項(xiàng)目三 入侵監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 項(xiàng)目三 入侵監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)1、認(rèn)識入侵監(jiān)控系統(tǒng)隨著社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識在不斷的增強(qiáng)，因而對防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。而本設(shè)計(jì)中所使用的紅外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，同時(shí)，熱釋電紅外傳感

2、器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可用于制動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。1.閉路監(jiān)控電視子系統(tǒng)閉路監(jiān)控電視子系統(tǒng)在住宅小區(qū)安防系統(tǒng)建設(shè)中占有重要的位置，屬于小區(qū)安全防范的第一道防線。一般來說閉路監(jiān)控系統(tǒng)是由發(fā)展商為整個(gè)小區(qū)建設(shè)的，很少針對業(yè)主的住宅建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)，這就需要業(yè)主自行建設(shè)該系統(tǒng)。攝像機(jī)按照主流的技術(shù)可分為模擬攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，采用模擬攝型機(jī)只能在住宅內(nèi)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視、錄像和回防，如果需要遠(yuǎn)程監(jiān)控則需要采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（最少需要采用視頻服務(wù)器）。那么采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)而住宅沒有固定的真實(shí)IP地址，怎么辦呢？如果業(yè)主要通過遠(yuǎn)程（一般是指互聯(lián)網(wǎng)）監(jiān)控自己的住宅，則首先需要申請一個(gè)ADSL寬帶上網(wǎng)服務(wù)，然后購

3、買一臺支持動(dòng)態(tài)域名解析（比如內(nèi)置花生殼軟件）的路由器，再申請一個(gè)動(dòng)態(tài)解析的域名（網(wǎng)上有很多免費(fèi)的域名提供，比如花生殼）就可以了，業(yè)主可以通過標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器訪問預(yù)先申請的域名就可以訪問家中的攝像機(jī)了。2.門禁子系統(tǒng)門禁系統(tǒng)一般在大型的住宅小區(qū)中都有建設(shè)，尤其是全封閉管理的小區(qū)。但是很少為每戶住宅建設(shè)門禁系統(tǒng)的，主要原因是成本高，而且一旦門禁不能開門則比較麻煩，還需要使用鑰匙開門就失去門禁本身的意義了。不過大家還是可以根據(jù)實(shí)際需要建設(shè)該系統(tǒng)。讀卡器選用卡片式的讀卡器也可以選用指紋讀卡器，如果家中有老人或者是小孩則建議不要選用指紋讀卡器。3.報(bào)警子系統(tǒng)入侵報(bào)警子系統(tǒng)由報(bào)警探測器、報(bào)警主機(jī)和接警中心構(gòu)成。

4、報(bào)警探測器可以是紅外微波雙鑒探測器、窗磁、門磁、玻璃破碎探測器、煙霧探測器、緊急按鈕和燃?xì)庑孤┨綔y器等，而系統(tǒng)的關(guān)鍵是接警中心，關(guān)于接警中心的設(shè)計(jì)后文有詳述。關(guān)于入侵報(bào)警子系統(tǒng)除了上文所述的報(bào)警門鎖之外，還有兩個(gè)功能比較實(shí)用，分別是防挾持和緊急報(bào)警按鈕。建設(shè)這兩個(gè)功能的好處在于，一旦發(fā)生搶劫或者非法事件，業(yè)主可以通過緊急報(bào)警按鈕進(jìn)行報(bào)警，為了排除誤報(bào)的可能性，接警中心會通過對講系統(tǒng)和業(yè)主聯(lián)系以確認(rèn)報(bào)警，如果被挾持則業(yè)主輸入防挾持密碼進(jìn)行系統(tǒng)撤防，接警中心可以判斷業(yè)主受到了挾持，而對于罪犯來講會一位系統(tǒng)已經(jīng)撤防。建議業(yè)主建設(shè)該系統(tǒng)時(shí)考慮該功能。4.警情處理控制系統(tǒng)當(dāng)家中出現(xiàn)非法入侵或煤氣泄漏等警

5、情信息后，本地會發(fā)出聲光報(bào)警信息，同時(shí)系統(tǒng)主機(jī)會撥打電話、發(fā)送短信、彩信、抓拍現(xiàn)場圖片給多個(gè)指定的用戶手機(jī)；用戶收到警情信息可第一時(shí)間拿起手機(jī)或電腦查看家中監(jiān)控任意的畫面，并可以通過手機(jī)或電腦對家中攝像機(jī)、報(bào)警器、智能家電進(jìn)行控制！該系統(tǒng)無需電腦即可獨(dú)立完成監(jiān)控錄像、防盜報(bào)警、智能家居等功能！任務(wù)2 主動(dòng)式入侵探測器設(shè)計(jì)入侵探測器是安防報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。文中討論了入侵探測器的組成、分類、主要性能要求以及其弊端與對策。入侵探測器的組成入侵探測器（Intrusion detector）是安防報(bào)警系統(tǒng)的輸入部分，是用來探測入侵者入侵時(shí)所發(fā)生的移動(dòng)或其它動(dòng)作的裝置。入侵探測器通常由傳感器(

6、Sensor)、信號處理器和輸出接口組成，簡單的入侵探測器可以沒有信號處理器和輸出接口。傳感器是一種物理量的探測、轉(zhuǎn)換裝置。它就像入侵探測器的眼睛、鼻子、耳朵一樣，入侵者在實(shí)施入侵時(shí)總是要發(fā)出聲響、振動(dòng)、阻斷光路，對地面或某些物體產(chǎn)生壓力，破壞原有溫度場發(fā)出紅外光等物理現(xiàn)象，傳感器則是利用某些材料對這些物理現(xiàn)象的敏感性而將其感知并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號和電參量（電壓、電流、電阻、電容等）。處理器則對電信號放大、濾波、整形后成為有效的報(bào)警信號。輸出接口使入侵探測器的輸出呈現(xiàn)兩種輸出狀態(tài)，即警戒監(jiān)控狀態(tài)為無電位的常閉觸點(diǎn)或?qū)娮璨淮笥?00。報(bào)警狀態(tài)和未加電時(shí)為常閉觸點(diǎn)開路或開路電阻不小于1M。2.

