【正文】 ，美國、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)及其通信標準 — 家庭總線仍 DS, HOMEDISTRUDUTION SYSTEM)的智能化住宅 t9)西門子樓宇科技公司針對社區(qū)住宅及分散型小型建筑安全防范的實際情況，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、危險氣體探測等多種普告方式 (聲光、無線、撥號 )結(jié)合起來，對社區(qū)住宅及分散型小型建筑進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。通過適配器可以接入各種信號 (電壓、觸點等 )，可以連接防盜探測器、震動探測器、氣體探測器、火災(zāi)探測器、緊急按鈕以及門禁觸點等各種探測器，能夠適應(yīng)各種情況。在線路上，可以接入中繼器實現(xiàn)探測線路的延長，從而更好的適應(yīng)環(huán)境。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁 第 3 頁 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國從 1997年初開始制定《小康住宅電氣設(shè)計 (標準 )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)。同時也對小康住宅與小區(qū)建設(shè)在安全防范、家庭設(shè)備自動化和通信與網(wǎng)絡(luò)配置等方面提出了三級設(shè)計標準，即第一級為“理想目標”；第二級為“普及目標 ” ；第三級為“最低目標 ” ；在我國小區(qū)安全防范報普系統(tǒng)已成為智能小區(qū)中實現(xiàn)安全管理的重要系統(tǒng)，根據(jù)我國建設(shè)部的規(guī)定，主要包括電視監(jiān)控、防盜報替、求助求救、煤氣泄漏報警、消防報替等內(nèi)容。該系統(tǒng)是一種比較完善的安全防范系統(tǒng)，通過在 可視對講的基礎(chǔ)上，不斷擴展主機功能，增設(shè)室內(nèi)各探測器的比較信號 .室內(nèi)分機有多個探測器接口，可接受感煙探測器，溫度探測器、紅外及微波探測器、煤氣泄漏探測器等傳來的報警信號。在我國 ，以北京、深圳、上海、廣州等較發(fā)達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，智能住宅、智能小區(qū)將成為 21世紀建筑業(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，住宅小區(qū)是否智能化，安防系統(tǒng)是否完備、可靠將成為評價住宅小區(qū)的重要指標。 我國住宅智能 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，人們對住宅的需求進一步著眼于其質(zhì)量、功能、服務(wù)等多方面。本設(shè)計較好地闡述了家庭紅外防盜防火報警系統(tǒng)的方案設(shè)計及硬、軟件設(shè)計思路，其系統(tǒng)具有防盜防火功能于一體，可實現(xiàn)自動檢測與自動電話撥號報警的特點。該設(shè)計實現(xiàn)了煙霧檢測、人體熱釋電紅外檢測、貴重物品檢測和人員進出檢測等功能，通過無線通信模塊能將報警信號上傳到主站，并及時報警；同時該系統(tǒng)創(chuàng)新性地將電子探測、智能控制和電話通訊技術(shù)相結(jié)合，并采用多元探測技術(shù)，彌補了單信號探測誤差較大的不 足。對住宅安防系統(tǒng)智能化的發(fā)展，滿足人們對安全的強烈要求方面有一定的實際意義。 多年來，經(jīng)過對不同方案的比較分析，確定了該系統(tǒng)由信號檢測、控制器、無線通信及顯示和語音等模塊組成。其中，信號的檢測由從控制器控制，可布防在各個房間內(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，負責(zé)各種信號的采集和轉(zhuǎn)換，獲得的信號在所屬從控制器的控制下由無線通信模塊上傳到管理中心的主控制器，實時進行顯示和語音提示。 單片機內(nèi)置有 2K 字的 SRAM 和32K 字的內(nèi)存 FLASH，能滿足系統(tǒng)存儲密碼及各類數(shù)據(jù) 的要求，且 CPU 時鐘頻率高達，能保證響應(yīng)的快速性。同時，單片機內(nèi)置的語音處理模塊可方便實現(xiàn)各種提示語音，更提高了系統(tǒng)人機的友好性，因此主從控制器均采用了 16 位單片機。