基于單片機(jī)的家用智能防火防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)

PAGEPAGE201緒論隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們生活水平的日益提高，在家庭中液化石油氣、管道煤氣、天然氣進(jìn)入了大多數(shù)家庭，各種家用電器也得到了廣泛的使用，人們在享受這些現(xiàn)化設(shè)施所帶來便利的同時(shí)，卻也增加了火災(zāi)隱患和有害氣體中毒等的危險(xiǎn)。與此同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展伴隨著城市流動(dòng)人口的急劇增加，給城市的社會治安增加了新的難題，盜竊、入室搶劫等刑事案件也呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢，人們越來越渴望有一個(gè)安全舒適的生活空間?，F(xiàn)在一般居民住宅的主要防盜措施僅限于傳統(tǒng)的防盜窗、防盜網(wǎng)等機(jī)械式家居防衛(wèi)設(shè)備，其雖具有一定的防盜作用，但在實(shí)際使用中不僅影響市容的美觀，更帶來了很多安全隱患。因此人們迫切需要一種智能型的多功能家庭防火防盜報(bào)警系統(tǒng)，使其能可靠進(jìn)行日常安全防范工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種警情并做出相應(yīng)處理，以便將警情消滅在萌芽狀態(tài)，保障居民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。但是因經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等原因，目前防火防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(bào)或者漏報(bào)，以及報(bào)警系統(tǒng)不動(dòng)作。人們希望住宅不僅更便利、舒適而且更安全，家庭防火防盜問題就成為人們極為關(guān)心的問題。因此，對防火防盜報(bào)警裝置的研究對現(xiàn)實(shí)意義重大。1.1家用防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的現(xiàn)狀報(bào)警設(shè)備對于保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要。目前防盜報(bào)警產(chǎn)品在我國的普及率只有20%，與歐美等發(fā)達(dá)國家高達(dá)70%的普及率相比，我國防盜報(bào)警產(chǎn)品市場的發(fā)展才剛剛起步，尤其在家庭安防報(bào)警系統(tǒng)方面的認(rèn)可度和普及率更低。隨著人們安全防范意識的提高，會有更多的人選用家庭安防報(bào)警產(chǎn)品，可以預(yù)見家庭安防報(bào)警系統(tǒng)將會有非常廣闊的發(fā)展空間?，F(xiàn)有的家庭安防報(bào)警系統(tǒng)按使用場所可以分為聯(lián)網(wǎng)型和單戶型兩大類。聯(lián)網(wǎng)型家庭安防報(bào)警系統(tǒng)由多個(gè)小型報(bào)警系統(tǒng)經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)組成社區(qū)型的安防報(bào)警中心，報(bào)警中心一般使用報(bào)警接收機(jī)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和打印機(jī)設(shè)備等。當(dāng)報(bào)警事件發(fā)生時(shí)，報(bào)警點(diǎn)的數(shù)據(jù)顯示在電子地圖的相應(yīng)位置，同時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以調(diào)出報(bào)警點(diǎn)的配置和現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)資料，供警情處理人員快速判斷和處理。聯(lián)網(wǎng)型家庭安防報(bào)警系統(tǒng)主要應(yīng)用于新建小區(qū)，而且需要用戶普遍接受該系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)和制造業(yè)技術(shù)等的迅速發(fā)展，有關(guān)家庭安防報(bào)警方面的產(chǎn)品也愈來愈豐富。近年來國內(nèi)外已有如博世、霍尼韋爾、艾禮富科立信、聯(lián)騰、宏泰等多家品牌公司開發(fā)研制出了一系列的家庭安防報(bào)警產(chǎn)品，它們可以通過有線或無線的方式完成一些報(bào)警和求助等功能，并且進(jìn)行了比較成功的應(yīng)用。