【基于PLC控制的防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10000字（論文）】

目錄1緒論 11.1電路設(shè)計(jì)背景 11.2國(guó)內(nèi)外防盜監(jiān)控報(bào)警的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的方案 21.3.1基本原理概述 21.3.2設(shè)計(jì)要求 22防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 42.1可編程控制器（PLC）的選型 42.2外接采集節(jié)點(diǎn)模塊電路 52.2.1顯示電路設(shè)計(jì) 52.2.2蜂鳴報(bào)警器 52.2.3鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì) 62.2.4系統(tǒng)供電電源設(shè)計(jì) 72.2.5片外程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 82.3短信息GSM模塊的選擇 92.3.1SIM卡電路 9TC35i的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器， 92.3.2IGT點(diǎn)火電路 102.3.3SYNC狀態(tài)指示電路 112.4紅外數(shù)據(jù)傳感模塊 112.4.1熱釋電紅外傳感器RE200B 112.4.2紅外無(wú)線發(fā)射電路設(shè)計(jì) 122.4.3紅外無(wú)線電接收電路 132.5串口RS-232以及總線 142.5.1RS-232串行通信電路 143.5.2CAN總線通訊 143防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 163.1系統(tǒng)主程序 163.1.1主程序思想 163.1.2匯編語(yǔ)言 163.2主軟件流程設(shè)計(jì) 164防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 194.1軟件的運(yùn)用 194.1西門(mén)子PLCS7-200仿真軟件 194.1.2Wincc組態(tài)軟件 194.2.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 205PLC主要源以及抗干擾措施 235.1PLC系統(tǒng)中干擾的主要來(lái)源 235.1.1強(qiáng)電干擾 235.1.2柜內(nèi)干擾 235.1.3信號(hào)線引入的干擾 235.1.4PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾 235.2干擾的危害 235.3PLC系統(tǒng)中干擾的主要措施 245.3.1電源的合理擺放 245.3.2選擇良好的接地方式 24結(jié)論 25參考文獻(xiàn) 27附錄 281緒論1.1電路設(shè)計(jì)背景近年來(lái)，隨著電子產(chǎn)品的人性化，智能化的發(fā)展、音頻芯片廣泛應(yīng)用于公共交通站和自動(dòng)電話系統(tǒng)中。家電和智能手機(jī)的應(yīng)用廣泛。聲音功能逐漸變成了電子產(chǎn)品的基本功能，語(yǔ)音芯片的產(chǎn)品也在增加。近年來(lái)，改革開(kāi)放的深入，電子電器的快速發(fā)展，人民的生活水平有著很大的提高。各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也是越來(lái)越多，由于部分人認(rèn)為缺乏防范意識(shí)較差，導(dǎo)致盜竊現(xiàn)象多。因此，居民的家庭，關(guān)于財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題，越來(lái)越擔(dān)心。這時(shí)，警報(bào)解決了問(wèn)題。但是市場(chǎng)的警報(bào)幾乎是很大的公司和金融機(jī)構(gòu)。價(jià)格高昂，一般人們難以接受。如果設(shè)計(jì)和制造，以一種防止犯罪蜂鳴器能夠可靠的性能，一定要發(fā)揮與防范和保證財(cái)產(chǎn)安全的有效作用。紅外線，可見(jiàn)光的，強(qiáng)烈的潛在性和隱蔽性，所以防止被盜，警戒安保裝置等廣泛的應(yīng)用，另外，電子郵件，人體的探查等領(lǐng)域，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器和它的價(jià)格便宜、技術(shù)性能穩(wěn)定等特征，在廣泛的用戶和專業(yè)人士的歡迎。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅的防止犯罪的家庭用的電子的防范系統(tǒng)。它不僅是基于以前的防犯器的改善，單一的住宅區(qū)，規(guī)模大規(guī)模的醫(yī)院失盜系統(tǒng)，那項(xiàng)工作的性能好，不難出去的紙和誤報(bào)現(xiàn)象，安全信賴性高。1.2國(guó)內(nèi)外防盜監(jiān)控報(bào)警的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)入21世紀(jì)，人類步入了信息時(shí)代，智能化住宅應(yīng)是信息化社會(huì)的產(chǎn)物。從上世紀(jì)初，報(bào)警系統(tǒng)就已經(jīng)在北美稍具雛形，引用了大量的網(wǎng)管技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和電子技術(shù)，現(xiàn)己成為十分先進(jìn)的聯(lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)平臺(tái)，在北美，報(bào)警呼救箱放置在街頭巷尾，在呼救時(shí)發(fā)出聲響提示，以尋求附近警察的幫助；同時(shí)，這種呼救箱直接連接到附近的警局，使得稍遠(yuǎn)一些的警察也能夠收到呼救信息。