通訊正常。無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳收發(fā)模塊和單片機(jī)，還有計(jì)算機(jī)在綜合使用時(shí)，單片機(jī)或者微機(jī)的時(shí)鐘可能會(huì)干擾沒(méi)有很好的布局的電路，甚至使數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳輸距離驟減，一般而言這種通訊方式下的傳輸距離在200米以?xún)?nèi)為宜，但是通過(guò)中繼器能達(dá)到1000米的距離，這對(duì)于老百姓的居住小區(qū)是非常夠用的。1.4 無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳收發(fā)模塊與串drs-232的接口電路設(shè)計(jì)rs-232一般是用來(lái)給pc系統(tǒng)的某些重要的數(shù)據(jù)終端的設(shè)備和數(shù)據(jù)電路的終接

8、設(shè)備之間的電氣性能定義的。例如顯示器crt、打印機(jī)串口與cpu的通信一般用到得是rs-232接口，也有一部分用的是u扣。本例中的單片機(jī)與上位機(jī)的通信也是采用這種接口類(lèi)型，因?yàn)楹?jiǎn)單實(shí)用性很強(qiáng)。我們知道任何單片機(jī)都有一個(gè)全雙工的串行通訊接口，因此本案中采用的單片機(jī)用rs一232進(jìn)行串行接口的總線排布是非常方便。在設(shè)計(jì)此處的數(shù)據(jù)通訊接口時(shí)，根據(jù)需要來(lái)選擇標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)串口接口，并考慮到傳輸?shù)慕橘|(zhì)和高低電平轉(zhuǎn)換等一系列問(wèn)題。當(dāng)單片機(jī)和計(jì)算機(jī)通信時(shí)，我們通常采用rs-232的接口來(lái)進(jìn)行高低電平的轉(zhuǎn)換。2 結(jié)束語(yǔ)本系統(tǒng)以at89s51單片機(jī)為核心，不用對(duì)電話網(wǎng)進(jìn)行任何改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)防點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和語(yǔ)音報(bào)警。使用功能完備、市場(chǎng)評(píng)價(jià)高、價(jià)格低廉的芯片，使用公共電話線路當(dāng)作信息傳輸?shù)拿浇?。這種方式可以讓機(jī)器所受干擾很小，錯(cuò)誤報(bào)警率低，適用區(qū)域比較寬泛。只要有公共電話的區(qū)域報(bào)警信息都能夠傳輸?shù)?，不因距離受影響。高效的使用公用電話線路這種普遍的優(yōu)點(diǎn)可以很大程度上減少成本，進(jìn)而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，提高可靠性。參考文獻(xiàn)：1