例如上海聯(lián)騰公司的報(bào)警主機(jī)LT-B2102/ZX1具有電話語音遠(yuǎn)程報(bào)警功能，包括支持通過公用電話網(wǎng)或GSM（手機(jī)網(wǎng)絡(luò)）遠(yuǎn)程報(bào)警、支持連續(xù)撥打5組預(yù)置的電話號碼并進(jìn)行語音報(bào)警；可通過本地電話機(jī)進(jìn)行報(bào)警電話號碼的預(yù)置；還具有電話遠(yuǎn)程控制功能,即通過公用電話網(wǎng)或GSM（手機(jī)網(wǎng)絡(luò)）遠(yuǎn)程控制，例如可通過電話對報(bào)警主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程布防（根據(jù)提示輸入密碼），打開強(qiáng)光燈，打開警笛報(bào)警以及對報(bào)警信號進(jìn)行遠(yuǎn)程警情確認(rèn)等。可以預(yù)見，智能住宅智能小將成為21世紀(jì)建筑業(yè)的發(fā)展主流特別是在我國隨著人們生活水平的日益提高評價(jià)住宅小區(qū)的重要指標(biāo)。住宅小區(qū)是否智能化，安防系統(tǒng)是否完備、可靠將成為評價(jià)住宅小區(qū)的重要指標(biāo)。1.2本文研究的目的和意義目前市場上出現(xiàn)了非常多的家用防火防盜產(chǎn)品，安防產(chǎn)品可大致分為視頻監(jiān)控、樓宇對講、門禁控制、防盜報(bào)警等相對較為獨(dú)立的幾大應(yīng)用領(lǐng)域。僅就家庭防火防盜報(bào)警系統(tǒng)方面而言，以上列舉的這些家庭安防產(chǎn)品雖然具有某些較好的報(bào)警處理功能，但有些產(chǎn)品由于功能較少或價(jià)格較高等原因而難于普及，更沒有將加密技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)等很好的融入到整個(gè)家庭安防報(bào)警系統(tǒng)中來。因此研發(fā)一種適合于家庭等處的低價(jià)位、運(yùn)行可靠的具有自動(dòng)撥號、語音錄放和視頻錄像等多功能的安防報(bào)警系統(tǒng)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。本文結(jié)合實(shí)際需要研究并實(shí)現(xiàn)了一種多功能家庭智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)。1.3本文研究的內(nèi)容基于目前這種現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了一種基于公用電話網(wǎng)、多傳感器綜合應(yīng)用的新型家庭防火防盜智能報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)以煙霧傳感器、溫度傳感器、遠(yuǎn)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(jī)為控制核心，組成的一種自動(dòng)防火防盜報(bào)警系統(tǒng)。它可以通過種方式進(jìn)行報(bào)警，并借助電話等現(xiàn)代化通訊手段進(jìn)行信息傳遞。系統(tǒng)各個(gè)部分能與單片機(jī)主機(jī)相互聯(lián)系，以使系統(tǒng)能對防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制[1]。2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的總體構(gòu)成光電感煙火災(zāi)探測器光電感煙火災(zāi)探測器溫度探測器遠(yuǎn)紅外線防盜探測器微波防盜探測器CO探測器主控單片機(jī)89C51忙音、回音鈴檢測電路鍵盤接口電路及顯示電路看門狗電路語音報(bào)警電路DTMF撥號電路計(jì)算機(jī)接口電路去電話線到區(qū)域控制中心圖2-1家庭防火防盜報(bào)警系統(tǒng)功能框圖本防盜防火報(bào)警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是將電子探測、智能控制和電話通訊技術(shù)相結(jié)合，從而形成一個(gè)兩級聯(lián)網(wǎng)通訊的防盜、防火報(bào)警系統(tǒng)。智能防火防盜報(bào)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，主控單元電路，DTMF撥號電路，語音報(bào)警電路，鍵盤接口電路及顯示電路，忙音、回鈴音檢測電路[2]。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。(1)報(bào)警主機(jī)報(bào)警主機(jī)作為信息的檢測與處理中心,負(fù)責(zé)對探測器發(fā)送的報(bào)警信號的檢測和分析以判斷發(fā)生的警情種類以及需要進(jìn)行的相應(yīng)處理。