智能化住宅防盗报警系统的设计
智能化住宅防盗报警系统的设计[20200131184520]
日期： 2012-10-25 【摘要】
传统的住宅系统布线复杂、成本较高，智能化防盗系统是现代智能化建筑的发展方向，对保护人民的生命财产有着十分重要的作用。本文在分析智能化住宅防范系统的国内外发展现状及我国国民需求的基础上，基于单片机AT89S51控制电路为核心，结合传感器检测电路、自动报警电路等外围电路来设计一个智能化住宅防盗系统。本文所设计的的这个系统原理是,通过盗警信号被探测器监测，并自动电话拨号通知用户以及报警，以实现智能化住宅防盗。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】智能化,警情监测,单片机,自动报警
一 引言 1
二 系统设计原理总框图 1
三 各单元硬件电路设计 2
（一）探测器 2
1. 热释电红外传感器的结构原理 3
2．热释电红外传感器的原理特性 3
3．热释电红外探测器 4
4．微波探测器 4
（二）报警主机 5
（三）拨号电路 7
1．DTMF拨号原理 7
2．芯片工作原理 7
3．拨号电路 7
（四）语音电路 8
（五）电话接口电路 9
（六）键盘接口电路 9
（七）后备电源 10
四 系统的软件设计 10
（一）主程序模块设计 10
（二）拨号模块设计 11
（三）语音模块设计 12
（四）键盘扫描设计 12
五 总结 13
参考文献 14
致谢 15
附录 16
一 引言
伴随着生活质量的提高，当今时代21世纪的我们在享受科技成果的过程中,对物质的需求逐渐满足,更多的是转向对精神生活的追求。伴随着信息技术的飞速发展，人们生活的各个领域都随处可见信息技术的踪迹，人们的现代生活理念表现出的对住宅的要求不再只是舒适、安逸，而是更科技化、更安全化。况且当今时代，人口急速增加导致住宅密集，这使得人们的居住环境发生了很大的变化。现代的住宅越来越趋向单元封闭化，人们忙于工作和学习，家中无人已经成为这个社会普遍的现象，这就给社会的治安带来了一些新的麻烦。入室盗窃等情况时有发生，给居民的家庭财产造成了重大的损失，使得人们在外出工作和旅行时为家里的安全状况担忧。在这样的背景下，人们迫切希望有一个报警装置，使得住户能够及时了解家中无人时发生的异常情况。21世纪的今天，我们身边随处可见智能化这个词语,在各个领域中，它被广泛的应用着:智能家电、智能汽车、智能化小区等,它使这边身边的事物具有不同的智能程度,使其呈现出一种高速发展的趋势，受到人们的广泛欢迎。21世纪的这个时代,抛去旧时的生活概念,住宅也向着智能化小区发展着。它成为很多人的追求,是时代的热点，也更加反应了人们对科技的认可与追求。
人们对科技的认可与追求让智能化这个词语在住宅系统中被广泛应用,这就促使了智能化住宅系统的产生与逐渐壮大，本文我所设计的这个系统是根据现有的国内外技术的发展和我国住宅的现状，为实现智能化报警来确定的。它是现代化建筑的发展方向，同时也对保护人民的生命财产有着十分重要的作用。传统的国内住宅系统存在弊端，布线复杂且成本较高，本文讨论了国内外人们对智能化防范系统的追求,着力于研究一种智能化的住宅防盗报警系统。这个系统的功能是:可以实现对险情的检测、通过电话电路拨号用户通知住宅的险情，以实现住宅防盗的智能化。
二 系统设计原理总框图
本课题设计的防盗报警系统成本低廉而且安装方便、操作方便，具有很好的灵活性。本文所设计的防盗报警系统由探测器、自动报警器等部分组成，从而更能完善系统的功能，促使其更加的灵活、可调，使其具有以下功能：
1) 探测器来发现警情，报警器灵敏度高；
2) 自动拨号功能:可设定电话或手机号码；
3) 密码可自行设置、修改；
4) 自行录制语音；
5) 要能够通过DTFM自动拨号以及语音报警；