7、1入侵探測器的分類入侵探測器有多種多樣，進(jìn)行分類將有助于從總體上對入侵探測器的認(rèn)識和掌握入侵探測器通?？砂磦鞲衅鞯姆N類、工作方式、警戒范圍、傳輸方式、應(yīng)用場合來區(qū)分。1. 按傳感器種類分類按傳感器的種類，即按傳感器探測的物理量來區(qū)分，通常有：磁控開關(guān)探測器、振動(dòng)探測器、超聲入侵探測器、次聲入侵探測器、紅外入侵探測器、微波入侵探測器和視頻移動(dòng)探測器等等探測器的名稱大多是按傳感器的種類來稱呼的。2. 按入侵探測器工作方式來分類按入侵探測器工作方式分類，有：主動(dòng)式入侵探測器和被動(dòng)式入侵探測器兩種。被動(dòng)入侵探測器在工作時(shí)不需向探測現(xiàn)場發(fā)出信號，而依靠對被測物體自身存在的能量進(jìn)行檢測。平時(shí)，在傳感器上輸

8、出一個(gè)穩(wěn)定的信號，當(dāng)出現(xiàn)入侵情況時(shí)，穩(wěn)定信號被破壞，輸出帶有報(bào)警信息，經(jīng)處理發(fā)出報(bào)警信號。例如，被動(dòng)紅外入侵探測器利用了熱電傳感器能檢測被測物體發(fā)射的紅外線能量的原理。當(dāng)被測物體移動(dòng)時(shí)，把周圍環(huán)境溫度與移動(dòng)被測物體表面溫度差的變化檢測出來，從而觸發(fā)探測器的報(bào)警輸出。所以，被動(dòng)紅外入侵探測器是被動(dòng)式入侵探測器.主動(dòng)式探測器是在工作時(shí)，探測器要向探測現(xiàn)場發(fā)出某種形式的能量，經(jīng)反射或直射在接收傳感器上形成一個(gè)穩(wěn)定信號，當(dāng)出現(xiàn)入侵情況時(shí)，穩(wěn)定信號被破壞，輸出帶有報(bào)警信息，經(jīng)處理發(fā)出報(bào)警信號。例如，微波入侵探測器，由微波發(fā)射器發(fā)射微波能量，在探測現(xiàn)場形成穩(wěn)定的微波場，一旦移動(dòng)的被測物體入侵時(shí)，穩(wěn)定的微波

9、場便遭到破壞，微波接收機(jī)接收這一變化后，即輸出報(bào)警信號。所以，微波入侵探測器是主動(dòng)式探測器。主動(dòng)式探測器其發(fā)射裝置和接收傳感器可以在同一位置，如，微波入侵探測器。也可以在不同位置，如，對射式主動(dòng)紅外入侵探測器2.2主動(dòng)紅外入侵探測器（Active Infrared Intrsion Detector）：是由發(fā)射機(jī)與接收機(jī)配對組成，發(fā)射機(jī)發(fā)出紅外光束，同時(shí)接收機(jī)接收發(fā)射機(jī)發(fā)出的紅外光束。當(dāng)發(fā)射機(jī)發(fā)出的紅外光束被完全遮斷或按給定的百分比部分被遮斷時(shí)，則接收機(jī)因接收不到紅外光束即會產(chǎn)生報(bào)警信號。 主動(dòng)紅外入侵探測器分類 按光束數(shù)分類：單光束、雙光束、四光束、光束反射型柵式、多光束柵式；按安裝環(huán)境分類

10、：室內(nèi)型、室外型；按工作方式分類：調(diào)制型、非調(diào)制型。 主動(dòng)紅外入侵探測器的探測距離各個(gè)品牌都有不同型號，一般會有10米、20米、30米、40米、60米、80米、100米、150米、200米、300米等。探測距離要求 室外型主動(dòng)紅外探測器的最大探測距離按探測器技術(shù)要求規(guī)定一般應(yīng)是其標(biāo)稱探測距離的6倍。室外型探測器需要考慮到室外環(huán)境及天氣因素，也就是指在室外遇到風(fēng)、雪、雨、風(fēng)沙等情況也要能正常工作。所以在實(shí)際使用時(shí)，按照行規(guī)和公安技防規(guī)范要求還常常再增加余量，現(xiàn)在約定的共識是：“實(shí)際探測使用距離廠方標(biāo)稱值的70%”。例如：標(biāo)稱值300米的探測器，在理想環(huán)境條件下能探測的距離應(yīng)是1800米（即標(biāo)稱值