2010年以來(lái)，我國(guó)智能監(jiān)控取得了較大發(fā)展。智能監(jiān)控技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)得到推廣應(yīng)用。在整個(gè)安防產(chǎn)業(yè)中，防盜報(bào)警遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有視頻監(jiān)控所占的高份額，但二十年的發(fā)展，防盜報(bào)警企業(yè)已由單純的產(chǎn)品供應(yīng)拓寬至運(yùn)營(yíng)服務(wù)，在產(chǎn)品、技術(shù)、運(yùn)營(yíng)模式方面不斷進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)。目前以太網(wǎng)的可靠性和帶寬正以幾何級(jí)數(shù)不斷增加，以太網(wǎng)技術(shù)將會(huì)在機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用，防盜報(bào)警器主要深入應(yīng)用在政府部門(mén)、金融、文博等領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，商業(yè)應(yīng)用的增長(zhǎng)會(huì)漸漸放緩。隨著無(wú)線技術(shù)的發(fā)展成熟，基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)勢(shì)必成為未來(lái)的發(fā)展方向。1.3防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的方案1.3.1基本原理概述智能監(jiān)控控制報(bào)警系統(tǒng)是智能化的住宅的重要組成部分應(yīng)用傳感等高科技技術(shù)，危險(xiǎn)信號(hào)處理和傳輸系統(tǒng)。其能夠在第一時(shí)間檢測(cè)到危險(xiǎn)信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行報(bào)營(yíng)。通過(guò)將危險(xiǎn)信號(hào)反饋到相應(yīng)的通訊設(shè)備上讓人們了解到危險(xiǎn)信息，并及時(shí)的對(duì)危險(xiǎn)情況做出處理，進(jìn)而制止危險(xiǎn)的進(jìn)一步擴(kuò)大和確保了住宅建筑物的安全。其具體的工作原理為，智能防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)利用傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集，并利用PLC對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理和傳送，通過(guò)對(duì)程序進(jìn)行觸發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。圖1.1防盜報(bào)警系統(tǒng)組成框圖1.3.2設(shè)計(jì)要求（1）該設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為防盜相關(guān)的數(shù)據(jù)采集以及盜情報(bào)警和顯示等模塊子函數(shù)。（2）本紅外被盜系統(tǒng)由發(fā)熱電紅外傳感器，智能語(yǔ)音警報(bào)器、PLC控制電路及相關(guān)的管理軟件的構(gòu)成。（3）紅外傳感監(jiān)控功能。探測(cè)移動(dòng)為人體，有人闖入時(shí)，熱電紅外線傳感器釋測(cè)量動(dòng)作設(shè)定紅外輻射的紅外光譜人體探頭電器信號(hào)轉(zhuǎn)換，被放大電路，比較電路中打開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)送，門(mén)限閥門(mén)從送出水平，連接智能機(jī)S7-200PLC，經(jīng)過(guò)PLC處理運(yùn)算驅(qū)動(dòng)電路警號(hào)發(fā)聲執(zhí)行警報(bào)。（4）鍵盤(pán)主要起到方便使用者的作用，使用者可以根據(jù)鍵盤(pán)的控制防盜系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置以及相關(guān)功能的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到自己的目的，鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔大方，這樣很好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。（5）顯示屏幕主要是顯示使用者所按下的按鍵所對(duì)應(yīng)的數(shù)字，讓使用者能夠更加直觀的明白遠(yuǎn)程控制防盜系統(tǒng)在當(dāng)前情況下所進(jìn)行的工作。（6）GSM通信模塊，負(fù)責(zé)報(bào)警系統(tǒng)與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)交換。通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)短信功能，將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警信息提醒功能。（7）PLC是監(jiān)控控制語(yǔ)音播放器的核心控制部件，控制GSM模塊和報(bào)警設(shè)備控制中心之間的通信應(yīng)答反應(yīng)；所有的報(bào)警響應(yīng)車載單元和控制報(bào)警設(shè)備。PLC的可編程性以及便于操作的特性都決定了使用PLC的核心控制作用。2防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1可編程控制器（PLC）的選型可編程序控制器（PLC）是一種在工業(yè)環(huán)境中為數(shù)字操作而設(shè)計(jì)的電子裝置。綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了西門(mén)子S7-200系列PLC。采用PLC代替繼電器可的很好的性能價(jià)格比防盜監(jiān)控的線路越復(fù)雜使用PLC的優(yōu)越性就越顯著。產(chǎn)品以其高性能、良好的可擴(kuò)展性和良好的通信能力而著稱，西門(mén)子的工業(yè)控制總線也很受歡迎。我們?cè)谠撓盗挟a(chǎn)品中選擇了S7-200CPU224。這臺(tái)機(jī)器集成了14個(gè)輸入/10個(gè)出口?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P(guān)的外部設(shè)備應(yīng)根據(jù)其功能的易擴(kuò)展原則來(lái)設(shè)計(jì)張明德，洪武.論基于PLC防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)?2015(35)。PLC功耗小，產(chǎn)生熱量非常小，電氣柜可以設(shè)計(jì)密封，防塵不需要經(jīng)常保養(yǎng)。張明德，洪武.論基于PLC防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)?2015(35)s7-200系列CPU將微處理器、集成電路、輸入電路和輸出電路結(jié)合在一起，形成強(qiáng)大的微處理器。見(jiàn)下圖2.1，下載程序后，S7-200包含應(yīng)用程序中需要用來(lái)監(jiān)控和控制輸入和輸出設(shè)備的邏輯。圖2.1S7-200的CPU圖西門(mén)子提供不同的S7-200CPU型號(hào)，具有多種特征和性能，可以為不同的應(yīng)用創(chuàng)建有效的解決方案。S7-200擴(kuò)充模塊為了更好地解決應(yīng)用需要，S7-200系列包含許多中擴(kuò)充模塊，可以使用這些擴(kuò)充模塊將功能添加到S7-200CPU。下表提供了當(dāng)前可用的擴(kuò)充模塊的列表[張秋菊，邵澤軍，杜瑩，白彥霞.基于PLC的家庭防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子世界.2017(08)]。張秋菊，邵澤軍，杜瑩，白彥霞.基于PLC的家庭防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子世界.2017(08)表2.2S7-200擴(kuò)充模塊由于本系統(tǒng)的控制是防盜監(jiān)控控制，防盜信息點(diǎn)收集的傳感器運(yùn)用較多，所以選用西門(mén)子S7-200作為主控機(jī)來(lái)控制整個(gè)防盜監(jiān)控系統(tǒng)，所以選擇這種PLC。2.2外接采集節(jié)點(diǎn)模塊電路根據(jù)原理圖該系統(tǒng)主要可分為鍵盤(pán)部分，顯示部分和蜂鳴器4部分，每部分協(xié)調(diào)工作，來(lái)實(shí)現(xiàn)紅外監(jiān)控防盜報(bào)警信號(hào)監(jiān)測(cè)功能。2.2.1顯示電路設(shè)計(jì)液晶顯示采用LCD1602，這樣就算是在不使用計(jì)算機(jī)的情況下，控制系統(tǒng)系統(tǒng)也能正常運(yùn)行，并且能具有直觀的可視性。顯示電路主要是通過(guò)鍵盤(pán)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域的各功能設(shè)定、當(dāng)前參數(shù)等設(shè)定。下圖是顯示原理圖2.1：圖2.3LCD顯示原理圖2.2.2蜂鳴報(bào)警器聲音檢測(cè)模塊駐極體傳聲器作為檢測(cè)器，通過(guò)電平變換電路，在有麥克風(fēng)的聲波，晶體管基極偏置，使得在流動(dòng)方向上的駐極體傳聲器急劇下降的內(nèi)部電阻，使晶體管的變化[于敏.基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)?2016(30)]，從而達(dá)到聲音，以確定是否為目的。蜂鳴器是三極管的一種開(kāi)關(guān)、傳導(dǎo)和兩種工作狀態(tài)的使用，相當(dāng)于關(guān)鍵的關(guān)閉和打開(kāi)，三極管傳導(dǎo)，蜂鳴器，三極管截止，蜂鳴器不起作用。三極管采用8050NPN型晶體管，連接到P3.6，當(dāng)它被用于高功率三極管時(shí)，當(dāng)它低時(shí)，三極管就關(guān)閉了，如圖2.4所示。當(dāng)測(cè)速存在超速后，蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音進(jìn)行提示。于敏.基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)?2016(30)圖2.4蜂鳴器與PLC的接口電路圖2.2.3鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì)按鍵是采用行列式鍵盤(pán)。按鍵控制電路采用八個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)，與PLC的PO口相連，八個(gè)鍵盤(pán)分別控制防盜的運(yùn)行情況，用PLC的并行口P1接4×4矩陣鍵盤(pán)，以P1.0－P1.3作輸入線，以P1.4－P1.7作輸出線；液晶顯示器上顯示每個(gè)按鍵的“0－F”序號(hào)。圖2.5鍵盤(pán)硬件電路圖2.2.4系統(tǒng)供電電源設(shè)計(jì)系統(tǒng)供電電源有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和上位機(jī)兩部分。對(duì)某些電壓傳感器和電流互感器的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量需要24V電源，溫度傳感器Pt100需要12V電源，測(cè)量速度接近開(kāi)關(guān)，需要5V電源;主控制芯片和顯示器需要5V電源;上端計(jì)算機(jī)是PC。