從控制器控制的煙霧、熱釋電紅外和光電傳感器分別進行煙霧檢測、人體紅外檢測和 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁 第 4 頁 人員進出情況檢測，射頻接收器進行貴重物品檢測。采集的數(shù)據(jù)通過無線收發(fā)模塊上傳到主控制器，主控制器按設(shè)定程序進行數(shù)據(jù)處理并發(fā)出語音提示、報警、顯示人員進出情況記錄等。 論文主要工作概述 針對國內(nèi)外的發(fā)展情況，可見住宅智能安全防范系統(tǒng)是我國未來智 能住宅建設(shè)的重點發(fā)展方向。本課題要設(shè)計的智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)是依托公共電話網(wǎng)做傳輸媒體的電話報警系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的區(qū)域報警系統(tǒng)相比，它具有傳輸距離遠、硬件簡單、安裝方便的優(yōu)點，而對于實行物業(yè)管理的居民區(qū)以及機關(guān)、事業(yè)單位的辦公區(qū)則采用分戶對值班室的聯(lián)網(wǎng)方案。 本課題所設(shè)計的防盜防火報警系統(tǒng)符合國家建設(shè)部對普及型住宅小區(qū)的要求，實現(xiàn)功能包括：能對住宅的火災(zāi)、有害氣體泄露等實行自動報警；還能對盜竊以及入室搶劫實行自動報警；住宅設(shè)置緊急呼叫系統(tǒng)；用戶端自動報警器對各傳感器的信號進行檢測和控制；用戶端自動報警裝置對 雙音多頻 (DTMF)編、譯碼器控制，使住宅通過電話網(wǎng)實現(xiàn)與相關(guān)部門 (小區(qū)管理中心或 110/119 報警臺 )之間的數(shù)據(jù)交換。用戶端的智能防盜防火系統(tǒng)包括探測器、自動報警器及輸出等組成部分，并將模塊化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。課題重點設(shè)計了前端探測器部分和自動撥號報警部分，詳細分析了紅外防盜探測器的工作原理，最終完成了防盜防火的自動撥號報警功能。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁 第 5 頁 第 2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 系統(tǒng)總體構(gòu)成 該防盜防火報警系統(tǒng)是一種將電子探測、智能控制和電話通訊技術(shù)相 結(jié)合的新型電子安全報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)形成一個兩級聯(lián)網(wǎng)通訊的防盜防火報警系統(tǒng)。 智能住宅防盜防火智能報警系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計方案是參照國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展狀況，根據(jù)我國住宅建設(shè)的實際情況，以及各相關(guān)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展狀況，為滿足新時期居民的居住要求，真正實現(xiàn)智能化報警的要求來確定的 系統(tǒng)總體構(gòu)成包括防盜防火探測器、用戶端自動報警器、監(jiān)控管理中心中央控制器與通訊線路四個模塊，系統(tǒng)組成框圖如圖 21 所示。 系統(tǒng)的基本工作過程：報警器通過傳感探頭進行監(jiān)控，當發(fā)現(xiàn)有人入侵或有火災(zāi)等緊急情況時，傳感器探頭將探測到的警情信號傳送給單片機 （即用戶端自動報警器），單片機產(chǎn)生中斷，進行現(xiàn)場聲光報警和電話語音報警。在單片機面板上有 LCD 顯示器、鍵盤以及三色警燈，三色警燈分別指示火災(zāi)或紅外 /微波雙鑒的防火防盜報警、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報警燈 (紅 )、工作燈 (綠 )和故障燈 (黃 )。正常時顯示時間，警情發(fā)生時鎖定該時間。用戶端報警器同時有探頭故障報警功能，避免由于探頭掉電而漏報，出現(xiàn)故障時點亮故障燈，如判斷探頭掉線，則聲光報警。將警情信息記錄下來，以備查詢，并通過通信模塊向小區(qū)監(jiān)控管理中心中央控制器發(fā)出報警信號。 用戶端自動報警器安裝于居民住 宅，用于對居民住宅各個不同部位的不同類型探測器 (紅外、微波、光電感煙、溫度、一氧化碳 )進行監(jiān)測與控制，并對從各個探測器采集來的數(shù)據(jù)進行處理。