11、的六倍），但在實(shí)際使用時(shí)只能用于保護(hù)240米的圍墻（欄柵）。 光束選擇要求 關(guān)于單光束、雙光束、四光束探測器的選用，常規(guī)情況都選用雙光束主動(dòng)紅外入侵探測器。因?yàn)橐话銇碚f，正常人體截面積大致在為500mm（身寬）x200mm（身厚）左右，如選用四光束主動(dòng)紅外入侵探測器可能會發(fā)生不能遮擋上部某條紅外射線，而漏報(bào)警，當(dāng)然選用四光束主動(dòng)紅外入侵探測器則誤報(bào)較少。但一般仍建議在周界圍墻上選用雙光束主動(dòng)入侵探測器為宜。（從經(jīng)濟(jì)角度考慮也選用雙光束主動(dòng)紅外探測器為好），不過某些特殊應(yīng)用場合還會選用四光束主動(dòng)紅外入侵探測器。 任務(wù)3 被動(dòng)式入侵探測器近幾年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對安防產(chǎn)品性能要求也越來越高

12、，常規(guī)通用單一被動(dòng)紅外檢測的報(bào)警器或單一微波檢測的報(bào)警器，應(yīng)用性能、可靠性、靈敏度等方面已不能滿足于社會安防需要的發(fā)展了，于是近年來又研發(fā)了被動(dòng)紅外與微波復(fù)合型探測器。這種被動(dòng)紅外與微波復(fù)合型探測器，結(jié)合被動(dòng)紅外與微波的優(yōu)點(diǎn)，在性能方面互相補(bǔ)償，大大減低了誤報(bào)率，從而提高了安防應(yīng)用的可靠性。 被動(dòng)紅外探測技術(shù)是一種應(yīng)用比較廣泛的探測系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是專門用來檢測物體輻射紅外線的方式進(jìn)行工作的。在自然界中，任何高于絕對零度(-273.15º)的物體都可以輻射出紅外線,而且輻射能量的大小與物體表面溫度有關(guān).被動(dòng)紅外探測器采用熱釋電人體紅外傳感器(PIR)作為信號撿取裝置，熱釋電人體紅外傳感

13、器(PIR)單元對紅外線感受表現(xiàn)在敏感單元的溫度,而溫度變化導(dǎo)致電信號的變化,因熱釋電人體紅外傳感器(PIR)的特定結(jié)構(gòu)(PIR由敏感單元、阻抗變換管、濾光窗、等組成，詳細(xì)介紹見另一篇文章)決定了它具有二維識別的特性，也就是說滿足于這種探測器的條件有兩個(gè)：第一、必須是生物體，第二、物體必須要運(yùn)動(dòng)。又用熱釋電人體紅外傳感器(PIR)加裝了濾光窗，能有效地讓人體輻射的紅外光（波長為7-14m）通過。所以對人體有較高的靈敏度，而對于小動(dòng)物則靈敏度大大下降?？梢杂行У胤乐剐?dòng)物入侵防區(qū)而引起誤報(bào)警，熱釋電人體紅外傳感器(PIR)配合菲涅爾透鏡可以將作用發(fā)揮到最大，菲涅爾透鏡根據(jù)菲涅爾原理制成，把紅外光

14、線分成可見區(qū)跟盲區(qū)，同時(shí)又具有聚焦的作用，使熱釋電人體紅外傳感器(PIR)的靈敏度大大增加。加裝菲涅爾透鏡后，探測器可以達(dá)到20*20M，如我司DT-73××系列的被動(dòng)紅外與微波復(fù)合智能型探測器，探測距離均可以達(dá)到18*18M。被動(dòng)紅外探測器的主要檢測的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)闄M向運(yùn)動(dòng)方向，對徑向方向運(yùn)動(dòng)的物體檢測能力比較差。被動(dòng)紅外探測器的缺點(diǎn)是環(huán)境溫度影響比較大。它在相對溫度（即環(huán)境溫度與人體溫度的差值）小的夏季，環(huán)境溫度高，差值很小，靈敏度有所下降；在冬季，環(huán)境溫度低，而人體的溫度基本保持不變，固其差值大，從而靈敏度高，應(yīng)用效果好。 微波探測器是以多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)。（多普勒效應(yīng)內(nèi)容

15、為：由于波源和接收者之間有存在相互運(yùn)動(dòng)而造成接收者接收到的頻率與波源發(fā)出的頻率之間發(fā)生變化。高頻多普勒效應(yīng)原理公式為：F收=(C±V)=F發(fā)±V/=F發(fā)±F移）。由發(fā)射機(jī)發(fā)出高頻電磁波，在監(jiān)視空間范圍建立起三維的交變電磁場。接收機(jī)與發(fā)射機(jī)安裝在同一機(jī)殼內(nèi)，用于接收從監(jiān)視區(qū)內(nèi)反射回來的反射波，并將反射波的頻率與發(fā)射波頻率進(jìn)比較作出判斷。反應(yīng)靈敏，對溫度的變化，空氣流的擾動(dòng)和噪聲等的干擾均不敏感，能穿透墻，玻璃等物體。微波探測器檢測運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閺较蜻\(yùn)動(dòng)方向，對橫向方向運(yùn)動(dòng)的物體檢測能力則比較差。缺點(diǎn)是必須安裝在完全沒振動(dòng)的墻、柱上等，對金屬表面或堅(jiān)硬的混凝土?xí)r特別容易反

16、射。 綜合上述分析被動(dòng)紅外的缺點(diǎn)剛好微波可以彌補(bǔ)，微波的缺點(diǎn)剛好紅外可以彌補(bǔ)。被動(dòng)紅外檢測方向?yàn)闄M向，而微波檢測方向?yàn)閺较?，?gòu)成一個(gè)相當(dāng)完善的三維空間，大大減少了監(jiān)視死角。 美安公司生被動(dòng)紅外與微波復(fù)合探測器主要運(yùn)用了上述的紅外與微波作為探測手段，采用數(shù)字式自動(dòng)脈沖處理，濾除非物體活動(dòng)信號和RFI/EMI信號。在被動(dòng)紅外方面采用進(jìn)口的熱釋電紅外傳感器單元，在性能方面遠(yuǎn)勝于國產(chǎn)管，光學(xué)通路采用了透光率極高的透光材料制作的精密的折射式菲涅爾透鏡，探測范圍廣，同時(shí)又采用全范圍的自動(dòng)雙路溫度補(bǔ)償電路。 微波方面采用最新先進(jìn)的平面式天線，可以有效的抑制信號的高次諧波及其他的干擾噪波，在電路上運(yùn)用了高阻抗