報(bào)警主機(jī)可以完成撥號報(bào)警，打開警笛、強(qiáng)光燈、蜂鳴器等的處理任務(wù)。(2)探測器探測器是用來探測各種可能發(fā)生的警情，并將發(fā)生的警情通知報(bào)警主機(jī)，是防盜報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。傳感器是探測器的核心元件，采用不同原理制作的傳感器，可以構(gòu)成不同種類、不同用途、達(dá)到不同探測目的的探測器。根據(jù)探測途徑和探測方法的不同，家庭用探測器大致可分為以下幾種：①門磁探測器這種探測器是利用干簧管和磁鐵的物理特性，對門窗的開啟情況進(jìn)行探測，只要打開警戒的門窗，探測器就能向主機(jī)發(fā)出報(bào)警信號。②熱釋被動(dòng)式紅外探測器（簡稱紅外探測器）紅外輻射是一種電磁波，其波長介于光波和無線電波之間。人體也是一種紅外輻射源，其輻射波長約為10um。紅外探測器的作用是將移動(dòng)人體的紅外射線聚焦到傳感器上來，通過內(nèi)部光敏元件把接收到的紅外能量轉(zhuǎn)換為電信號輸出報(bào)警。③微波探測器當(dāng)微波探測器以一種頻率發(fā)送時(shí)，發(fā)射出去的微波遇到固定物體時(shí)，反射回來的微波頻率不變，探測器不會發(fā)出報(bào)警信號。當(dāng)發(fā)射出去的微波遇到移動(dòng)物體時(shí)，反射回來的微波頻率就會發(fā)生變化，探測器據(jù)此判定探測區(qū)域中有物體移動(dòng)，從而發(fā)出報(bào)警信號。④煙霧探測器煙霧探測器也稱為感煙式火災(zāi)探測器或煙感探測器。煙霧是早期火災(zāi)的重要特征之一，煙霧探測器能夠?qū)梢姷幕虿豢梢姷臒熿F粒子做出響應(yīng)，將探測部位煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送給主機(jī)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。⑤燃?xì)庑孤短綔y器燃?xì)庑孤短綔y器安裝于廚房中，主要用于檢測CO（俗稱煤氣）等氣體是否發(fā)生泄漏，一旦檢測到CO氣體生成且濃度超標(biāo)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，現(xiàn)場也會發(fā)出聲光報(bào)警，以及時(shí)提醒當(dāng)事人，避免發(fā)生有害氣體中毒的悲劇。(3)報(bào)警信號傳輸通道報(bào)警信號的傳輸通道有有線和無線兩種。①有線傳輸是指在兩個(gè)通信設(shè)備之間采用物理連接將信號從一方傳輸?shù)搅硪环?。有線傳輸介質(zhì)主要有雙絞線、同軸電纜和光纖等。②無線傳輸是指在兩個(gè)通信設(shè)備之間不使用任何物理連接，而是通過空間傳輸?shù)囊环N技術(shù)。無線傳輸介質(zhì)主要有電磁波、紅外線和激光等。2.2防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的功能及工作原理用戶端自動(dòng)報(bào)警器安裝于居民住宅，用于對居民住宅各個(gè)不同部位的不同類型探測智能化住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)器(紅外、微波、光電感煙、溫度、一氧化碳)進(jìn)行監(jiān)測與控制，并對從各個(gè)探測器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。一旦有人非法入室、室內(nèi)起火、煤氣泄漏等情況發(fā)生時(shí)，與之相對應(yīng)的報(bào)警探測器立即將相應(yīng)的報(bào)警信號（探測器的編號）加密后傳送給報(bào)警主機(jī)，報(bào)警主機(jī)對報(bào)警信號進(jìn)行解碼和判斷，得出報(bào)警類型，確認(rèn)無誤后，通過家中的電話線路自動(dòng)撥號報(bào)警，并與中央控制器建立聯(lián)系，將相關(guān)信息傳送至中央控制器中。該智能報(bào)警系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下功能:89C51單片機(jī)對雙音多頻(DTMF)編、譯碼器的控制，使住宅通過電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)部門之間的數(shù)據(jù)交換，DTMF撥號電路與89C51單片機(jī)通過電話網(wǎng)絡(luò)完成住宅與外部的聯(lián)絡(luò)。