6) 具有停电保护的强大功能。在电源部分,我设计的系统可以提供储备电源，这样可以为系统提供交直流供电切换，确保系统在没有电的情况下,能够保证其正常工作。
根据上述所要能够实现的功能要求，设计的智能化住宅防盗报警系统原理组成框
图如图1所示。
图1 系统组成框图
通常情况下，探测器会一直保持在休眠状态，只有在用户全部都不在住宅时,启动监控器时，探测器才会在3分钟后开始正常工作，这样的设计可以方便主人有足够的时间离开家庭，减少误报。当检测范围内有人经过而密码又不能在规定的时间和次数之内,被输入正确时,本文设计的这个系统就会显示出它的用途:探测器就会在此时产生报警信号,并向报警主机传输。在经过多次确认无误后，报警主机在启动声光报警的同时会通过拨号芯片拨打用户手机，待用户摘机后就会通过语音电路将险情通知给用户。
三 各单元硬件电路设计
（一）探测器
本课题我所设计的这个系统是采用热释电红外探测器与微波探测器所组成的双探测器，这个双探测器具有误报率较低的优点,这点比单独的红外探测器防盗系统更完善，而且具有很好的稳定性，探测器原理图如图2所示。
图2 双探测器原理图
单片机是本系统中的中枢部分,它会接收有双探测器在工作的时候所检测到的信号,这些信号在传输之前会经过与非门处理再被送到单片机,当与非门处理前的红外信号与微波信号都为高电平信号时,报警信号才能得以传输到单片机,此时的报警器才能够响应报警信号,进行报警。在大量资料的支持下，本文所设计的探测功能会才会很有根据性。这个系统优越于其他系统的地方在于其可以更好的降低小动物引起的误报,它是通过改变探测器中菲涅尔透镜的分割方式来做到的。它还可以个更好的弥补微波探测器监视面积很大的弱点。本系统所用的是一种对环境和温度的变化比较敏感的红外探测器，而对于检测范围内活动着的目标就只能依靠微波探测器所检测,所以这样的双探测器检测就能够更好的减少外界所引起的干扰,从而可以互相弥补单个检测器所带来的缺点,更好的完善系统。
1. 热释电红外传感器的结构原理
在结构原理上利用晶体热释电效应的热释电红外传感器，可以很好的检测出人体特有的红外辐射，因此它的这个优点使它能够广泛应用于防盗报警。其结构如图3所示。
图3 热释电红外传感器结构
红外传感器系统结构主要由光学系统(菲涅尔透镜)、热释电红外传感器、信号处理和报警电路等几部分组成。图4中，菲涅尔透镜能够将人体内所辐射的红外线全部聚焦到热释电红外探测元上，同时它也将会产生交替变化的红外辐射高灵盲区和敏区，以便使其能够很好的适应热释电探测元要求信号不断变化的特性；此外这个报警器设计的核心器件是热释电红外传感器，它能够把人体所辐射的红外信号较好的转换为电信号以便供信号处理部分使用；信号处理可以很好的把传感器输出的微弱电信号进行滤波、放大、比较，为报警功能的实现打下基础，图4所示的是它的工作原理示意图。
图4 热释电红外传感器工作原理
2．热释电红外传感器的原理特性
内部热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞以及硫酸等配合滤光镜片窗口组成的热释电红外传感器，其热电系数远远的高于热电偶，极化会跟随着温度的变化而变化。为了达到很好的抑制因自身温度变化而产生干扰的目的，这个传感器在其工艺上会将两个特征一致的热电元反串或者接成差动平衡电路方式，此时就会有电信号被输出,它是被测物体所释放出的明显变化着的红外线能量的被传感器以非接触式方式检测出并被转换而成。
3．热释电红外探测器
BIS0001器件是一种CMOS数模混合专用集成电路,此外它也是本设计系统中热释电红外探测器的检测元件,具有双向鉴幅器，能够有效的抑制干扰。。在这里多种传感器都可以用来与BIS0001器件匹配，其内部的高输入阻抗运算放大器可进行信号的处理。热释电红外探测器的工作原理及电路原理图如图5、图6所示。
