基于AT89C2051的家用無線防盜報(bào)警器

基于AT89C2051的家用無線防盜報(bào)警器1?前言市場上的絕大部分家用防盜報(bào)警器采用現(xiàn)場聲光報(bào)警，既警示家人，也嚇阻小偷。報(bào)警器在現(xiàn)場報(bào)警，小偷很容易逃脫，存在再次作案的可能性，這是此類報(bào)警器的不足之處。本文針對以上問題 ，設(shè)計(jì)了一種非現(xiàn)場報(bào)警的無線防盜報(bào)警裝置。報(bào)警器采用紅外攝像頭進(jìn)行監(jiān)控以檢測房間內(nèi)是否有人闖入。 報(bào)警信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)絻蓚€(gè)地方：第一，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)采集和圖像處理，將采集到的視頻信號(hào)存儲(chǔ)，并將有人闖入的信息通過無線發(fā)射模塊發(fā)射信號(hào)，提醒主人家里發(fā)生了被盜事件。無線模塊采用PT2262和PT2272組成,并設(shè)計(jì)了高增益信號(hào)放大器，傳輸距離可以達(dá)到3Km,因而，主人在3Km距離范圍內(nèi)都可以接收到信號(hào)。第二，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，將計(jì)算機(jī)采集到的信號(hào)傳輸?shù)疆?dāng)?shù)氐谋Ｐl(wèi)部門 ，保衛(wèi)部門的計(jì)算機(jī)將接收到的信號(hào)傳到報(bào)警器的單片機(jī)，控制報(bào)警器報(bào)警。2?系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案經(jīng)過充分調(diào)研和反復(fù)實(shí)驗(yàn)，并考慮到成本與技術(shù)原因。核心模塊采用了以下設(shè)計(jì)方案：采用單片機(jī)、PT2262/2272組成編碼解碼電路。在發(fā)射端，微控制器對PT2262的地址位和數(shù)據(jù)位進(jìn)行預(yù)置，再調(diào)制發(fā)射出去；接收端把接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)放大后送至 PT2272解碼后在數(shù)據(jù)位產(chǎn)生對應(yīng)數(shù)據(jù)，通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電路報(bào)警。單片機(jī)采用 AT89C2051,該單片機(jī)無需外加芯片即可實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換，降低成本。在該方案里用很簡單的紅外發(fā)射接收管和單片機(jī)來取代通常使用的傳感器和微機(jī)這樣設(shè)計(jì)和制作的成本大大降低，適用于普通家庭。3?系統(tǒng)框圖（圖1所示）圖i系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4?硬件電路設(shè)計(jì)報(bào)警器根據(jù)無線反饋報(bào)警原理，由兩大部分組成，第一部分由防盜入侵探測器和微型無線報(bào)警發(fā)射機(jī)組成；第二部分為無線報(bào)警接收控制器。4.1入侵探測器和微型報(bào)警發(fā)射機(jī)部分圖2為入侵探測器和微型報(bào)警發(fā)射機(jī)的電路原理圖。入侵探測器采用紅外攝像頭，紅外攝像頭的USB接口與計(jì)算機(jī)的USB接口相連，將紅外攝像頭安裝在門窗等位置，當(dāng)主人離開時(shí)，通過軟件控制，啟動(dòng)監(jiān)控。一旦檢測到有人進(jìn)入房間，計(jì)算機(jī)采集信息，通過RS-232與房間里用于發(fā)射信息的單片機(jī)通信，單片機(jī)接收到信號(hào)，P15置高電平觸發(fā)無線發(fā)射器發(fā)射信號(hào)，將房間有人闖入的信息傳送出4.2無線接收報(bào)警控制器圖3為無線接收報(bào)警控制器的電路原理圖。它由單片機(jī) ，無線接收模塊，音頻功率放大電路，揚(yáng)聲器等部分組成。當(dāng)無線接收模塊接收到無線發(fā)射模塊發(fā)射的信號(hào)時(shí) ，無線接收模塊的2腳、3腳同時(shí)轉(zhuǎn)為高電平，單片機(jī)采集2腳的信號(hào)。當(dāng)無線接收模塊的2腳為高電平時(shí)，單片機(jī)的P1.0也為高電平，通過軟件設(shè)置，單片機(jī)的P3.7置高電平。為了加大無線發(fā)射接收模塊的傳輸距離，在單片機(jī)的P3.7腳與電位器之間接一個(gè)與非門，加大驅(qū)動(dòng)能力。通過LM386功率放大集成電路，將信號(hào)放大，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。為了減小無線接收模塊的干擾信號(hào)，在無線接收模塊的2腳與地之間接一個(gè)10uF的電容濾除干擾信號(hào)。F面就組成硬件電路的重要單元電路再作一說明4.3單元電路設(shè)計(jì)4.3.1音頻功率放大報(bào)警電路如圖4所示：1和8是電壓增益設(shè)定端。當(dāng)1、8之間開路時(shí)，電路的電壓放大倍數(shù)為20（即電壓增益為26dB）。若在1、8之間接一個(gè)10uF的電容，將內(nèi)部1.35kQ的電阻旁接，則電壓放大倍數(shù)可達(dá)200（即46dB）。