【正文】 ，美國(guó)、新加坡也都建立了基于 EI在 1988年制定智能化住宅系統(tǒng) (HIS)及其通信標(biāo)準(zhǔn) — 家庭總線仍 DS, HOMEDISTRUDUTION SYSTEM)的智能化住宅 t9)西門(mén)子樓宇科技公司針對(duì)社區(qū)住宅及分散型小型建筑安全防范的實(shí)際情況，充分結(jié)合社區(qū)住戶本身，最新推出了 Guano Easy新型安全防范系統(tǒng)，火災(zāi)探測(cè)、危險(xiǎn)氣體探測(cè)等多種普告方式 (聲光、無(wú)線、撥號(hào) )結(jié)合起來(lái)，對(duì)社區(qū)住宅及分散型小型建筑進(jìn)行全方位的安全防范。 Guano Easy采用總線式結(jié)構(gòu)，符合安防系統(tǒng)的暴露線路最短的原則。通過(guò)適配器可以接入各種信號(hào) (電壓、觸點(diǎn)等 )，可以連接防盜探測(cè)器、震動(dòng)探測(cè)器、氣體探測(cè)器、火災(zāi)探測(cè)器、緊急按鈕以及門(mén)禁觸點(diǎn)等各種探測(cè)器，能夠適應(yīng)各種情況。在線路上，可以接入中繼器實(shí)現(xiàn)探測(cè)線路的延長(zhǎng)，從而更好的適應(yīng)環(huán)境。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁(yè) 第 3 頁(yè) 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)從 1997年初開(kāi)始制定《小康住宅電氣設(shè)計(jì) (標(biāo)準(zhǔn) )導(dǎo) 則》附論稿，在“導(dǎo)則”中規(guī)定了小康住宅小區(qū)電氣設(shè)計(jì)總體上應(yīng)滿足以下要求 :高度的安全性，舒適的生活環(huán)境，便利的通信方式，綜合的信息服務(wù)，智能化的家庭系統(tǒng)。同時(shí)也對(duì)小康住宅與小區(qū)建設(shè)在安全防范、家庭設(shè)備自動(dòng)化和通信與網(wǎng)絡(luò)配置等方面提出了三級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即第一級(jí)為“理想目標(biāo)”；第二級(jí)為“普及目標(biāo) ” ；第三級(jí)為“最低目標(biāo) ” ；在我國(guó)小區(qū)安全防范報(bào)普系統(tǒng)已成為智能小區(qū)中實(shí)現(xiàn)安全管理的重要系統(tǒng)，根據(jù)我國(guó)建設(shè)部的規(guī)定，主要包括電視監(jiān)控、防盜報(bào)替、求助求救、煤氣泄漏報(bào)警、消防報(bào)替等內(nèi)容。該系統(tǒng)是一種比較完善的安全防范系統(tǒng)，通過(guò)在 可視對(duì)講的基礎(chǔ)上，不斷擴(kuò)展主機(jī)功能，增設(shè)室內(nèi)各探測(cè)器的比較信號(hào) .室內(nèi)分機(jī)有多個(gè)探測(cè)器接口，可接受感煙探測(cè)器，溫度探測(cè)器、紅外及微波探測(cè)器、煤氣泄漏探測(cè)器等傳來(lái)的報(bào)警信號(hào)。在我國(guó) ，以北京、深圳、上海、廣州等較發(fā)達(dá)的城市為龍頭在近幾年內(nèi)也形成了一股智能化住宅熱。目前，公安部、建設(shè)部均要求智能住宅小區(qū)必須具有安防系統(tǒng)，可以預(yù)見(jiàn)，智能住宅、智能小區(qū)將成為 21世紀(jì)建筑業(yè)的發(fā)展主流，特別是在我國(guó)，隨著人們生活水平的日益提高，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(píng)價(jià)住宅小區(qū)的重要指標(biāo)。 我國(guó)住宅智能 安全防范系統(tǒng)展望 隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，人們對(duì)住宅的需求進(jìn)一步著眼于其質(zhì)量、功能、服務(wù)等多方面。本設(shè)計(jì)較好地闡述了家庭紅外防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)及硬、軟件設(shè)計(jì)思路，其系統(tǒng)具有防盜防火功能于一體，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)電話撥號(hào)報(bào)警的特點(diǎn)。該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了煙霧檢測(cè)、人體熱釋電紅外檢測(cè)、貴重物品檢測(cè)和人員進(jìn)出檢測(cè)等功能，通過(guò)無(wú)線通信模塊能將報(bào)警信號(hào)上傳到主站，并及時(shí)報(bào)警；同時(shí)該系統(tǒng)創(chuàng)新性地將電子探測(cè)、智能控制和電話通訊技術(shù)相結(jié)合，并采用多元探測(cè)技術(shù)，彌補(bǔ)了單信號(hào)探測(cè)誤差較大的不 足。對(duì)住宅安防系統(tǒng)智能化的發(fā)展，滿足人們對(duì)安全的強(qiáng)烈要求方面有一定的實(shí)際意義。 