17、、低噪音的場效應(yīng)管作振蕩管，頻率高達(dá)10.525G或10.587G，波長更短，解析力更強(qiáng)，分辨率更高，而且采用多級的巴特沃思有源濾波，信號通帶有很理想的平坦度，同時(shí)又采用了雙重屏蔽系統(tǒng)技術(shù)，幾乎完全濾除了干擾信號噪聲，使性能達(dá)到最佳狀態(tài)，誤報(bào)率極低。2.3.2熱釋電紅外傳感器的基本結(jié)構(gòu)與類型熱釋電紅外傳感器由傳感探測5元、干涉濾波片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。按照探測元的數(shù)目來分，熱釋電紅外傳感器有單元、雙元和四元等幾種，用于人體探測的紅外傳感器采用雙元或四元式結(jié)構(gòu)。按照熱釋電紅外傳感器的用途分，有以下幾種：用于測量溫度的傳感器，它的工作波長為120um；用于火焰的探測的傳感器，它的工作波長為

18、4.35±0.15um；用于人體探測的傳感器，它的工作波長為715um。將高熱電材料制成一定厚度的薄片并在其兩面鍍上金屬電極，然后加電進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。2.3.3菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡是人體熱釋電紅外傳感器不可缺少的6組成部分，其作用有二：一是將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外元上7；二是產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電探測元要求不斷變化的要求。菲涅爾透鏡一般用塑料制造，先將塑料加工成薄鏡片8，然后對鏡片進(jìn)行棱狀或梳狀處理，使鏡片成為高靈敏區(qū)和盲區(qū)交替出現(xiàn)的透鏡。在使用時(shí)，將熱釋電傳感器安裝于透鏡的焦點(diǎn)區(qū)，這樣當(dāng)有人在鏡前移動(dòng)時(shí)，其輻射的紅外線就會通

19、過透鏡形成高靈敏區(qū)和盲區(qū)交替出現(xiàn)的紅外輻射并傳到傳感器的探測元上，使探測元產(chǎn)生時(shí)弱時(shí)強(qiáng)的或時(shí)有時(shí)無的電脈沖信號9，并通過阻抗變換器的變換由輸出端輸出。圖2菲涅爾透鏡的外形和視場圖菲涅爾透鏡的主要技術(shù)指標(biāo)有：外形尺寸，根據(jù)傳感器和探測需要來設(shè)計(jì)和產(chǎn)生不同尺寸的透鏡。水平視角和垂直視角，它表明透鏡的可監(jiān)視范圍。焦距，它表明鏡片與傳感器的安裝距離。2.3.4 紅外傳感器的應(yīng)用熱釋電紅外傳感器可在入侵警報(bào)器、移動(dòng)偵測器10、自動(dòng)照明以及自動(dòng)門控制等方面的設(shè)計(jì)電路中應(yīng)用。任務(wù)4 控制主機(jī)電路設(shè)計(jì)4.1功能需求分析(1)該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、報(bào)警等模塊。(2)本紅外線防盜報(bào)

20、警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。(3)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。當(dāng)人員外出時(shí)，可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來,當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器將探測到動(dòng)作，設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89C51單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號發(fā)聲。(4)紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測到是否有人出入。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡可能大地增加防護(hù)范圍。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重

21、要指標(biāo)。至于報(bào)警可采用聲光信號。2.安全防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖1 AT89C51 單片機(jī)引腳圖3.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、報(bào)警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)

22、位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖3總體設(shè)計(jì)框圖所示。圖3系統(tǒng)框圖處理器采用51系列單片機(jī)AT89C51。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89C51單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號放大并推動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警10s鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。3.1 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電

23、路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。MCS-51單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率是因型號而異的典型值為12MHZ。MCS-51內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器，XTAL1、XTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。AT89C51是屬于CMOS8位微處理器，它的時(shí)鐘電路在結(jié)構(gòu)上有別于NMOS型的單片機(jī)。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有12

24、個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個(gè)振蕩周期為1/12us，故而一個(gè)機(jī)器周期為1us。如圖4所示為時(shí)鐘電路。圖4晶振電路3.2復(fù)位電路的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位11，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。MCS-51單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST，它是史密特觸發(fā)輸入(對于CHMOS單片機(jī)，RST引腳的內(nèi)部有一個(gè)拉低電阻)，當(dāng)振蕩器起振后該引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期(即24個(gè)時(shí)鐘周期)以上的高電平，使器件復(fù)位，只要RST保持高電平，MCS-51保持復(fù)位狀態(tài)。此時(shí)ALE、PSEN、P0、P1、P2、P3口都 輸出高電平。RST

25、變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位，CPU從初始狀態(tài)開始工作。復(fù)位方法一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后, 在RESET端持續(xù)給出2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。例如使用晶振頻率為12MHz時(shí)，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于2us。本設(shè)計(jì)采用的是自動(dòng)復(fù)位電路。如圖5示為復(fù)位電路。圖5復(fù)位電路3.3 電源模塊設(shè)計(jì)電源模塊為系統(tǒng)板上其它模塊提供5V電源以及±15V電源12。電源的設(shè)計(jì)有分立元件和集成穩(wěn)壓器幾種方法，目前較常用的是用集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式集成穩(wěn)壓器有LM317系列，它們的輸出電壓從1.