當(dāng)探測器檢測到意外情況后，就發(fā)出報(bào)警電平信號到主控制部分89C51單片機(jī)處，單片機(jī)通過接口電路對讀取的電平進(jìn)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(shí)控制語音芯片撥出事先錄制好的語音信號到電話線路，實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警，撥號完成接聽回鈴聲后，模擬掛機(jī)，從而完成向區(qū)域控制中心的單位保衛(wèi)部門、110/119報(bào)警臺電話機(jī)或用戶發(fā)出呼叫信號，告知對方住宅被盜或有火災(zāi)發(fā)生。報(bào)警系統(tǒng)在撥號報(bào)警的同時(shí)啟動(dòng)現(xiàn)場報(bào)警器，進(jìn)行事件的現(xiàn)場光（LED）報(bào)警，并啟動(dòng)語音電路，播放相應(yīng)警情的語音提示音。系統(tǒng)不需要另外占用電話線路，當(dāng)有報(bào)警信號時(shí)，報(bào)警電話享有電話線路的優(yōu)先權(quán)。本系統(tǒng)還配置有應(yīng)急按鍵，當(dāng)家庭出現(xiàn)緊急情況時(shí)可通過報(bào)警主機(jī)鍵盤上的應(yīng)急按鍵直接撥號報(bào)警。3智能防火防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1防火探測器的設(shè)計(jì)防火探測器是由溫度探測、光電感煙探測和一氧化碳探測構(gòu)成的復(fù)合型火災(zāi)探測器。多傳感器設(shè)計(jì)思想解決了傳統(tǒng)防火探測器一直存在的誤報(bào)率高的問題，增強(qiáng)了火災(zāi)探測的可靠性。復(fù)合型火災(zāi)探測器原理如圖3-1所示。溫度探測器溫度探測器光電感煙探測器CO氣體探測器預(yù)處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)MCU單片機(jī)Alerel圖3-1復(fù)合型火災(zāi)探測器原理示意圖由于單元探測技術(shù)所采用的單一參數(shù)火災(zāi)探測器(包括閩值觸發(fā)式和模擬量式)對火災(zāi)特征信號響應(yīng)靈敏度的不均勻性，導(dǎo)致它對實(shí)際火災(zāi)的探測能力受到了限制，尤其是用于對家庭住宅火情的準(zhǔn)確探知更是尤為重要。因此，報(bào)警系統(tǒng)中對火災(zāi)信號的檢測采用多傳感器/多判據(jù)的火災(zāi)探測技術(shù)，將探測器探測到的多元火災(zāi)探測信息經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行綜合判斷，在軟件設(shè)計(jì)中加入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法，仿真實(shí)現(xiàn)了多元同步智能探測0木木論文網(wǎng)原創(chuàng)畢業(yè)論文代寫（省略部分請咨詢本站QQ，免費(fèi)索?。?，本科畢業(yè)代寫論文咨詢QQ：309511582，研究生論文代寫咨詢QQ:654722852網(wǎng)址微博/mmlunwen;零定金，支付寶交易，包修包過。0。實(shí)際上，響應(yīng)各種不同類型的火災(zāi)，通常使用不同類型的火災(zāi)傳感器，它們有不同側(cè)重的檢測對象[3]。光電感煙探測器不僅可探測一般火情，對陰燃火尤其有極好的探測效果，主要用于火情早期各種燃燒的煙霧顆粒進(jìn)行探測，這一點(diǎn)就彌補(bǔ)了感溫探測器對陰燃火不敏感，響應(yīng)速度慢以及不能區(qū)分是火災(zāi)的熱還是空調(diào)或烹飪蒸氣的熱等缺點(diǎn);但溫度與光電感煙探測器都不能區(qū)分有些煙霧究竟是火災(zāi)的煙還是烹飪蒸汽或香煙的煙霧，由此，在設(shè)計(jì)中增加了C0探測部分，可以探知早期火災(zāi)煙霧中的C0成分，這樣就大大降低了各種環(huán)境因素的干擾，提高了報(bào)警的可信度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法處理己實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)中只取用其處理后的報(bào)警信號進(jìn)行自動(dòng)撥號報(bào)警處理。下面分別介紹三種傳感器的電路設(shè)計(jì)。=1\*GB2⑴溫度探測器溫度探測器使用數(shù)字溫度傳感器DS1820，它只有三個(gè)引腳，是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，應(yīng)用非常方便。DS1820的測溫原理是利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關(guān)系，把溫度信號直接轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號，通過內(nèi)部計(jì)數(shù)器對受溫度影響的振蕩器周期的計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)溫度測量。