多年來(lái)，經(jīng)過(guò)對(duì)不同方案的比較分析，確定了該系統(tǒng)由信號(hào)檢測(cè)、控制器、無(wú)線通信及顯示和語(yǔ)音等模塊組成。其中，信號(hào)的檢測(cè)由從控制器控制，可布防在各個(gè)房間內(nèi)，主控制器及其附屬設(shè)施位于管理中心，由管理人員掌控。最底層是各傳感器，負(fù)責(zé)各種信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換，獲得的信號(hào)在所屬?gòu)目刂破鞯目刂葡掠蔁o(wú)線通信模塊上傳到管理中心的主控制器，實(shí)時(shí)進(jìn)行顯示和語(yǔ)音提示。 單片機(jī)內(nèi)置有 2K 字的 SRAM 和32K 字的內(nèi)存 FLASH，能滿足系統(tǒng)存儲(chǔ)密碼及各類數(shù)據(jù) 的要求，且 CPU 時(shí)鐘頻率高達(dá)，能保證響應(yīng)的快速性。同時(shí)，單片機(jī)內(nèi)置的語(yǔ)音處理模塊可方便實(shí)現(xiàn)各種提示語(yǔ)音，更提高了系統(tǒng)人機(jī)的友好性，因此主從控制器均采用了 16 位單片機(jī)。從控制器控制的煙霧、熱釋電紅外和光電傳感器分別進(jìn)行煙霧檢測(cè)、人體紅外檢測(cè)和 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁(yè) 第 4 頁(yè) 人員進(jìn)出情況檢測(cè)，射頻接收器進(jìn)行貴重物品檢測(cè)。采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊上傳到主控制器，主控制器按設(shè)定程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并發(fā)出語(yǔ)音提示、報(bào)警、顯示人員進(jìn)出情況記錄等。 論文主要工作概述 針對(duì)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況，可見(jiàn)住宅智能安全防范系統(tǒng)是我國(guó)未來(lái)智 能住宅建設(shè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。本課題要設(shè)計(jì)的智能住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)是依托公共電話網(wǎng)做傳輸媒體的電話報(bào)警系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)相比，它具有傳輸距離遠(yuǎn)、硬件簡(jiǎn)單、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，而對(duì)于實(shí)行物業(yè)管理的居民區(qū)以及機(jī)關(guān)、事業(yè)單位的辦公區(qū)則采用分戶對(duì)值班室的聯(lián)網(wǎng)方案。 本課題所設(shè)計(jì)的防盜防火報(bào)警系統(tǒng)符合國(guó)家建設(shè)部對(duì)普及型住宅小區(qū)的要求，實(shí)現(xiàn)功能包括：能對(duì)住宅的火災(zāi)、有害氣體泄露等實(shí)行自動(dòng)報(bào)警；還能對(duì)盜竊以及入室搶劫實(shí)行自動(dòng)報(bào)警；住宅設(shè)置緊急呼叫系統(tǒng)；用戶端自動(dòng)報(bào)警器對(duì)各傳感器的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和控制；用戶端自動(dòng)報(bào)警裝置對(duì) 雙音多頻 (DTMF)編、譯碼器控制，使住宅通過(guò)電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)部門(mén) (小區(qū)管理中心或 110/119 報(bào)警臺(tái) )之間的數(shù)據(jù)交換。用戶端的智能防盜防火系統(tǒng)包括探測(cè)器、自動(dòng)報(bào)警器及輸出等組成部分，并將模塊化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個(gè)系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。課題重點(diǎn)設(shè)計(jì)了前端探測(cè)器部分和自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警部分，詳細(xì)分析了紅外防盜探測(cè)器的工作原理，最終完成了防盜防火的自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警功能。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁(yè) 第 5 頁(yè) 第 2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體構(gòu)成 該防盜防火報(bào)警系統(tǒng)是一種將電子探測(cè)、智能控制和電話通訊技術(shù)相 結(jié)合的新型電子安全報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)形成一個(gè)兩級(jí)聯(lián)網(wǎng)通訊的防盜防火報(bào)警系統(tǒng)。 