智能住宅安防报警系统设计Word格式文档下载.doc
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3.系统性——即要求每个家庭的防范系统在案情发生时,除能自身报警外,必须及时传到保卫部门,并同时上报当地公安报警中心。
4.可靠性——即要求系统所设计的结构合理产品经久耐用、系统是可靠。
5.投资可行性------即要求系统投资或造价能控制在小区家庭能承受的范围之内。
[5]
智能住宅安防报警系统起源于20世纪80年代初的美国,它利用高科技手段提供给人们舒适、环保、安全和节能的服务功能。
[7]近几年随着科学技术的日新月异,特别是计算机技术和建筑电子产业的发展,智能住宅已在世界各地逐步普及。
随着生活节奏的加快,人们忙于工作、学习,在家中的时间越来越少,家中的安防就显得重要和必要了,针对这一特点,本设计介绍的报警系统,能对住宅中的报警信号进行检测,当出现警情时可通过公用电话网实现自动报警。
[8]
智能住宅安防报警系统是智能小区实现安全管理的重要系统,主要包括防盗报警、煤气泄漏报警、消防报警等。
[9]小区管理极为重要的内容是确保住宅,住户安全,生活中,人人都可能出现一些意想不到的求助情况,现代居住的格局,邻里常年不来往已是常事,家庭生活稳密性、封闭性越来越强。
[10]因此,小区安全防范及报警系统是具有先进的设计和设备,并为小区住户的安全提供保障的必要系统。
[11]
我国的安防自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程,其智能化程度也越来越高。
在小区内的每个住户单元安装一台报警主机,住户可选择安装在住户门口、窗户处安装声检、紧急求助、烟雾/煤气探头、瓦斯探头等报警感知设备,报警主机通过总线与管理中心的电脑连接,进行安防信息管理。
如果发生盗贼闯入、抢劫、火灾、燃汽泄露等紧急事故,传感器就会立即获知并由报警系统即刻触发光警报以有效地恫吓企图行窃的盗贼;
系统还会迅速向报警中心传送报警信息;
报警中心接到警情后立即自动进行分辨处理,迅速识别判定警报类型、地点、用户,中心据此派出机动力量采取相应解救措施;
系统具备24小时防破坏等并自我监视,一旦有任何被破坏的迹象也会即刻报警。
[12]
2系统功能及方案选择
2.1系统框图
根据设计任务,该电路的总体模块可以分成以下几个基本模块,系统框图如图2-1。
系统能够设置查询输入设置当前的状态,用户通过人机界面能够很方便的设置系统工作,并且通过指示灯指示当前系统的工作状态或者危险信号指示灯,系统正式工作后如果采集到传感器的信号,能够迅速在指示灯处予以显示并且给指定的电话拨号报警。
[13]
系统开关控制系统开始/结束工作,系统开始工作后需要先设定当前时间,确认后系统正式开始工作,系统可检测来自气体传感器的信号以及光敏传感器的信号以供判断是否有险情,一旦测到险情,先读取当前时间写入数组,并触发报警电路自动拨号报警。
用户回来后,可利用查询键查询何时发生何种险情。
[14]
图2.1系统框图
2.2方案选择
2.2.1MCU的选择
MCU的选择主要从功能的完成能力、功耗、效率、成本等方面考虑。
当前市场运用比较广泛的MCU有以下几类:
.以CPLD、FPGA为代表的一类复杂可编程逻辑器件,这类MCU的特点是功能强大、处理能力较强、支持非常高的处理频率,但是这类MCU的操作比较复杂,而且相对于一个较小的系统MCU的利用率不高,功耗也比较大、成本较高。
[15]
.以ARM、DSP为代表的一类强大的嵌入式数据处理控制器,这类MCU具有强大的处理能力,多用于复杂的数据处理,或者生产智能手持设备等,这类MCU的处理能力虽然强大,但是成本以及功耗都相对较大,而且相对于本次设计的学习及研究目的来看不可取。
[16]
.以51系列单片机为代表的一类8位MCU处理器,这类处理器的特点有功耗低、处理能力较强、支持较高的工作频率,但是这类MCU对于高频的实时数据采集以及大容量数据处理时会出现错误活不准确。
基于以上分析结合本设计的一些要求,采用51单片机作为MCU是比较明智以及合理的选择。
其一本系统所占用的系统资源并不多51单片机足够使用,而其他两者使用在本设计上则显得有些浪费;
其二本系统的数据采集及处理上并不需要非常高的速率以及非常大的容量;
其三51单片机的处理上相对其他二者有独到的优势,其对于C语言的兼容性决定了设计的开发周期可以大大的压缩。
根据本设计的详细功能分析,具体将采用STC89C52作为主控芯片。
2.2.2人机界面的选择
所谓人机界面是指系统使用者在对系统进行相应的初始化设置时,和系统进行信息交换的一个可视化界面,本设计的人机界面主要是为了显示一些相对简单的提示语以及记录下的危险信息。
人机界面的设计可以采用接口将系统和上位机通信,通过上位机的软件面来实现,但是这种实现方案比较复杂,而且必须保证拥有一台电脑,从设计及成本的角度上予以否定;
另外一种方案是采用1602液晶来作为人机界面,鉴于本设计人机交互信息比较少,故采用本方案。
2.2.3设置、查询输入模块选择
系统上电启动后需要设置相应的参数以待工作,系统检测到危险后记录下后,用户可以通过查询装置查询历史危险记录。
以上操作应该有一个输入装置来实现,鉴于以上操作都是触发了的动作,故很容易联想到使用一些按键装置来实现。
本设计应该有以下按键:
开/关键、设置时间键、加键、减键、显示下组信息键。
这些按键可以通过续流二极管再通过两个反相器在外部中断口上,然后再将这些按键分别连接一些I/O上,这样可以比较准确的判断按键。
3STC89C52简介
图3.1STC89C52外形及引脚
STC89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除上万次。
该器件与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,STC89C52是一种高效微控制器,STC89C52是它的一种精简版本。
STC89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
[17]外形及引脚排列如图3-1所示。
3.1主要特性:
·
与MCS-51兼容
4K字节可编程闪烁存储器
寿命:
1000写/擦循环
数据保留时间:
10年
全静态工作:
0Hz-24Hz
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/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[18]
3.2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。
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,如下列所示:
口管脚
备选功能
P3.0
RXD(串行输入口)
P3.1
TXD(串行输出口)
P3.2
/INT0(外部中断0)
P3.3
/INT1(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地位字节。
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指令是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
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