=2\*GB2⑵光電感煙探測器整個(gè)電路主要分為紅外線脈沖發(fā)射部分和接收部分，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙霧中的細(xì)微顆粒將對紅外線脈沖發(fā)生漫反射，并變換成相應(yīng)的電信號，該信號由運(yùn)放交流放大后經(jīng)比較器送單片機(jī)處理并報(bào)警[4]。電路原理如圖3-2所示。555振蕩電路555振蕩電路紅外發(fā)射管光電接受三極管比較電路運(yùn)算放大電路U圖3-2光電感煙探測器原理圖紅外發(fā)射電路中的555電路用于產(chǎn)生頻率可調(diào)的脈沖波形，使用555電路的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是輸出脈沖的占空比可調(diào)，便于設(shè)計(jì)不同要求的驅(qū)動(dòng)輸出。比較器的反相端接電阻器和可調(diào)電阻器，這樣就可以根據(jù)探測器所需要的不同靈敏度來調(diào)節(jié)比較電位[5].=3\*GB2⑶CO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(yīng)的選擇性好，并具有靈敏度高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在信號采集的同時(shí)加以溫度補(bǔ)償，最后利用MCU單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和特性修正[6]。防火探測器電路由上述三種傳感器組成，克服了環(huán)境因素的干擾。單片機(jī)進(jìn)行處理時(shí)可采用多循環(huán)檢0木木論文網(wǎng)原創(chuàng)畢業(yè)論文代寫（省略部分請咨詢本站QQ，免費(fèi)索?。?，本科畢業(yè)代寫論文咨詢QQ：309511582，研究生論文代寫咨詢QQ:654722852網(wǎng)址微博/mmlunwen;零定金，支付寶交易，包修包過。0測，在達(dá)到了規(guī)定檢測次數(shù)(如20次)，并且每次均檢測到了煙霧信號和CO氣體信號，測量溫度也超出報(bào)警溫度上限時(shí)，MCU發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號，否則認(rèn)為沒有火災(zāi)發(fā)生。3.2防盜探測器的設(shè)計(jì)防盜探測器是由紅外與微波探測器組成的雙鑒探測器。較之以往的微波或紅外單信號探測器，其誤報(bào)率明顯下降，原理示意圖如圖3-3所示。熱釋電紅外探測器熱釋電紅外探測器微波探測器74LS00與非門用戶端自動(dòng)報(bào)警器AT89C51Alarm0圖3-3雙鑒探測器原理示意圖雙鑒探測器工作時(shí)將探測到的紅外和微波兩種信號經(jīng)過與非門處理后送單片機(jī)，即只有同時(shí)檢測到兩個(gè)探測器輸出端口為高電平信號時(shí)，自動(dòng)報(bào)警器才會響應(yīng)盜情報(bào)警信號，否則不報(bào)警。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在紅外探測器中，通過菲涅爾透鏡的分割方式的改變可以降低由于小寵物引起的誤報(bào)，從而彌補(bǔ)了微波探測器監(jiān)視面積較大的弱點(diǎn):但紅外探測器對環(huán)境溫度的變化比較敏感，而微波探測器所檢測的只是活動(dòng)的目標(biāo)，所以對于如果只是溫度變化引起的干擾并不會被自動(dòng)報(bào)警器響應(yīng)。通過這樣雙重的檢測就進(jìn)一步減小了外界干擾，降低了報(bào)警信號誤報(bào)的發(fā)生率，下面詳細(xì)介紹本系統(tǒng)中紅外與微波探測器電路的設(shè)計(jì)原理、特點(diǎn)以及實(shí)際的工作過程。（1）熱釋電紅外線探測器在自然界，任何高于絕對溫度(一2730)的物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低是相關(guān)的。熱釋電紅外線防盜0木木論文網(wǎng)原創(chuàng)畢業(yè)論文代寫（省略部分請咨詢本站QQ，免費(fèi)索?。?，本科畢業(yè)代寫論文咨詢QQ：309511582，研究生論文代寫咨詢QQ:654722852網(wǎng)址微博/mmlunwen;零定金，支付寶交易，包修包過。0探測器中的檢測元件是BISS0001，該器件是CMOS數(shù)模混合專用集成電路，多用為紅外專用芯片，它具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號預(yù)處理。