在該領(lǐng)域，他們的電源來(lái)自變頻器箱，由變頻器組成，然后開(kāi)關(guān)電源(如圖3-10所示)穩(wěn)定為24V電源和12V電源。有24V的電源，可以將24V轉(zhuǎn)換為5V。圖2.612V與24V開(kāi)關(guān)電源隨著科技的發(fā)展，LM2576系列具有高性能和大的輸出電流的操作能力。因此，PLC的可信性為穩(wěn)定工作提供了有力的保證。LM2576系列3電流能量輸出降壓穩(wěn)壓器電路包含其內(nèi)部穩(wěn)定的晶體振蕩器（52千赫）和基本標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)芯片（1.23V），這是相當(dāng)完善的電路保護(hù)。LM2576的外配電路如圖2.7。圖2.7LM2576圖2.8LM2576外配電路2.2.5片外程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器隨著技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)lash優(yōu)勢(shì)已經(jīng)全面替代EPROM在嵌入式系統(tǒng)中的地位，在智能系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。因?yàn)?812TMS送320F20MHz的時(shí)鐘頻率，時(shí)鐘周期為50，內(nèi)存的速度內(nèi)存高，所以我們使用賽普拉斯CY7C1021V芯片，存儲(chǔ)時(shí)間為33，數(shù)據(jù)率為十六，64K的容量。隨機(jī)訪問(wèn)或通過(guò)邏輯電路數(shù)據(jù)隨機(jī)存取。RAM低32K的定義是數(shù)據(jù)0比0×00007×FFF空間地址；高32K的定義是程序空間地址0到0xffffx8000。圖2.9為片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展。圖2.9片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展2.3短信息GSM模塊的選擇2.3.1SIM卡電路TC35i的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，TC35i該模塊提供3VSIM電壓，其數(shù)據(jù)接口(CMOS級(jí)別)可以通過(guò)AT命令傳輸方向和數(shù)據(jù)，可選波特率為300b/s～115kb/s，自動(dòng)波特率為1.2kb/s～115kb/s。它支持文本和短信PDU格式，可以通過(guò)在命令信號(hào)或關(guān)閉重啟和恢復(fù)[[]馬穎.用AT89S52和GSM短信模塊設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)[J].電子制作.2016(12)]。RC電路來(lái)完成的且該信號(hào)下降沿時(shí)間小于lms。TC35i模塊上與SIM卡相關(guān)的信號(hào)線有6條，24-29為SIM卡引腳，分別為CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND，其中CCIN可以不連接。一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長(zhǎng)情況，另一種是指示TC35i的工作狀態(tài)，如圖2.10所示為SIM卡。[]馬穎.用AT89S52和GSM短信模塊設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)[J].電子制作.2016(12)圖2.10SIM卡電路圖2.11SIM卡與TC35i模塊連接2.3.2IGT點(diǎn)火電路TC35觸發(fā)點(diǎn)火信號(hào)結(jié)束IGT，OC門(mén)或一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)來(lái)降低水平的開(kāi)放模塊，低水平的有效。當(dāng)插入SIM卡，該引腳置為高電平，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作。對(duì)于點(diǎn)火信號(hào)的IGT，電池電壓必須大于3v，因?yàn)槟K是帶電的。為了使TC35i標(biāo)準(zhǔn)化，信號(hào)必須在15(IGT)的低水平上，和至少100ms和信號(hào)下降沿時(shí)間小于1毫秒，啟動(dòng)15針應(yīng)該保持高水準(zhǔn)。PLC通過(guò)串口線與GSM短信息模塊相連。如圖2.12所示。注意，如果你通過(guò)充電器回路(接收電源插頭)或通過(guò)電池供電(收到Vbatt+pin)，IGT信號(hào)至少要維持1秒[[]余威.淺解防盜報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)公共安全.2017(05)][]余威.淺解防盜報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)公共安全.2017(05)圖2.12IGT點(diǎn)火電路2.3.3SYNC狀態(tài)指示電路TC35i模塊32針同步有兩種工作模式，當(dāng)一個(gè)狀態(tài)指示啟動(dòng)成長(zhǎng)的力量，另一個(gè)是TC35i工況，可用于在命令+同步切換，這個(gè)模塊使用的是后者。第32腳為SYNC腳，同步針可以用來(lái)輸出一個(gè)同步信號(hào)，也可以在應(yīng)用程序中控制LED燈的輸出狀態(tài)。SYNC端通過(guò)一個(gè)三極管或門(mén)電路來(lái)控制LED，用來(lái)指示TC35i模塊的工作狀態(tài)[[]周珊.防盜報(bào)警產(chǎn)品應(yīng)用及市場(chǎng)發(fā)展分析[J].中國(guó)公共安全.2016(19)][]周珊.防盜報(bào)警產(chǎn)品應(yīng)用及市場(chǎng)發(fā)展分析[J].