26、25V37伏可調(diào)，負(fù)端則為LM337等。最簡的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過熱和安全工作區(qū)保護(hù)，最大輸出電流為1.5A。系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)兩個(gè)電源，其中5V電源采用7805，電路原理圖如圖6所示。原理：9V的交流電壓輸入后經(jīng)橋堆整流，通過1000F的電解電容進(jìn)行濾波，再經(jīng)過集成穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓，C17、C19等電容對其進(jìn)行濾波后，最后輸出+5V電壓。供系統(tǒng)板上的其它模塊使用。圖6電源模塊原理圖3.4紅外信號采集及其處理本設(shè)計(jì)所用的熱釋感器采用這種雙探測元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖7所示, 在VCC電源端利用C1和R2來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信

27、號。當(dāng)檢測到人體移動(dòng)信號時(shí)，電荷信號經(jīng)過FET放大后，經(jīng)過C2，R1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢唬俳?jīng)過NPN的轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平。紅外傳感器把低電平通過單片機(jī)的12引腳輸入單片機(jī)，單片機(jī)通過紅外傳感器輸入的低電平，控制發(fā)光二極管報(bào)警電路和聲音報(bào)警電路的工作狀態(tài)。從而可以起到防盜報(bào)警的目的。RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2NPNQ1FETVccVCC3v12vOUT圖7 熱釋電紅外傳感器原理圖3.5 發(fā)光二極管報(bào)警電路的設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)光二極管報(bào)警電路由1個(gè)發(fā)光二極管接上電阻后連上單片的P1.0的引腳13，外接VCC，當(dāng)紅外傳感器檢測到

28、有人進(jìn)入后，它把檢測的信號變成高低電平輸入單片機(jī)。當(dāng)單片機(jī)的P1.0引腳被置低電平后，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，起到報(bào)警作用。圖8所示為發(fā)光二極管報(bào)警電路。圖8發(fā)光二極管報(bào)警電路3.6 聲音報(bào)警電路的設(shè)計(jì)如下圖所示，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的聲音報(bào)警電路時(shí)用一個(gè)Sounder接到單片機(jī)的P1.0引腳上，構(gòu)成聲音報(bào)警電路，當(dāng)紅外傳感器檢測到有人進(jìn)入后，它把檢測的信號變成高低電平輸入單片機(jī)。單片機(jī)用高低電平通過P1.3端口控制蜂鳴器的工作與否。如圖9示為聲音報(bào)警電路。圖9聲音報(bào)警電路4.7硬件電路的選擇及說明從下圖的硬件電路圖，分析可知在本設(shè)計(jì)中要用到如下模塊：51單片機(jī) AT89C51、由熱釋電紅外傳感器組成的檢

29、測模塊、由LED組成的發(fā)光二極管報(bào)警模塊、由蜂鳴器組成的聲音報(bào)警模塊等一些單片機(jī)外圍應(yīng)用模塊，以及單片機(jī)的自動(dòng)復(fù)位電路和晶振電路等。在Protues軟件中沒有紅外傳感器模塊，所以本設(shè)計(jì)是用程序加以實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)中用的是被動(dòng)型紅外傳感器。本文設(shè)計(jì)的題目是基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)的工作原理是當(dāng)有人進(jìn)入紅外傳感器的檢測范圍，紅外傳感器把檢測到的信號輸入單片機(jī)。單片機(jī)通過紅外傳感器輸入的高低電平去控制報(bào)警電路，以來通知主人有人進(jìn)入，從而起到防盜的目的。在Protues軟件中沒有紅外傳感器模塊，所以本設(shè)計(jì)是用程序加以實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)中用的是被動(dòng)型紅外傳感器。圖10系統(tǒng)硬件電路任務(wù)5 控制程序設(shè)

30、計(jì)5.1軟件設(shè)計(jì)5.1.1·程序設(shè)計(jì)流程圖按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如圖11所示。圖11程序流程圖5.2中斷子程序設(shè)計(jì)（1）要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率）14，然后將此周期除以2，即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)這個(gè)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)到后就將輸出脈沖的I/O反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期時(shí)間再對I/O反相，就可在I/O腳上得到此頻率的脈沖。定時(shí)時(shí)間為1s 報(bào)警蜂鳴聲音為1KHZ=(1/(500us*2)。所以中斷為500us，中斷一次21H加1，直到256*500us，22H加1，到22H.3為1，即256*500us*8=1.024s。約

31、1秒間隔會使LED反轉(zhuǎn)一次，而蜂鳴則一秒鳴一次，得到“嘀.嘀.”的報(bào)警聲，同時(shí)LED閃爍，聲光報(bào)警。（2）利用89C51的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)模式MODE2下15。中斷子程序流程圖如圖12所示。圖12 中斷程序流程圖5.3系統(tǒng)仿真本設(shè)計(jì)通過利用Proteus仿真，將所編寫的程序用Keil軟件編譯，所仿真原理圖如下圖所示。圖13系統(tǒng)原理圖本設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的目標(biāo)是在接收到紅外傳感器帶來的低電平信號，可使圖中的紅燈由暗變亮，紅燈產(chǎn)生報(bào)警，可觀察到紅燈一閃一閃的，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲。項(xiàng)目四 樓宇對講門禁系統(tǒng)任務(wù)1、認(rèn)識樓宇對講門禁系統(tǒng)1.1門禁管理系統(tǒng)概述   &#