日期： 2012-10-25 【摘要】
传统的住宅系统布线复杂、成本较高，智能化防盗系统是现代智能化建筑的发展方向，对保护人民的生命财产有着十分重要的作用。本文在分析智能化住宅防范系统的国内外发展现状及我国国民需求的基础上，基于单片机AT89S51控制电路为核心，结合传感器检测电路、自动报警电路等外围电路来设计一个智能化住宅防盗系统。本文所设计的的这个系统原理是,通过盗警信号被探测器监测，并自动电话拨号通知用户以及报警，以实现智能化住宅防盗。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】智能化,警情监测,单片机,自动报警
一 引言 1
二 系统设计原理总框图 1
三 各单元硬件电路设计 2
（一）探测器 2
1. 热释电红外传感器的结构原理 3
2．热释电红外传感器的原理特性 3
3．热释电红外探测器 4
4．微波探测器 4
（二）报警主机 5
（三）拨号电路 7
1．DTMF拨号原理 7
2．芯片工作原理 7
3．拨号电路 7
（四）语音电路 8
（五）电话接口电路 9
（六）键盘接口电路 9
（七）后备电源 10
四 系统的软件设计 10
（一）主程序模块设计 10
（二）拨号模块设计 11
（三）语音模块设计 12
（四）键盘扫描设计 12
五 总结 13
参考文献 14
致谢 15
附录 16
一 引言
伴随着生活质量的提高，当今时代21世纪的我们在享受科技成果的过程中,对物质的需求逐渐满足,更多的是转向对精神生活的追求。伴随着信息技术的飞速发展，人们生活的各个领域都随处可见信息技术的踪迹，人们的现代生活理念表现出的对住宅的要求不再只是舒适、安逸，而是更科技化、更安全化。况且当今时代，人口急速增加导致住宅密集，这使得人们的居住环境发生了很大的变化。现代的住宅越来越趋向单元封闭化，人们忙于工作和学习，家中无人已经成为这个社会普遍的现象，这就给社会的治安带来了一些新的麻烦。入室盗窃等情况时有发生，给居民的家庭财产造成了重大的损失，使得人们在外出工作和旅行时为家里的安全状况担忧。在这样的背景下，人们迫切希望有一个报警装置，使得住户能够及时了解家中无人时发生的异常情况。21世纪的今天，我们身边随处可见智能化这个词语,在各个领域中，它被广泛的应用着:智能家电、智能汽车、智能化小区等,它使这边身边的事物具有不同的智能程度,使其呈现出一种高速发展的趋势，受到人们的广泛欢迎。21世纪的这个时代,抛去旧时的生活概念,住宅也向着智能化小区发展着。它成为很多人的追求,是时代的热点，也更加反应了人们对科技的认可与追求。
人们对科技的认可与追求让智能化这个词语在住宅系统中被广泛应用,这就促使了智能化住宅系统的产生与逐渐壮大，本文我所设计的这个系统是根据现有的国内外技术的发展和我国住宅的现状，为实现智能化报警来确定的。它是现代化建筑的发展方向，同时也对保护人民的生命财产有着十分重要的作用。传统的国内住宅系统存在弊端，布线复杂且成本较高，本文讨论了国内外人们对智能化防范系统的追求,着力于研究一种智能化的住宅防盗报警系统。这个系统的功能是:可以实现对险情的检测、通过电话电路拨号用户通知住宅的险情，以实现住宅防盗的智能化。
二 系统设计原理总框图
本课题设计的防盗报警系统成本低廉而且安装方便、操作方便，具有很好的灵活性。本文所设计的防盗报警系统由探测器、自动报警器等部分组成，从而更能完善系统的功能，促使其更加的灵活、可调，使其具有以下功能：
1) 探测器来发现警情，报警器灵敏度高；
2) 自动拨号功能:可设定电话或手机号码；
3) 密码可自行设置、修改；
4) 自行录制语音；
5) 要能够通过DTFM自动拨号以及语音报警；
6) 具有停电保护的强大功能。在电源部分,我设计的系统可以提供储备电源，这样可以为系统提供交直流供电切换，确保系统在没有电的情况下,能够保证其正常工作。