中國(guó)公共安全.2016(19)圖2.13SYNC狀態(tài)指示電路2.4紅外數(shù)據(jù)傳感模塊2.4.1熱釋電紅外傳感器RE200B在這里選用RE200B雙元件型熱釋電紅外傳感器，紅外傳感器工作原理與紅外線有關(guān)，當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí)，這樣可以相互抵消，避免出現(xiàn)檢測(cè)誤差。通常RE200B熱電晶體的熱釋電紅外傳感器，氧化膜，過(guò)濾器，阻力和場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的部分。無(wú)線電系統(tǒng)的前端檢測(cè)主要是各種類型的探測(cè)器，最重要的是入侵探測(cè)器。此外，兩個(gè)晶體的參數(shù)同時(shí)會(huì)改變，它能以非接觸形式檢測(cè)出物體放射出來(lái)的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。輸出電壓信號(hào)又極其微弱，故在管內(nèi)附有FET放大器及厚膜電阻，以達(dá)到阻抗變換的目的。當(dāng)傳感器被使用時(shí)，d端連接到正極，s端是信號(hào)輸出，g端連接到負(fù)極。紅外熱電晶體可以將需要或其他光線的光線射入傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖2.14所示。圖2.14紅外傳感器結(jié)構(gòu)圖圖2.15熱釋電紅外傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖在實(shí)證知識(shí)體系菲內(nèi)爾光調(diào)制器，使用不同的鏡頭，有電壓達(dá)到報(bào)警閥值電平時(shí)，探測(cè)器才會(huì)有電壓信號(hào)輸出，紅外輻射集熱器和調(diào)制器來(lái)實(shí)現(xiàn)雙功能。BISS0001由運(yùn)算放大器、電壓比較器、控制器、狀態(tài)定時(shí)器，延時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器，直至延時(shí)周期Tx時(shí)間結(jié)束，電路不會(huì)被重復(fù)觸發(fā)。2.4.2紅外無(wú)線發(fā)射電路設(shè)計(jì)VT1通過(guò)晶體管和電容C2，3，4，C，C.5的振動(dòng)水平，執(zhí)照和L一變?nèi)荻O管電感元件西勒振蕩器。將輸出信號(hào)V2送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs。在振動(dòng)信號(hào)C7的追隨著弱的結(jié)合，并且傳輸放大器。在數(shù)據(jù)采集模塊的一部分，系統(tǒng)采用PLC作為前端產(chǎn)業(yè)聚集中心控制單元，主要完成數(shù)據(jù)收集處理。圖2.15紅外傳感發(fā)射電路2.4.3紅外無(wú)線電接收電路紅外線傳感器接收BISS0001紅外信號(hào)輸出損失scmP1.0口，接收一個(gè)或多個(gè)接收器這些數(shù)據(jù)包：0次P1.0PLC控制端口通過(guò)P1.0水平的判斷。頻率鑒別電路采用3361MC。這個(gè)振動(dòng)27MHz和高廣播信號(hào)混合后，500KHz的中頻信號(hào)。這個(gè)信號(hào)窄帶陶瓷濾波器（比FL）還MC3361鑒頻，且要根據(jù)信息命令控制各個(gè)子功能模塊。無(wú)線電接收電路如圖2.16：圖2.16紅外傳感接收電路2.5串口RS-232以及總線2.5.1RS-232串行通信電路本設(shè)計(jì)中RS-232串口僅用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC控制模塊之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)異步串行短距離通信。本系統(tǒng)串行通信接口選用了最常用的9針RS-232接口。RS-232的每支引腳都有其功能和信號(hào)流動(dòng)的方向。由于串口的高電平，容易損壞板卡接口電路芯片，為了實(shí)現(xiàn)異步串行通信接口的兼容通信，可以在GSM短信息模塊的RTS信號(hào)燈上看到明滅交錯(cuò)，當(dāng)5V邏輯連接到RS-232端口時(shí)，需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，來(lái)實(shí)現(xiàn)與TTL電路的連接。下面是串口電路結(jié)構(gòu)，高電位表示PLC已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，隨時(shí)可以接收數(shù)據(jù)。如圖2.17所示：圖2.17串口電路結(jié)構(gòu)圖3.5.2CAN總線通訊總線制報(bào)警系統(tǒng)的安裝配置可以通過(guò)接警中心計(jì)算機(jī)的軟件進(jìn)行設(shè)置，本系統(tǒng)選用了CTM1050作為CAN收發(fā)器，基于總線式智能防盜報(bào)誓系統(tǒng)通過(guò)建筑群內(nèi)的局域網(wǎng)總線，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中還采用公開(kāi)一致的通信標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)方案，即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多整體收發(fā)和數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)。報(bào)警控制器連接多個(gè)探測(cè)器，通過(guò)總線與接警計(jì)算機(jī)相連，按一定的協(xié)議通信?？偩€消息采用有效的短消息形式，用戶可按自己的需要把來(lái)自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高了抗干擾能力，當(dāng)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉的功能以切斷該節(jié)點(diǎn)與總線的聯(lián)系，提高了通信的可靠性。