32、160; 與傳統(tǒng)鑰匙門鎖相比，門禁系統(tǒng)在攜帶，遺失等情況時(shí)的處理更加方便，無須更換大量門鎖和鑰匙，僅需要在軟件中做出相應(yīng)的操作即可。與監(jiān)控、報(bào)警等安防方式相比，門禁系統(tǒng)化被動(dòng)為主動(dòng)，將安全隱患直接排除在管制通道之外。    1.2 門禁管理系統(tǒng)功能     靈活豐富的權(quán)限管制：通過時(shí)區(qū)、周計(jì)劃、假期信息、管制群組的自由設(shè)置可以控制任何一個(gè)持卡人在任何一個(gè)房門的任意時(shí)刻的開門權(quán)限和開門方式。      通道管制、脅迫報(bào)警：系統(tǒng)允許對某些房門進(jìn)行管制，實(shí)行手動(dòng)或自動(dòng)布防和撤防，布

33、防時(shí)間內(nèi)僅系統(tǒng)卡和警衛(wèi)卡才具有開門權(quán)限。脅迫報(bào)警是指發(fā)生不法分子挾持合法用戶強(qiáng)迫開門事件時(shí)具備報(bào)警機(jī)制。     強(qiáng)大的報(bào)警設(shè)置功能：系統(tǒng)具有脅迫報(bào)警、防撬報(bào)警、強(qiáng)行進(jìn)入報(bào)警、超時(shí)報(bào)警和反潛回功能。      電子公告功能：在具備液晶的讀卡器上具有立方獨(dú)特的電子公告功能，通過軟件編輯后可向讀卡機(jī)發(fā)布自定義的電子公告，用戶刷卡后即可顯示該短信息。      強(qiáng)大的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：用戶可以對系統(tǒng)的各個(gè)I/O口進(jìn)行功能設(shè)置，實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)或一卡通其他子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。 

34、0;    多種開門方式：系統(tǒng)支持多種開門方式，如刷卡開門、密碼開門、刷卡+密碼開門、刷卡+密碼+觸發(fā)開門、刷多卡開門方式等，可根據(jù)不同的安全需求進(jìn)行靈活的選擇。       動(dòng)態(tài)電子地圖顯示：系統(tǒng)具有電子地圖，在電子地圖上實(shí)時(shí)的以圖形和文字的形式顯示事件，如刷卡事件、進(jìn)出房門、門狀態(tài)變化、系統(tǒng)報(bào)警和各種緊急事件等?？梢暂斎攵喾貓D，從不同角度監(jiān)控現(xiàn)場出入情況。       具備多種發(fā)卡方式：系統(tǒng)可以用連接電腦的發(fā)卡器或連接控制器的讀卡

35、器發(fā)卡、也可以先由控制器發(fā)卡后上傳到數(shù)據(jù)庫再指定用戶。       互鎖通道、反潛回：系統(tǒng)允許管理員對指定的通道或房門實(shí)行互鎖，互鎖組的房門在同一時(shí)間只能開啟其中的一扇。反潛回指在合法卡刷卡進(jìn)入后，必須再規(guī)定時(shí)間內(nèi)外出。      自動(dòng)與手動(dòng)的布防/撤防：系統(tǒng)支持對指定房門的自動(dòng)布防和撤防功能，可以在有權(quán)限的情況下指定某些房門在到達(dá)指定的時(shí)間段內(nèi)處于布防狀態(tài)，過了這段時(shí)間之后，系統(tǒng)會自動(dòng)撤防；也允許在有限的條件下，隨時(shí)對房門進(jìn)行布防和撤防操作。    &#

36、160;   1.3門禁管理系統(tǒng)優(yōu)勢        安全：圣坤科技門禁系統(tǒng)本身具備了企業(yè)級的密鑰認(rèn)證體系、嚴(yán)格的通信協(xié)議加密體系、完善的數(shù)據(jù)庫安全管理體系,具有極高的系統(tǒng)安全性能；產(chǎn)品外殼堅(jiān)固耐用，具備防水、防撬設(shè)計(jì)；在業(yè)務(wù)上從專業(yè)的安防角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了最完善全面的安全功能，包括多卡認(rèn)證、自動(dòng)布防/撤防、反脅迫、反潛回、通道互鎖、強(qiáng)行進(jìn)入、防撬報(bào)警等，可以實(shí)現(xiàn)客戶對系統(tǒng)安全性最細(xì)微的需求。        美觀：圣坤科技門禁系統(tǒng)的讀卡器采

37、用全新的造型設(shè)計(jì)，時(shí)尚典雅、精致尊貴，具有多個(gè)不同風(fēng)格的系列，可匹配各種裝修環(huán)境。         柔性：系統(tǒng)家夠豐富，支持TCP/IP與RS485的兩種通訊方式，具有多種拓拔實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)現(xiàn)場情況合理選擇；同時(shí)讀卡器和控制器上提供了大量可自定義的I/O功能口，可實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)（如樓宇對講、火警檢測等）或一卡通其他子系統(tǒng)（如消費(fèi)、巡更）等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；讀卡器提供多種通訊接口，包括W26/W34/RS232/RS48/USB傳輸。其中RS485的通訊距離可達(dá)1200米，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。    