另外它還具有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾，其內(nèi)部設(shè)有延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器。（2）微波防盜探測器微波防盜探測器是由MOS場效應(yīng)管C3355、電阻和電容組成的高頻振蕩電路，電路產(chǎn)生微波信號后經(jīng)過人或物體反射和原信號產(chǎn)生頻移，微小的頻移信號經(jīng)過放大處理后輸出報(bào)警信號。報(bào)警范圍實(shí)測為7~8m，可有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)探測[2]。防盜探測器電路是由以上兩種類型探測器組成，在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行信號處理時(shí)，將探測到的紅外和微波兩種信號進(jìn)行“與”運(yùn)算，即只有同時(shí)檢測到兩個(gè)傳感器端口信號時(shí)，主機(jī)才會發(fā)出盜情報(bào)警信號，否則不于報(bào)警。3.3主控單元電路設(shè)計(jì)MCU微處理器對雙音多頻(DTMF)編、譯碼器的控制，使住宅通過電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)部門之間的數(shù)據(jù)交換;微處理器對各傳感器的信號檢測和控制。MCU通過對接口電路的讀取，并向單位保衛(wèi)科、110/119報(bào)警臺單位電話機(jī)或個(gè)人傳呼機(jī)發(fā)出呼叫信號，告之對方住宅被盜，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。本系統(tǒng)與電話機(jī)并聯(lián)，只在報(bào)警期間占用電話線路，報(bào)警結(jié)束后系統(tǒng)與電話線路脫離，不影響電話機(jī)的正常使用。當(dāng)探測器檢測到意外情況后就發(fā)出報(bào)警電平信號到主機(jī)控制部分。主機(jī)控制部分對該電平信號進(jìn)行處理，然后控制雙音多頻撥號芯片向電話線路撥出雙音多頻信號(電話號碼)，與此同時(shí)控制語音芯片撥出事先錄制好的語音信號到電話線路，實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警，撥號完成后，模擬掛機(jī)。3.4自動(dòng)撥號報(bào)警電路設(shè)計(jì)圖3-4自動(dòng)撥號報(bào)警電路系統(tǒng)使用MK8870型DTMF撥號專用芯片，該芯片原本是行列式按鍵輸入芯片，即4條行線及4條列線組成16個(gè)按鍵，實(shí)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(jī)具有良好的接口性能。如圖3-4所示，系統(tǒng)利用89C51完成對撥號芯片的控制，其中R8，C5為復(fù)位元件，完成上電復(fù)位，JT1使用6MHz晶體。這里用P1口的8根線0木木論文網(wǎng)原創(chuàng)畢業(yè)論文代寫（省略部分請咨詢本站QQ，免費(fèi)索?。?，本科畢業(yè)代寫論文咨詢QQ：309511582，研究生論文代寫咨詢QQ:654722852網(wǎng)址微博/mmlunwen;零定金，支付寶交易，包修包過。0完成對撥號芯片的控制。電路中電話號碼的撥出采用雙音多頻撥號方式。電話號碼的撥出是利用控制MK8870型DTMF撥號專用芯片的鍵盤行列輸入端R1~R4和C1~C4來實(shí)現(xiàn)的。首先要使相應(yīng)的行線和列線接通一段時(shí)間,然后再斷開一段時(shí)間,這樣芯片便將雙音多頻信號送到電話交換機(jī)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)電話撥號。3.5語音報(bào)警電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用了語音芯片APR9600構(gòu)成語音電路，該電路。主要由語音電路、譯碼器和電子開關(guān)組成[7]。語音報(bào)警電路圖如圖3-5所示。ABCE3E2E1ABCE3E2E174l5138CD4066CD4066APR9600M1-M4M5-M8喇叭話筒Y4-7P1.2~P1.4P2.5圖3-5語音報(bào)警電路框圖語音電路APR9600采用模擬存儲技術(shù)，噪音低，不怕斷電，可以反復(fù)錄放。語音信息可以分8段存放，分別用8個(gè)按鍵控制，按下哪個(gè)鍵就可以錄放哪一段而不影響其它段。本系統(tǒng)中的語音信息分為2大類:預(yù)警信息和報(bào)警信息，其中預(yù)警又分為溫度偏高預(yù)警和煙霧過大預(yù)警，報(bào)警分為火警和盜警。使用時(shí)，用戶可以通過簡單的按鍵操作，隨時(shí)錄制和播放任意一段。