圖2.18CTM1050接口電路通過(guò)該系統(tǒng)、CAN總線很多數(shù)控系統(tǒng)連接構(gòu)成優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)則主動(dòng)停止發(fā)送，從而避免了總線沖突，CRC檢測(cè)，相應(yīng)的誤差處理功能，提供保證數(shù)據(jù)通信的可靠性。本系統(tǒng)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置，PLC的微處理器920t建立在CAN模塊，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問(wèn)的控制與處理，主要是完成信號(hào)的過(guò)濾、過(guò)通知和恢復(fù)管理，如圖2所示。圖2.19CAN模塊結(jié)構(gòu)圖3防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)主程序3.1.1主程序思想PLC微處理器上電之后，馬上設(shè)定初期化模塊，關(guān)閉全部中斷，系統(tǒng)總線的初期化，然后依次設(shè)置水晶，計(jì)時(shí)器，串行通訊端口，片內(nèi)外的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和所有的I/O端口。接著，根據(jù)硬件連接和每個(gè)模塊的特點(diǎn)和功能芯片實(shí)現(xiàn)，初始化，包括顯示端口，端口輸入/輸出的PLC、串行端口輸入/輸出和脈搏血氧模塊的輸入端口。串口通信子程序如前所述，完成該模塊與PLC的通信。采用現(xiàn)有的組態(tài)監(jiān)控軟件與上位機(jī)通信，但針對(duì)小規(guī)模的控制系統(tǒng)，PLC接收各子功能模塊傳的信息，通過(guò)GSM短信息模塊發(fā)送短信息到用戶手機(jī)。時(shí)鐘中斷函數(shù)和輸出控制、紅外傳感器控制信號(hào)控制。通過(guò)控制該模塊電源的通斷來(lái)控制防盜報(bào)警模塊的啟動(dòng)和關(guān)閉。3.1.2匯編語(yǔ)言PLC控制程序采用步進(jìn)7-microwin-v40編程軟件由西門(mén)子開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)采用梯形圖語(yǔ)言編程，PLC根據(jù)循環(huán)掃描方式，它能夠通過(guò)同一電纜同時(shí)對(duì)控制層的信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與處理，沿上下梯形圖，從左到右依次執(zhí)行，相同的掃描周期值存儲(chǔ)在輸出圖像寄存器中，通過(guò)設(shè)定的程序調(diào)用，輸出繼電器的值也可以在用戶程序中當(dāng)作條件使用。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，梯形圖可以看作是高級(jí)語(yǔ)言，PLC，幾乎不需要去和內(nèi)部邏輯硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，認(rèn)為那樣很容易被電氣工程設(shè)計(jì)和一般維修人員操作接受，非常適合初學(xué)者的編程工具。3.2主軟件流程設(shè)計(jì)主程序的流程是通過(guò)紅外模塊接收光信號(hào)信息，然后傳送到PLC進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換[[]張可兒.基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表.2017(01)][]張可兒.基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表.2017(01)圖3.1系統(tǒng)總流程圖初始化初始化紅外信息的采集將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)發(fā)送紅外數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束定位數(shù)據(jù)在緩沖區(qū)進(jìn)行字符轉(zhuǎn)換有無(wú)詢問(wèn)指令？檢測(cè)串行口打開(kāi)與否？否有無(wú)是圖3.2報(bào)警采集和發(fā)送的總流程圖4防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1軟件的運(yùn)用4.1西門(mén)子PLCS7-200仿真軟件調(diào)試仿真軟件STEP使用S7-200PLC的用戶程序。另外，在編程軟件的一個(gè)階段，計(jì)算機(jī)模擬了200個(gè)功能，在開(kāi)發(fā)階段發(fā)現(xiàn)并調(diào)試了用戶程序的質(zhì)量，以及下拉的成本。模擬調(diào)試中采用串口調(diào)試助手，進(jìn)行仿真調(diào)試。與西班牙版本相比，該軟件支持中斷、函數(shù)、PID指令、累計(jì)訂單、命令和支持、Modbus生產(chǎn)商、USS和自由口通信。該軟件是flash支持和VS編程的對(duì)象，便于實(shí)際控制調(diào)試。如果支持的配置，生產(chǎn)協(xié)議選擇需要虛擬軟件，如采用6.9序列。因此，該仿真軟件不僅可以用于考試7編程，也可以用于軟件測(cè)試。軟件支持支持IO的對(duì)象的自動(dòng)分配、變量監(jiān)視、設(shè)置和強(qiáng)制。樣開(kāi)發(fā)者就可以在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中以系統(tǒng)級(jí)的速度觀察硬件和軟件的交互作用，支持STL語(yǔ)言運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。4.1.2Wincc組態(tài)軟件MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。