根据上述所要能够实现的功能要求，设计的智能化住宅防盗报警系统原理组成框
图如图1所示。
图1 系统组成框图
通常情况下，探测器会一直保持在休眠状态，只有在用户全部都不在住宅时,启动监控器时，探测器才会在3分钟后开始正常工作，这样的设计可以方便主人有足够的时间离开家庭，减少误报。当检测范围内有人经过而密码又不能在规定的时间和次数之内,被输入正确时,本文设计的这个系统就会显示出它的用途:探测器就会在此时产生报警信号,并向报警主机传输。在经过多次确认无误后，报警主机在启动声光报警的同时会通过拨号芯片拨打用户手机，待用户摘机后就会通过语音电路将险情通知给用户。
三 各单元硬件电路设计
（一）探测器
本课题我所设计的这个系统是采用热释电红外探测器与微波探测器所组成的双探测器，这个双探测器具有误报率较低的优点,这点比单独的红外探测器防盗系统更完善，而且具有很好的稳定性，探测器原理图如图2所示。
图2 双探测器原理图
单片机是本系统中的中枢部分,它会接收有双探测器在工作的时候所检测到的信号,这些信号在传输之前会经过与非门处理再被送到单片机,当与非门处理前的红外信号与微波信号都为高电平信号时,报警信号才能得以传输到单片机,此时的报警器才能够响应报警信号,进行报警。在大量资料的支持下，本文所设计的探测功能会才会很有根据性。这个系统优越于其他系统的地方在于其可以更好的降低小动物引起的误报,它是通过改变探测器中菲涅尔透镜的分割方式来做到的。它还可以个更好的弥补微波探测器监视面积很大的弱点。本系统所用的是一种对环境和温度的变化比较敏感的红外探测器，而对于检测范围内活动着的目标就只能依靠微波探测器所检测,所以这样的双探测器检测就能够更好的减少外界所引起的干扰,从而可以互相弥补单个检测器所带来的缺点,更好的完善系统。
1. 热释电红外传感器的结构原理
在结构原理上利用晶体热释电效应的热释电红外传感器，可以很好的检测出人体特有的红外辐射，因此它的这个优点使它能够广泛应用于防盗报警。其结构如图3所示。
图3 热释电红外传感器结构
红外传感器系统结构主要由光学系统(菲涅尔透镜)、热释电红外传感器、信号处理和报警电路等几部分组成。图4中，菲涅尔透镜能够将人体内所辐射的红外线全部聚焦到热释电红外探测元上，同时它也将会产生交替变化的红外辐射高灵盲区和敏区，以便使其能够很好的适应热释电探测元要求信号不断变化的特性；此外这个报警器设计的核心器件是热释电红外传感器，它能够把人体所辐射的红外信号较好的转换为电信号以便供信号处理部分使用；信号处理可以很好的把传感器输出的微弱电信号进行滤波、放大、比较，为报警功能的实现打下基础，图4所示的是它的工作原理示意图。
图4 热释电红外传感器工作原理
2．热释电红外传感器的原理特性
内部热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞以及硫酸等配合滤光镜片窗口组成的热释电红外传感器，其热电系数远远的高于热电偶，极化会跟随着温度的变化而变化。为了达到很好的抑制因自身温度变化而产生干扰的目的，这个传感器在其工艺上会将两个特征一致的热电元反串或者接成差动平衡电路方式，此时就会有电信号被输出,它是被测物体所释放出的明显变化着的红外线能量的被传感器以非接触式方式检测出并被转换而成。
3．热释电红外探测器
BIS0001器件是一种CMOS数模混合专用集成电路,此外它也是本设计系统中热释电红外探测器的检测元件,具有双向鉴幅器，能够有效的抑制干扰。。在这里多种传感器都可以用来与BIS0001器件匹配，其内部的高输入阻抗运算放大器可进行信号的处理。热释电红外探测器的工作原理及电路原理图如图5、图6所示。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4428.html