當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警或報(bào)警時(shí)，單片機(jī)通過P2.2~P2.4控制電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)按鍵操作0木木論文網(wǎng)原創(chuàng)畢業(yè)論文代寫（省略部分請咨詢本站QQ，免費(fèi)索?。?，本科畢業(yè)代寫論文咨詢QQ：309511582，研究生論文代寫咨詢QQ:654722852網(wǎng)址微博/mmlunwen;零定金，支付寶交易，包修包過。0，啟動(dòng)相應(yīng)的錄音段，放出相應(yīng)的語音預(yù)、報(bào)警信息，并且可以根據(jù)需要循環(huán)播放，播放次數(shù)由用戶自行設(shè)置。除以上電路外，系統(tǒng)還對忙音、回鈴聲檢測電路進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)。忙音、回鈴聲檢測電路主要是為實(shí)現(xiàn)可靠報(bào)警而設(shè)計(jì)。在電話號碼撥出后，必須判斷對方是否摘機(jī)，只有在確認(rèn)對方已經(jīng)摘機(jī)的情況下，才能發(fā)語音信息。系統(tǒng)采用忙音和回鈴聲的檢測來判斷對方是否摘機(jī)。3.6鍵盤接口及顯示電路設(shè)計(jì)該部分電路主要由4x4鍵盤、液晶顯示器及其控制電路組成。當(dāng)用戶通過鍵盤輸入報(bào)警電話號碼等數(shù)字信息時(shí)，該電路產(chǎn)生鍵盤中斷信號，通過INTI輸入端向單片機(jī)申請中斷，在鍵盤處理程序中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)字信息的顯示、修改和存儲[8]。本模塊中，顯示電路用LCD液晶顯示屏TS12232D顯示，由TS12232D構(gòu)成的顯示電路如圖3-6所示。圖3-6顯示電路4智能防火防盜系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)該系統(tǒng)有兩種報(bào)警類型，即火災(zāi)報(bào)警和非法侵入(盜警)報(bào)警。系統(tǒng)采用傳感器電路檢測人體的侵入和火災(zāi)的發(fā)生，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，傳感器檢測電路發(fā)出信號，向單片機(jī)申請中斷。單片機(jī)響應(yīng)中斷后，啟動(dòng)自動(dòng)撥號電路，根據(jù)報(bào)警類型的不同撥打不同的電話號碼，發(fā)送不同的報(bào)警信息。電話信號語音檢測(忙音/回鈴聲/接通)、系統(tǒng)設(shè)置、模擬摘機(jī)、DTMF信號收發(fā)等工作。軟件流程圖，如圖4-1所示。4.2檢測報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)檢測報(bào)警模塊流程圖如4-2所示。初始化初始化電源檢測設(shè)置定時(shí)中斷電話中斷請求？檢測定時(shí)子程序檢測到熱釋電紅外信號檢測到微波傳感器信檢測到溫度傳感器信檢測到煙霧傳感器信號檢測到co傳感器信號調(diào)接收指令子程序調(diào)自動(dòng)撥號子程序?qū)Ψ秸獧C(jī)？調(diào)語音報(bào)警子程序盜情報(bào)110火災(zāi)報(bào)119啟動(dòng)延時(shí)等待輸入密碼密碼正確？時(shí)間到？結(jié)束YNNYY圖4-1系統(tǒng)軟件主程序流程圖檢測報(bào)警模塊程序工作過程如下：(1)讀取探測器的編號。(2)判報(bào)警信號類型：①火警。顯示“火警”，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，打開警笛，撥打電話號碼，等到用戶接通后放送警情語音“火警，這里是ｘｘ小區(qū)ｘｘ單元ｘｘ室發(fā)生警情，請馬上救助”兩遍，等待用戶處理。進(jìn)入進(jìn)入讀取探測器編號和系統(tǒng)時(shí)間根據(jù)編號判斷報(bào)警類型顯示“其它警情”，聲音報(bào)警撥通用戶電話，放松警情錄音和用戶地址顯示“盜警”，聲音報(bào)警顯示“火警”，聲音報(bào)警顯示“有毒氣體”，聲音報(bào)警布防還是留守探測器編號是否為允許的編號火警有毒氣體盜警返回是是是否否否否一般布防圖4-2檢測報(bào)警模塊程序流程圖②盜警。顯示“盜警”，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，打開警笛，撥打電話號碼，等到用戶接通后放送警情語音“盜警，這里是ｘｘ小區(qū)ｘｘ單元ｘｘ室發(fā)生警情，請馬上救助”兩遍，等待用戶處理。③有毒氣體。顯示“有毒氣體”，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，打開警笛，撥打電話號碼，等到用戶接通后放送警情語音“有毒氣體，這里是ｘｘ小區(qū)ｘｘ單元ｘｘ室發(fā)生警情，請馬上救助”兩遍，等待用戶處理。