以組態(tài)王工控軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了監(jiān)控與報(bào)警軟件系統(tǒng)。MCGS全中文組態(tài)軟件，使用C++語(yǔ)言，核心配置結(jié)構(gòu)。使用戶能根據(jù)自己的控制對(duì)象和控制目的任意組態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制工程。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，連接靈活，結(jié)構(gòu)清晰，便于用戶定制。用戶配置生成的結(jié)果是一個(gè)稱為配置結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)文件。MCGS全中文組態(tài)軟件，使用C++語(yǔ)言，核心配置結(jié)構(gòu)。以提高安全管理的自動(dòng)化和智能化程度。圖4.1MCGS用戶應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.2.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接好的PLC和PPI電纜，電源PLC，運(yùn)行STEP7-Micro/WIN編程軟件。您還需要與PC機(jī)上的步驟7軟件進(jìn)行通信，并連接相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。對(duì)“在彈出的窗口PG/PC接口設(shè)置”按鈕瀏覽點(diǎn)擊，選擇“設(shè)置PG/PC”P(pán)C/PPI電纜（PPI）”，其中的“本地連接”屬性頁(yè)，選擇合適的參數(shù)，然后確定PG/PC接口設(shè)置完成。如圖4.2所示。圖4.2設(shè)置PG/PC接口窗口對(duì)“通信”按鈕瀏覽點(diǎn)擊，在“雙擊刷新”圖標(biāo)的右側(cè)雙擊，可以檢測(cè)到總線上的所有連接S7-200系列PLC，找到相應(yīng)的PLC地址，選擇PLC，然后留下地址框“遠(yuǎn)程”為選定的參數(shù)，PLC，“PLC”顯示類型和版本號(hào)對(duì)應(yīng)的PLC。然后點(diǎn)擊右下角的“確認(rèn)”按鈕來(lái)完成PLC的選擇。如圖4.3所示。圖4.3PLC通信設(shè)置窗口部分仿真圖片見(jiàn)下。圖4.4部分程序軟件仿真圖進(jìn)行模擬電路以觀察電路的性能參數(shù)，打開(kāi)Wincc組態(tài)軟件在模擬圖，畫(huà)出仿真按鈕，單擊觀察現(xiàn)象的電路符合設(shè)計(jì)要求，電路模擬的變化后，重復(fù)以上步驟直到電路仿真和設(shè)計(jì)要求。當(dāng)有人闖入時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，紅外熱釋放傳感器收集信號(hào)(也就是說(shuō)，盜情觸發(fā))，表示，其仿真效果如圖4.4所示。5PLC主要源以及抗干擾措施5.1PLC系統(tǒng)中干擾的主要來(lái)源5.1.1強(qiáng)電干擾PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)的廣泛覆蓋，它將受到所有的空中交通感應(yīng)電壓的影響。內(nèi)部的變化，特別是電網(wǎng)閘刀開(kāi)關(guān)操作的激增，大型電力設(shè)備的起止，交流電/直流輸電由諧波，電網(wǎng)短路的瞬時(shí)沖擊，等等，通過(guò)傳輸線來(lái)提供原始的邊緣。5.1.2柜內(nèi)干擾控制柜內(nèi)的高壓電器，大的電感性負(fù)載，混亂的布線都容易對(duì)PLC造成一定程度的干擾。5.1.3信號(hào)線引入的干擾與PLC控制系統(tǒng)連接各種信號(hào)傳輸線，除傳輸有效信息外，總有外部干擾信號(hào)入侵。干擾有兩種主要方法:首先，通過(guò)供電電網(wǎng)的干擾發(fā)射器的電源或電源常見(jiàn)的信號(hào)計(jì);第二是信號(hào)線的干擾電磁輻射感應(yīng)，感應(yīng)外部干涉的信號(hào)線。正確的接地可以抑制進(jìn)去。5.1.4PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路問(wèn)的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件問(wèn)的相互不匹配使用等。5.2干擾的危害防盜監(jiān)控的紅外傳感系統(tǒng)所處環(huán)境比較惡劣，各種噪音對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。對(duì)閘門(mén)運(yùn)行來(lái)說(shuō)，有時(shí)這些干擾是致命的。干擾對(duì)閘門(mén)控制系統(tǒng)運(yùn)行造成的影響如下:（1）數(shù)據(jù)采集誤差加大對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行干涉，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行干擾，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集誤差的增加。當(dāng)數(shù)據(jù)收集通道的傳感器接口是小電壓輸入時(shí)，情況更糟。嚴(yán)重時(shí)干擾信號(hào)會(huì)淹沒(méi)所采集的數(shù)據(jù)信號(hào)。（2）控制狀態(tài)錯(cuò)位一般控制信號(hào)輸出振幅大，不易受干擾。然而，在微機(jī)控制系統(tǒng)中，控制狀態(tài)往往是某種狀態(tài)的邏輯結(jié)果。如果干擾是由條件造成的，則控制狀態(tài)必然出錯(cuò)。（3）數(shù)據(jù)被更改閘門(mén)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM中。在干擾的作用下，RAM中的數(shù)據(jù)可能被篡改。