智能住宅防盜防火智能報(bào)警系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案是參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)我國(guó)住宅建設(shè)的實(shí)際情況，以及各相關(guān)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r，為滿足新時(shí)期居民的居住要求，真正實(shí)現(xiàn)智能化報(bào)警的要求來(lái)確定的 系統(tǒng)總體構(gòu)成包括防盜防火探測(cè)器、用戶端自動(dòng)報(bào)警器、監(jiān)控管理中心中央控制器與通訊線路四個(gè)模塊，系統(tǒng)組成框圖如圖 21 所示。 系統(tǒng)的基本工作過(guò)程：報(bào)警器通過(guò)傳感探頭進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人入侵或有火災(zāi)等緊急情況時(shí)，傳感器探頭將探測(cè)到的警情信號(hào)傳送給單片機(jī) （即用戶端自動(dòng)報(bào)警器），單片機(jī)產(chǎn)生中斷，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警和電話語(yǔ)音報(bào)警。在單片機(jī)面板上有 LCD 顯示器、鍵盤(pán)以及三色警燈，三色警燈分別指示火災(zāi)或紅外 /微波雙鑒的防火防盜報(bào)警、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報(bào)警燈 (紅 )、工作燈 (綠 )和故障燈 (黃 )。正常時(shí)顯示時(shí)間，警情發(fā)生時(shí)鎖定該時(shí)間。用戶端報(bào)警器同時(shí)有探頭故障報(bào)警功能，避免由于探頭掉電而漏報(bào)，出現(xiàn)故障時(shí)點(diǎn)亮故障燈，如判斷探頭掉線，則聲光報(bào)警。將警情信息記錄下來(lái)，以備查詢，并通過(guò)通信模塊向小區(qū)監(jiān)控管理中心中央控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 用戶端自動(dòng)報(bào)警器安裝于居民住 宅，用于對(duì)居民住宅各個(gè)不同部位的不同類型探測(cè)器 (紅外、微波、光電感煙、溫度、一氧化碳 )進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，并對(duì)從各個(gè)探測(cè)器采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，通過(guò)家中的電話線路自動(dòng)撥號(hào)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。系統(tǒng)不需要另外占用電話線路，當(dāng)有報(bào)警信號(hào)時(shí)，報(bào)警電話享有電話線路的優(yōu)先權(quán)。 報(bào)警系統(tǒng)的功能及工作過(guò)程 智能住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)和功能： 1）系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。 2）前端報(bào)警器能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)的異常狀態(tài)，經(jīng)確認(rèn)后及時(shí)通報(bào)給中央控制器。并能夠 可靠地進(jìn)行盜情、火情報(bào)警，通過(guò)電話線拔打預(yù)先設(shè)置的 16組電話 /手機(jī)號(hào)碼 (小區(qū)監(jiān)控管理中心電話、用戶個(gè)人電話、用戶單位電話、盜警電話1火警電話 11緊急呼救電話 )，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。報(bào)警完畢自動(dòng)回到警戒狀態(tài)，等待下一次報(bào)警。 3）用戶端自動(dòng)報(bào)警器可檢測(cè)探測(cè)器或傳輸線路發(fā)生的故障 (如探頭斷線或掉電 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁(yè) 第 6 頁(yè) 等 )，并可向中央控制器報(bào)告故障情況。 4）系統(tǒng)開(kāi)關(guān)機(jī)采用密碼控制且允許修改密碼，防止誤報(bào)同時(shí)增加用戶端自動(dòng)報(bào)警器的保密性。 5）用戶端自動(dòng)報(bào)警器內(nèi)提供備用電源，在沒(méi)有市電的情況下，交直流供電自動(dòng)切換，確保系統(tǒng)在停 電時(shí)能繼續(xù)工作。 