實用家庭報警系統(tǒng)的軟件設計 開題報告

1、 淮 陰 工 學 院畢業(yè)設計（論文）任務書系 （院）：電子信息工程系專 業(yè)：測控技術與儀器學 生 姓 名：張建偉學 號：設計(論文)題目：實用家庭報警系統(tǒng)的軟件設計起 迄 日 期:2010年2月 16日2010年 6月 10日設計(論文)地點:淮陰工學院指 導 教 師:付麗輝專業(yè)負責人:張宇林 發(fā)任務書日期:2010年1月10日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告1結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述文 獻 綜 述 1、研究背景 隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人們生活水平的日益提高, 人們希望住宅不僅更便利、舒適而且更安全, 因此家庭防火防盜問題

2、就成為人們極為關心的問題。 近年來, 防火防盜報警裝置已成為銀行、商店、辦公室、居民區(qū)、賓館、庫房等場所普遍采用的設備, 它為維護社會治安、保障國家和百姓的生命財產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用。但是因經(jīng)濟、技術等原因, 目前防火防盜報警系統(tǒng)設計不盡合理的情況比較普遍, 在信號檢測、信號處理上還存在一定問題, 致使一些系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)誤報或者漏報, 以及報警系統(tǒng)不動作。該系統(tǒng)以煙霧傳感器、溫度傳感器、遠紅外線傳感器、微波傳感器和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2種報警類型：

3、火災報警和非法侵入報警(盜情)。 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

4、束后與電話線路脫離, 不影響電話的正常使用。2 系統(tǒng)特點和優(yōu)勢在安全防范領域的報警系統(tǒng)中,其數(shù)字化產(chǎn)品相當豐富,競爭相當激烈,但憑著技術的創(chuàng)新和對安全防范領域深刻地理解,此報警系統(tǒng)有著一定的優(yōu)勢,其主要原因如下:2.1 功能齊全 完全能夠滿足家庭住戶的所有安全需求通過紅外線感應系統(tǒng)及門磁感應系統(tǒng)來實施防盜報警；通過煙霧感應器來實施火災報警系統(tǒng)；通過可燃氣體感應畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告實施煤氣泄露報警。2.2 設置靈活 通過軟件系統(tǒng)按照用戶需求對硬件進行相應的設置住戶可根據(jù)實際情況任意添加或修改多個報警電話,如辦公室固定電話、用戶手機、小區(qū)值班電話、派出所值班電話以及火警119、匪

5、警110 等。也可根據(jù)房間的實際情況任意添置感應器或挪動感應器的位置來達到準確、高效地觸發(fā)感應信號?？赏ㄟ^遙控器按照住戶的生活節(jié)奏來對任意感應器進行設防或解防,做到操作方便實用。2.3 經(jīng)濟實惠 通過較為簡單地配置就能實現(xiàn)功能強大的報警系統(tǒng)由于電腦的日漸普及,只須添置幾個相應的感應器和遙控器就可實施語音報警,其成本也就是幾百元而已,而固定電話、手機等均成為了每個家庭住戶的必備通訊工具,其成本則可忽略不計。因此,這種低成本的報警系統(tǒng),對住戶來說只需再花費不到2000元就可完全擁有這一套報警系統(tǒng)（除了電腦、電話之外）,相對其它綜合性報警系統(tǒng)來說,住戶可節(jié)省上萬元的成本。2.4 準確高效 通過多功能

6、、全方位的報警措施能較好地解決誤報問題通過多個不同位置的感應器對信號源進行感應來證實感應信號的真?zhèn)?通過多個不同的報警電話和不同報警方式來避免漏報問題。隨著單片機技術的迅速發(fā)展,封裝小功能強、價格低的單片機越來越多地被開發(fā)出來單片機所能完成的功能也會越來越多,應用特殊的外圍電路。編寫相應的程序代碼就可以靈活的實現(xiàn)我們所需要的功能。由于程序可以固化在單片機的存儲器里面, 也必然會提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，與發(fā)達國家相比我國單片機應用的普及程度較低。單片機控制的智能報警系統(tǒng),容易實現(xiàn),安全性能高,同時可以提高經(jīng)濟效益。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

7、段（途徑） 1、報警器的設計 1.1、系統(tǒng)硬件設計防火防盜智能報警系統(tǒng)的硬件主要由7大部分組成: 傳感器檢測電路部分, 主控單元單片機, DTMF 撥號電路, 語音報警電路, 鍵盤接口電路及顯示電路, 忙音、回鈴音檢測電路, 區(qū)域控制中心的計算機接口電路。系統(tǒng)硬件結構框圖如圖1所示： 圖1 報警系統(tǒng)框圖該智能報警系統(tǒng)可以實現(xiàn)如下功能:89C51單片機對雙音多頻(DTMF)編、譯碼器的控制, 使住宅通過電話網(wǎng)實現(xiàn)與相關部門之間的數(shù)據(jù)交換, DTMF撥號電路與89C51單片機通過電話網(wǎng)絡完成住宅與外部的聯(lián)絡。當探測器檢測到意外情況后, 就發(fā)出報警電平信號到主機控制部分89C51單片機處, 單片機通