由于侵入的渠道和受干擾的數(shù)據(jù)的性質(zhì)不同，干擾對(duì)控制系統(tǒng)損壞的程度也不同。（4）程序運(yùn)行失常強(qiáng)干擾會(huì)導(dǎo)致程序計(jì)數(shù)器的PC值發(fā)生變化。在錯(cuò)誤的PC值的引導(dǎo)下，程序“運(yùn)行”并執(zhí)行一系列無(wú)意義的指令，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控。要消除或抑制干擾，必須牢記三原則:隔離干擾源，切斷藕合通道，降低接收設(shè)備對(duì)干擾信號(hào)的敏感度。5.3PLC系統(tǒng)中干擾的主要措施5.3.1電源的合理擺放電源的合理處理，抑制電網(wǎng)引入的干擾。對(duì)于電源引入的電網(wǎng)干擾，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之問(wèn)的干擾，還可以在電源輸入端串接PLC濾波電路。5.3.2選擇良好的接地方式正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)。良好的接地條件是保證PLC可靠工作的一個(gè)重要條件，可以避免意外的電壓沖擊。接地的目的是為了安全并抑制干擾。改進(jìn)的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)的重要措施之一。例如，必須點(diǎn)接地電纜屏蔽層，如果A、B兩端的電纜屏蔽層都是接地，有可能的差異，有電流流過(guò)屏蔽層，當(dāng)有例外發(fā)生時(shí)，如閃電，地面電流會(huì)更大。結(jié)論本文是在大量查閱國(guó)內(nèi)外諸多資料的基礎(chǔ)和研究國(guó)內(nèi)外防盜監(jiān)控報(bào)警控制現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，研究防盜監(jiān)控報(bào)警控制系統(tǒng)后完成的。因此，該控制系統(tǒng)具有一定的先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)模擬WinCC組態(tài)設(shè)計(jì)完善的防盜監(jiān)控系統(tǒng)，利用虛擬仿真模擬真實(shí)的硬件和軟件，不僅要達(dá)到目的，又節(jié)約了成本，同時(shí)，你可以很容易地修改錯(cuò)誤。該系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器，制造簡(jiǎn)單，成本低，安裝方便，防盜性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，安全可靠。防盜裝置隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)的小偷，同時(shí)，防盜裝置的信號(hào)，方便與PC機(jī)通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)處理后，以方便用戶的統(tǒng)一管理和用戶的操作。為了檢測(cè)運(yùn)動(dòng)人體，通常采用雙元熱釋電紅外傳感器，傳感器在內(nèi)部，兩個(gè)敏感元件反向連接，當(dāng)物體仍處于同一偏振度的兩個(gè)元素時(shí)，相互抵消。然而，當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩種元素的偏振度不同，凈輸出電壓不為0，從而檢測(cè)運(yùn)動(dòng)人體。近幾年隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，帶動(dòng)防盜監(jiān)控的設(shè)計(jì)也日趨向監(jiān)測(cè)功能、保護(hù)功能、控制功能一體化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。針對(duì)這種形勢(shì)，作者發(fā)現(xiàn)本課題的研究仍然存在許多不足的方面，有待于下一步更深入的研究，主要有以下幾個(gè)方面:（1）功能方面還有局限，只有紅外信號(hào)計(jì)算采樣功能，并且由于采樣的精度有限，因此對(duì)于高次諧波的分析精度不高；（2）上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析功能的開(kāi)發(fā)還不夠完善；（3）如何利用不同的特征進(jìn)行提取紅外識(shí)別是本文未完成的工作，可在今后繼續(xù)深入研究和探討。參考文獻(xiàn)張明德，洪武.論基于PLC防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)?2015(35)張秋菊，邵澤軍，杜瑩，白彥霞.基于PLC的家庭防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子世界.2017(08)于敏.基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)?2016(30)馬穎.用AT89S52和GSM短信模塊設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)[J].電子制作.2016(12)余威.淺解防盜報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)公共安全.2017(05)周珊.防盜報(bào)警產(chǎn)品應(yīng)用及市場(chǎng)發(fā)展分析[J].中國(guó)公共安全.2016(19)張可兒.基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表.2017(01)蒙朋超.基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].信息系統(tǒng)工程.2015(06)鐘毅.PLC在智能家居自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用.2014(04)林靜，劉美，賁少輝.PLC智能家居DIY[J].自動(dòng)化與