用戶端的防范現(xiàn)場(chǎng)，一旦有人入侵或發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時(shí)，與之相應(yīng)的報(bào)警探測(cè)器 (各種防火、防盜及手動(dòng)報(bào)警按鈕等 )則立即向用戶端自動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。接到警情事件后，自動(dòng)報(bào)警器立即進(jìn)行確認(rèn) (多次巡檢中斷信號(hào) )，若 50s 后無(wú)人解除警情同時(shí)警情確認(rèn)無(wú)誤后，進(jìn)行事件的現(xiàn)場(chǎng)聲 (蜂鳴器 )、光 (LED)報(bào)警，同時(shí)用戶端自動(dòng)報(bào)警器自動(dòng)向相關(guān)部門(mén)撥打預(yù)先設(shè)置好的報(bào)警電話號(hào)碼，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。在用戶端自動(dòng)報(bào)警器的面板上設(shè)有 LCD 顯示器、鍵盤(pán)以及三色警燈 (LED)，三色警燈分別指示火災(zāi)或紅外 /微波雙鑒的防火防盜報(bào)警 、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報(bào)警燈 (紅 )、工作燈 (綠 )和故障燈 (黃 )。正常時(shí) LCD 顯示時(shí)間，事件發(fā)生時(shí)鎖定顯示當(dāng)時(shí)的時(shí)間。用戶端報(bào)警器同時(shí)具有探頭故障報(bào)警功能，避免由于探頭掉電而漏報(bào)，出現(xiàn)故障時(shí)點(diǎn)亮故障燈；如果判斷探頭掉線 (被剪斷 )，則聲光報(bào)警。如果出現(xiàn)誤觸發(fā)而報(bào)警時(shí)可以通過(guò)觸發(fā)延遲時(shí)間 (50s 定時(shí)器 )去解除，另外用戶端自動(dòng)報(bào)警器還具備狀態(tài)信息 (如有無(wú)交流電、備用電池電量是否不足等 )上報(bào)的功能，可以對(duì)預(yù)設(shè)的普通電話、手提電話實(shí)現(xiàn)報(bào)警 ⑴ 。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁(yè) 第 7 頁(yè) 第 3章 用戶端探測(cè)器設(shè)計(jì) 探測(cè)器電路設(shè)計(jì)是本課題電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 之一，探測(cè)器電路部分包括防盜探測(cè)器電路與防火探測(cè)器電路兩大部分，其中詳細(xì)設(shè)計(jì)了紅外、微波及光電感煙探測(cè)電路。由多種類型傳感器實(shí)現(xiàn)多元信號(hào)綜合檢測(cè)是本系統(tǒng)中探測(cè)電路部分的基本設(shè)計(jì)思想，多元信號(hào)檢測(cè)一方面完成盜情與火情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)任務(wù)，另一方面大大降低了探測(cè)器部分的誤報(bào)率，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。 防盜探測(cè)器是由紅外與微波探測(cè)器組成的雙鑒探測(cè)器，較之以往的微波或紅外單信號(hào)探測(cè)器，其誤報(bào)率明顯下降，原理示意圖如圖 31所示。 圖 31雙鑒探測(cè)器原理示意圖 雙鑒探測(cè)器工作時(shí)將探測(cè)到的紅外和微波兩種信號(hào)經(jīng)過(guò)與非門(mén)處理后送單片機(jī)，即只有同時(shí)檢測(cè)到兩個(gè)探測(cè)器輸出端口為高電平信號(hào)時(shí)，自動(dòng)報(bào)警器才會(huì)響應(yīng)盜情報(bào)警信號(hào)，否則不報(bào)警。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在紅外探測(cè)器中，通過(guò)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(cè)器監(jiān)視面積較大的弱點(diǎn)，但紅外探測(cè)器對(duì)環(huán)境溫度的變化比較敏感，而微波探測(cè)器所檢測(cè)的只是活動(dòng)的目標(biāo)，所以對(duì)于如果只是溫度變化引起的干擾并不會(huì)被自動(dòng)報(bào)警器響應(yīng)。通過(guò)這樣雙重的檢測(cè)就進(jìn)一步減小了外界干擾， 降低了報(bào)警信號(hào)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(cè)器電路的設(shè)計(jì)原理、特點(diǎn)以及實(shí)際的工作過(guò)程。 熱釋電紅外線探測(cè)器 在自然界，任何高于絕對(duì)溫度 (273176。 )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(zhǎng)是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。 與非門(mén) 熱釋電紅外探測(cè)器 微波探測(cè)器 AT89C51