38、60;    便捷：讀卡器尺寸符合美國/歐洲/亞洲等標(biāo)準(zhǔn)被盒設(shè)計(jì)，安裝時(shí)無須額外開孔；設(shè)備排線部分采用接插件設(shè)計(jì)，極大的方便工程安裝與維護(hù)排查；部分款式的讀卡器具有液晶顯示屏、生物觸摸按鍵設(shè)計(jì)，具備人性化的門禁短信提示、密碼開門等功能。1.4 門禁系統(tǒng)的分類隨著科技的發(fā)展電子類的科技的更新日新月異，門控系統(tǒng)的應(yīng)用已不局限在單一的出入口控制。它不僅可以應(yīng)用于智能大廈或智能小區(qū)的門禁系統(tǒng)，還可以應(yīng)用在遠(yuǎn)程控制、停車場控制、電梯控制、交通管理或與其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制等多種控制場合。所以經(jīng)過多年的發(fā)展，門禁系統(tǒng)發(fā)展很快。門禁系統(tǒng)可分為三類： （1）密碼門禁系統(tǒng)電子密碼鎖是一種

39、通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機(jī)械鎖。（2）刷卡門禁系統(tǒng)顧名思義此系統(tǒng)需要刷卡,通過刷入射頻卡，對射頻卡的辨別來實(shí)現(xiàn)開門和關(guān)門任務(wù)的功能，目前市面上的卡有很多種類：條碼、磁卡、接觸式IC卡，非接觸式IC卡等，條碼和磁卡，在超市和銀行方面應(yīng)用的比較多，接觸式IC卡，以前在公共電話中用的比較多，但接觸式IC卡，芯片外露易壞、易折，而非接觸式IC卡既射頻卡，它把芯片和線圈封裝卡片內(nèi)，不容易損壞、

40、不怕惡劣的環(huán)境，現(xiàn)在社會上很流行，可靠性也高。（3）生物識別門禁系統(tǒng)采用生物識別技術(shù)的門禁系統(tǒng)在安防行業(yè)應(yīng)用已經(jīng)越來越多,包括銀行、監(jiān)獄、部隊(duì)等單位已經(jīng)采用生物識別的門禁系統(tǒng)來加強(qiáng)其管理的安全性和使用的方便性。生物識別系統(tǒng)按照識別對象來分主要有：   1. 指紋：是目前較成熟和適合于大規(guī)模應(yīng)用的生物識別特征。  2. 掌形：技術(shù)和產(chǎn)品也比較成熟，但是由于其體積大和價(jià)格較貴，限制了應(yīng)用。    3. 虹膜：是目前誤識率最低的產(chǎn)品之一，可以達(dá)到百萬分之一的精度，但是由于其使用的不

41、方便和價(jià)格昂貴及體積較大受到較多的使用限制。  4. 面相：由于其使用的方便性，這也是一種可以大規(guī)模推廣應(yīng)用的生物特征，但是由于目前的誤識率比較高和受到周圍環(huán)境的影響（如 燈光、氣候等）任務(wù)2、門禁管理系統(tǒng)功能需求分析與方案設(shè)計(jì)門控電路的硬件部分主要由主要供電電源電路、備用電源電路、單片機(jī)外圍電路、鍵盤電路、LED顯示電路、報(bào)警電路、通話電路等電路模塊組成。分為三塊電路設(shè)計(jì)，一塊電路實(shí)現(xiàn)電源電路，第二塊電路是與單片機(jī)直接控制相關(guān)的電路，第三塊是對講電路，采用這種設(shè)計(jì)是根據(jù)各個(gè)電路模塊之間的距離和功能來劃分的，說明起來也更加合理。2.1 基于單片機(jī)的單元門

42、禁系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖和基本工作原理智能控制器由主要供電充電鋰電池電路、蜂鳴報(bào)警電路、單片機(jī)及其外圍電路、（鍵盤電路、 LED顯示電路）通話門鈴電路的等電路模塊組成。主框圖如圖2.1 所示。通話電路鍵盤矩陣4*4AT89C52單片機(jī)LED顯示供電充電鋰電池電路錯(cuò)誤報(bào)警電路單片機(jī)開鎖電路AT24C02開鎖密碼存儲密碼門禁系統(tǒng)PAS5001-N如上圖所表示，電源由主要供電充電鋰電池電路和變壓電路組成，主要供電電路是由市電通過變壓濾波整流穩(wěn)壓后直接向各部分電路供12V和5V電壓。當(dāng)斷電時(shí)有鋰電池供電。51單片機(jī)是整個(gè)電路的核心部分，其中單片機(jī)IO口的輸入有 4x4矩陣鍵盤、AT24C02 E2ROM的儲存

43、器等，輸出LED顯示、報(bào)警電路、門鈴?fù)ㄔ掚娐?.2 各模塊的功能變壓電路：將市電壓濾波整流穩(wěn)壓后對鋰電池充電。充電鋰電池電路：在斷電的情況下能夠繼續(xù)想門控系統(tǒng)供電。4x4矩陣鍵盤：實(shí)現(xiàn)住戶輸入密碼開門，訪客輸入門號進(jìn)行通話。AT24C02 E2ROM：實(shí)現(xiàn)對用戶密碼的儲存。LED顯示：顯示相關(guān)的信息。報(bào)警電路：當(dāng)用戶密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)報(bào)警提示。通話電路：訪客通過輸入門號，對住戶進(jìn)行通話。任務(wù)三 門禁管理系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)3.1 門禁系統(tǒng)的硬件電路原理硬件總體電路原理圖如下所示，其中包括LED顯示模塊，蜂鳴器報(bào)警模塊，鍵盤模塊和存儲模塊等，包括晶振電路復(fù)位電路、電源電路和鋰電池充電電路。圖3.1 電路原理