④其它警情。顯示“其它警情”，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，打開警笛，撥打電話號碼，等到用戶接通后放送警情語音“有警情，這里是ｘｘ小區(qū)ｘｘ單元ｘｘ室發(fā)生警情，請馬上救助”兩遍，等待用戶處理。(3)用戶處理以上警情的操作和電話呼入處理程序中用戶的操作相同。(4)返回。4.3撥號模塊程序設(shè)計(jì)MK8870在自動(dòng)撥號應(yīng)用里應(yīng)將工作方式設(shè)置為突發(fā)方式在此種情況下雙音頻信號持續(xù)和暫停時(shí)間為5lms，符合自動(dòng)撥號要求。在將MK8870設(shè)置為突發(fā)模式的時(shí)候，需要進(jìn)行如0木木論文網(wǎng)原創(chuàng)畢業(yè)論文代寫（省略部分請咨詢本站QQ，免費(fèi)索?。究飘厴I(yè)代寫論文咨詢QQ：309511582，研究生論文代寫咨詢QQ:654722852網(wǎng)址微博/mmlunwen;零定金，支付寶交易，包修包過。0下步驟:寫控制寄存器A、寫控制寄存器B、寫發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器、等待中斷或讀狀態(tài)寄存器。撥號子程序流程圖見圖4-3所示。首先將MK8870設(shè)置為突發(fā)方式，然后判斷是否為盜情，即7EH是否被置位，如果沒有，則跳轉(zhuǎn)到撥管理中心電話號碼部分；如果被置位，則撥打用戶電話號碼，最后，該程序返回。4.4語音模塊程序設(shè)計(jì)語音子程序流程圖參見圖4-4所示。單片機(jī)P2.1口由高電平變?yōu)榈碗娖?，觸動(dòng)APR9600的放音腳，放音開始，因?yàn)锳PR9600最長錄音時(shí)間為20秒，所以，延時(shí)23秒后，單片機(jī)尸2.1腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，放音結(jié)束，然后進(jìn)入下一次放音狀態(tài)，直至三次放音結(jié)束，清除警情標(biāo)志位7EH后，程序返回。4.5按鍵模塊程序設(shè)計(jì)按鍵模塊程序流程圖參見圖4-5所示。按鍵處理程序如下：(1)進(jìn)入按鍵處理程序后，根據(jù)用戶按鍵的鍵值，進(jìn)入相應(yīng)的設(shè)置操作程序。(2)電話號碼設(shè)置主機(jī)液晶屏和語音提示“電話號碼設(shè)置”，掃描用戶輸入的數(shù)字并存儲號碼，同時(shí)顯示“輸入的電話號碼”在液晶屏上面，如果用戶長時(shí)間沒有按鍵，結(jié)束本次操作，返回錯(cuò)誤。開始開始繼電器閉合延時(shí)調(diào)自動(dòng)撥號子程序?qū)Ψ秸{(diào)語音報(bào)警子程序返回調(diào)對方摘機(jī)判斷子程序繼電器斷開NY圖4-3撥號模塊程序流程圖(3)錄音設(shè)置主機(jī)液晶屏和語音提示“錄音”，錄音指示燈亮，開啟錄音并且開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間顯示在液晶屏上。計(jì)時(shí)到10秒（ISD1110），結(jié)束錄音，錄音指示燈熄滅，然后延時(shí)一小段時(shí)間，再播放一遍剛才的錄音，“嘟—嘟—”，返回正確。(4)放音設(shè)置主機(jī)液晶屏和語音提示“放音”，開啟放音并且開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間顯示在液晶屏上。計(jì)時(shí)到10秒（ISD1110），結(jié)束放音，“嘟—嘟—”，返回正確。(5)報(bào)警聲音設(shè)置主機(jī)液晶屏和語音提示“報(bào)警聲音設(shè)置”，掃描鍵盤，如果用戶輸入數(shù)據(jù)超時(shí)，返回錯(cuò)誤，否則將用戶設(shè)置的報(bào)警聲音參數(shù)設(shè)置為當(dāng)前的報(bào)警聲音參數(shù)。存儲設(shè)置的參數(shù)，“嘟—嘟—”，返回正確。(6)應(yīng)急操作（應(yīng)急按鍵按下）：顯示“應(yīng)急報(bào)警”，報(bào)警指示燈亮；然后進(jìn)入撥號程序。開始開始回放開始延時(shí)23秒回放結(jié)束回放3次N N N 返回Y圖4-4語音模塊程序流程圖4.6顯示模塊程序設(shè)計(jì)顯示模塊程序流程圖參見圖4-6所示。顯示模塊程序設(shè)計(jì)如下：(1)使用字模提取軟件提取字模，字的大小為16×16，一個(gè)字符32個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。(2)將字模數(shù)據(jù)加入顯示數(shù)據(jù)數(shù)組中。(3)構(gòu)