8、過接口電路對讀取的電平進行處理, 然后控制雙音多頻撥號芯片向電話線路撥出電話號碼, 與此同時控制語音芯片撥出事先錄制好的語音信號到電話線路, 實現(xiàn)語音報警, 撥號完成接聽回鈴聲后, 模擬掛機, 從而完成向區(qū)域控制中心的單位保衛(wèi)部門、110 /119報警臺電話機或用戶發(fā)出呼叫信號, 告知對方住宅被盜或有火災發(fā)生。1.1.1、傳感器檢測電路 本電路負責各種異常信號的采集和轉換, 同時向主控部分發(fā)送信息. 它主要由5種傳感器組成。(1) 光電感煙探測器：整個電路主要分為紅外脈沖發(fā)射部分和接收部分。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)

9、比較器送單片機處理并報警。畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告其電路原理圖如圖2所示圖 2 光點感煙探測器原理(2) 溫度探測器： 溫度探測器使用數(shù)字溫度傳感器DS1820, 它有3個引腳, 將溫度傳感器和信號調(diào)理電路集成在一塊芯片中, 節(jié)省了外圍硬件, 使用非常方便。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1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

10、信號共用89C51的INT0外部中輸入端, 如圖3所示。 圖 3 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,則轉入鍵盤處畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告理

11、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。(3) CO氣體探測器： 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。該傳感器主要作為火災輔助檢測,和上述的光電感煙探測器和溫度探測器結合使用。(4) 遠紅外線防盜探測器： 采用遠紅外線傳感器作為防盜信號檢測手段,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

12、可通過開關設定為監(jiān)控和監(jiān)控解除2種工作狀態(tài)。防盜探測器電路由以上2種類型探測器組成。在單片機內(nèi)部進行信號處理時,將探測到的紅外和微波2種信號進行運算,只有同時檢測到2個傳感器端口的信號時,主機才會發(fā)出盜情報警信號,否則不予報警。1.1.2、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系列單片機具有良好的接口性能。圖 4 DTMF撥號電路畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告如圖4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

13、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

14、機為低電平時系統(tǒng)實現(xiàn)掛機。1.1.3聲光報警系統(tǒng)由振蕩器、門電路4069、驅動器MC275、音樂芯片和報警指示燈等組成。音樂芯片采用了美國ISD公司的ISD1200系列中的20s單片語音錄放芯片，內(nèi)含EPROM，使集語音處理和存儲于一體，具有掉電信息保存，手動和單片機控制均可等特點。指示燈采用發(fā)光二極管LED，可實現(xiàn)音響報警和指示燈報警。圖5 聲光報警原理圖畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告為避免外部的干擾，系統(tǒng)采用了看門狗電路Max813作為程序運行監(jiān)控器，每隔一定時間，由控制器向看門狗發(fā)出一個復位信號，使其復位端保持無效。程序一旦跑飛或進入死循環(huán)造成系統(tǒng)失效，由看門狗發(fā)出一個復位信號，

15、使系統(tǒng)能盡快復位并恢復正常工作。此外，通過軟件設置人工復位電路和程序設計來處理。如采用指令冗余，在一些對程序的流向起關鍵作用的地方人為地插入兩條NOP指令，使該條指令不會被前面沖下來的失控程序拆散，而會得到完整的執(zhí)行，從而使程序重新納入正常軌道。1.2 系統(tǒng)軟件設計該系統(tǒng)主要完成初始化、警情信號檢測(火警/盜情) 、電話信號語音檢測、系統(tǒng)設置、模擬摘機、DTMF信號收發(fā)等工作。系統(tǒng)軟件主程序流程圖如圖6所示圖 6 主程序流程圖畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告3、主要參考文獻：1 王芳,馬幼軍.智能化住宅防盜防火報警系統(tǒng)設計J.傳感器技術,2002,21(10):25-27.2 張金泉. 一種新型民用防火防盜報警器的研制J.燕山大學學報.2000,24(1):71 - 73.3 劉虎, 章惠. 基于電話網(wǎng)絡的辦公樓防火防盜報警系統(tǒng)設計與實現(xiàn)J.微型電腦應用.2008, 4(3):24-26.4 呂俊芳.傳感器接口與檢測儀表電路M北京:北京航空航天大學出版社.1994:178-193。5 王芳, 林蔚. 住宅防盜防火智能電話報警系統(tǒng)設計J.河南師范大學學報:自然科學版.2004,32(3) :121 - 123.6 梁柏華,杜旭燦,楊瓊濤,等.電話語音智能自動報警系統(tǒng)J.武