若將電阻R和10uF的電容串聯(lián)后接在1和8之間則電壓放大倍數(shù)可在20?200之間任意選取,R值越小，增益越高。在I和地之間接入R、C串聯(lián)元件，對增益也可調(diào)整。輸入信號(hào)經(jīng)電位器RP接到同相輸入端，反相輸入端接地。輸出端經(jīng)輸出電容 C7接負(fù)載。因揚(yáng)聲器為感抗負(fù)載，所以與負(fù)載并聯(lián)由R2、C4組成的串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)，使負(fù)載性質(zhì)校正補(bǔ)償至接近純電阻 ，這樣可以防止高頻自激和過電壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。在1和8之間接入1.2k電阻和10uF電容，使電壓放大倍數(shù)達(dá)到50。在7和地之間接一個(gè)10uF的紋波旁路電容。1和8腳之間加入一個(gè)10uF電容，使放大倍數(shù)達(dá)到200。器的音量呂器的音量呂通過調(diào)節(jié)電位器的調(diào)位端，改變電位器的阻值的大小，可以改變揚(yáng)聲圖4音頻功率放大電路4.3.2串行口RS-232與TTL電平轉(zhuǎn)換電路串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)以RS-232為主。要求在實(shí)際工作時(shí)保證電平在±3?15)V之間。由于用正負(fù)電壓表示邏輯狀態(tài) ，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此 ，為了能夠同計(jì)算機(jī)通信，必須在RS-232與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換 。能夠?qū)崿F(xiàn)RS-232C電平轉(zhuǎn)換的專用芯片有很多種，本系統(tǒng)選用常用的Maxim公司的MAX202集成芯片。MAX202A是單電源、雙RS-232發(fā)送/接收器，使用于各種EIA-232E和V.28/V.24D的通信接口。MAX202芯片有一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的+5V的電源轉(zhuǎn)換RS-232C輸出所需的±0V電壓，用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的+5V即可。5?結(jié)束語該家用防盜報(bào)警系統(tǒng)采用AT89C2051單片機(jī)作為系統(tǒng)的中央控制單元，并結(jié)合軟件編程，采用VisualBasic編寫通信程序和界面。VB提供的通信控件MSCOMM可以方便地對串行通信的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，一旦檢測到有發(fā)送或接收數(shù)據(jù)發(fā)生 ，則觸發(fā)OnComm事件，通過編程訪問COM1的event屬性了解通信事件的類型，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。使用C語言編寫單片機(jī)的程序，控制無線發(fā)射接收模塊工作，控制報(bào)警器報(bào)警。當(dāng)接收到信號(hào)時(shí) ，報(bào)警器及時(shí)地發(fā)出報(bào)警聲。該系統(tǒng)本著簡單實(shí)用可靠便宜的原則 ，以普通家庭安全防盜為目的而設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)在門窗等盜賊必經(jīng)之地設(shè)防，在盜賊入侵時(shí)立即做出反映，不但將小偷作案的視頻信息立即存儲(chǔ)以便破案，并且馬上會(huì)告知主人或是管理者有盜賊入侵，能很好地保證家庭財(cái)產(chǎn)安全。該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性極高，有著較大的實(shí)用價(jià)值和市場推廣價(jià)值 ，另外因AT89C2051還有很多引腳可使用，故該系統(tǒng)能根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要較容易地進(jìn)行升級(jí)和功能拓展。參考文獻(xiàn)：安穎，王研.遙控編碼芯片PT2262的單片機(jī)譯碼模塊[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2005,8:45.梁文海.單片機(jī)AT89C2051構(gòu)成的智能型頻率計(jì) [J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2002,2:7.王彥芳，王小平，李夏青.智能無線報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].河北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2002,3:42.DirkJansen.HandbuchderElectronicDesignAutomation[M].PubishingHouseofElectronicsIndustry,2005.何寶福，張文紅.CAN-RS232通信轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].國外電子元器件，2007,4:17.⑹于秀萍.智能防盜防火報(bào)警器的開發(fā)研究[J].傳感器技術(shù),2000,1:28.張金泉.一種新型民用防火防盜報(bào)警