44、圖 3.2 各分電路設(shè)計(jì)3.2.1 供電電源電路設(shè)計(jì)和鋰電池充電電路設(shè)計(jì) 如圖3.2.1.1所示電路為輸出電壓+5V、輸出電流1.5A的穩(wěn)壓電源。它由電源變壓器B，橋式整流電路D1D4，濾波電容C1、C3，防止自激電容C2、C3和一只固定式三端穩(wěn)壓器(7805)極為簡捷方便地搭成的。圖3.2.1.1Proteus仿真：仿真圖220V交流市電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過橋式整流電路D1D4和濾波電容C1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓(該電壓常常會因?yàn)槭须婋妷旱牟▌?dòng)或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化)。此直流電壓經(jīng)過LM7805的穩(wěn)

45、壓和C3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。本穩(wěn)壓電源可作為TTL電路或單片機(jī)電路的電源。三端穩(wěn)壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點(diǎn)，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件鋰電池充電電路設(shè)計(jì)：如圖3.2.1.2采用恒定電壓給電池充電，確保不會過充。輸入直流電壓高于所充電池電壓3伏即可。R1、Q1、W1、TL431組成精密可調(diào)穩(wěn)壓電路，Q2、W2、R2構(gòu)成可調(diào)恒流電路，Q3、R3、R4、R5、LED為充電指示電路。隨著被充電池電壓的上升，充電電流將逐漸減小，待電池充滿后R4上的

46、壓降將降低，從而使Q3截止， LED將熄滅，為保證電池能夠充足，請?jiān)谥甘緹粝绾罄^續(xù)充12小時(shí)。使用時(shí)請給Q2、Q3裝上合適的散熱器。本電路的優(yōu)點(diǎn)是：制作簡單，元器件易購，充電安全，顯示直觀，并且不會損壞電池通過改變W1可以對多節(jié)串聯(lián)鋰電池充電，改變W可以對充電電流進(jìn)行大范圍調(diào)節(jié)。圖3.2.1.23.2.2 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)此電路設(shè)計(jì)相當(dāng)簡單可以實(shí)現(xiàn)簡單的提示及報(bào)警功能，由單片機(jī)輸出一開關(guān)信號使報(bào)警燈和蜂鳴器工作。如下圖2.2.2所示。開鎖電路設(shè)計(jì) 當(dāng)正確開啟門禁時(shí)，開鎖電路工作：引腳24變?yōu)榈碗娖?，Q2導(dǎo)通，Q3導(dǎo)通，此時(shí)繼電器線圈導(dǎo)通，繼電器工作，開關(guān)被拉下，實(shí)現(xiàn)開鎖功能，而D5是

47、用來保護(hù)電路的。 3.2.3 門號選擇電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)假想了本單元有7層樓，每層樓有一位住戶，從下到上依次是101、201、301、401、501、601、701。在設(shè)計(jì)門號選擇電路時(shí)考慮到了使用3線8線譯碼器。當(dāng)呼叫的為101用戶時(shí)單片機(jī)輸出三位編碼提供給譯碼器譯碼，在通過譯碼器呼叫該用戶。3線8線譯碼器工作原理： 引腳圖 真值表如當(dāng)呼叫101住戶時(shí)，單片機(jī)端口輸001，而譯碼器輸出端輸出10111111，從而控制101用戶進(jìn)行通話功能。仿真圖如下圖3.2.3.1圖3.2.3.13.2.4 矩陣鍵盤的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是用AT89S52的并行口P1接4×4矩陣鍵盤，如圖2.2.4a所示，矩

48、陣鍵盤的每個(gè)按鍵有它的行值和列值 ，行值和列值的組合就是識別這個(gè)按鍵的編碼。矩陣的行線和列線分別通過兩并行接口和CPU通信。對鍵盤的處理程序功能：確定有無鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時(shí)的抖動(dòng)。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼而識別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能及其鍵值。設(shè)計(jì)中方案中的鍵值及其功能如圖中下標(biāo)所示，其中鍵值15為訪客、鍵值16為住戶，鍵值11為確認(rèn)，鍵值12為取消，鍵值14為呼叫，0-9為相應(yīng)數(shù)字。矩陣鍵盤Proteus仿真圖3.2.5 LED顯示電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)

49、計(jì)采用了共陰極的LED數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)顯示，此LED數(shù)碼管是有一個(gè)共陰極端，然后有a,b,c,d,e,f,g,DP為控制數(shù)碼管的顯示，顯示原理如下表：數(shù)碼管編碼顯示數(shù)碼管編碼顯示數(shù)碼管編碼顯示0x3fO0x73P0x79E0x37N0x40-0x76H0x3f00x0610x5B20x4F30x6640x6D50x7D60x0770x7F80x679仿真圖：3.2.6 斷電保護(hù)電路 本電路主要是對用戶密碼的一種儲存防止斷電后密碼丟失的作用，采用了AT24C02芯片。該芯片是美國Atmel公司的低功耗CMOS型E2PROM，內(nèi)含256x8位儲存空間，具有工作電壓寬（2.5-5.5V）、擦寫次數(shù)多（大

50、于10000次）、寫入速度快、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。該芯片采用I2C總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和I/O線，并且支持在線編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便。AT24C02中帶有的片內(nèi)地址寄存器。每寫入或者讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加1，以實(shí)現(xiàn)對下一個(gè)存儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。通過SDA及SCL兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個(gè)器件。而因?yàn)橛昧薎2C規(guī)程，使用主從機(jī)雙向通信，主機(jī)和從機(jī)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機(jī)產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生開始和停止的條件。其電路圖如下圖3.2.6.1圖3.2.6.1圖中AT24C02的1、2、3腳是三條地址線，用于