當出現(xiàn)異常情況時，通過家中的電話線路自動撥號報警，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，當有報警信號時，報警電話享有電話線路的優(yōu)先權(quán)。 報警系統(tǒng)的功能及工作過程 智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)具有以下特點和功能： 1）系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。 2）前端報警器能夠快速、準確地檢測到現(xiàn)場的異常狀態(tài)，經(jīng)確認后及時通報給中央控制器。并能夠 可靠地進行盜情、火情報警，通過電話線拔打預(yù)先設(shè)置的 16組電話 /手機號碼 (小區(qū)監(jiān)控管理中心電話、用戶個人電話、用戶單位電話、盜警電話1火警電話 11緊急呼救電話 )，進行語音報警。報警完畢自動回到警戒狀態(tài)，等待下一次報警。 3）用戶端自動報警器可檢測探測器或傳輸線路發(fā)生的故障 (如探頭斷線或掉電 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁 第 6 頁 等 )，并可向中央控制器報告故障情況。 4）系統(tǒng)開關(guān)機采用密碼控制且允許修改密碼，防止誤報同時增加用戶端自動報警器的保密性。 5）用戶端自動報警器內(nèi)提供備用電源，在沒有市電的情況下，交直流供電自動切換，確保系統(tǒng)在停 電時能繼續(xù)工作。 用戶端的防范現(xiàn)場，一旦有人入侵或發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時，與之相應(yīng)的報警探測器 (各種防火、防盜及手動報警按鈕等 )則立即向用戶端自動報警器發(fā)出報警信號。接到警情事件后，自動報警器立即進行確認 (多次巡檢中斷信號 )，若 50s 后無人解除警情同時警情確認無誤后，進行事件的現(xiàn)場聲 (蜂鳴器 )、光 (LED)報警，同時用戶端自動報警器自動向相關(guān)部門撥打預(yù)先設(shè)置好的報警電話號碼，進行語音報警。在用戶端自動報警器的面板上設(shè)有 LCD 顯示器、鍵盤以及三色警燈 (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警 、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報警燈 (紅 )、工作燈 (綠 )和故障燈 (黃 )。正常時 LCD 顯示時間，事件發(fā)生時鎖定顯示當時的時間。用戶端報警器同時具有探頭故障報警功能，避免由于探頭掉電而漏報，出現(xiàn)故障時點亮故障燈；如果判斷探頭掉線 (被剪斷 )，則聲光報警。如果出現(xiàn)誤觸發(fā)而報警時可以通過觸發(fā)延遲時間 (50s 定時器 )去解除，另外用戶端自動報警器還具備狀態(tài)信息 (如有無交流電、備用電池電量是否不足等 )上報的功能，可以對預(yù)設(shè)的普通電話、手提電話實現(xiàn)報警 ⑴ 。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 50 頁 第 7 頁 第 3章 用戶端探測器設(shè)計 探測器電路設(shè)計是本課題電路設(shè)計的重點 之一，探測器電路部分包括防盜探測器電路與防火探測器電路兩大部分，其中詳細設(shè)計了紅外、微波及光電感煙探測電路。由多種類型傳感器實現(xiàn)多元信號綜合檢測是本系統(tǒng)中探測電路部分的基本設(shè)計思想，多元信號檢測一方面完成盜情與火情的實時監(jiān)測任務(wù)，另一方面大大降低了探測器部分的誤報率，提高了整個系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。 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，其誤報率明顯下降，原理示意圖如圖 31所示。 圖 31雙鑒探測器原理示意圖 雙鑒探測器工作時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，即只有同時檢測到兩個探測器輸出端口為高電平信號時，自動報警器才會響應(yīng)盜情報警信號，否則不報警。實驗發(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，從而彌補了微波探測器監(jiān)視面積較大的弱點，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的目標，所以對于如果只是溫度變化引起的干擾并不會被自動報警器響應(yīng)。通過這樣雙重的檢測就進一步減小了外界干擾， 降低了報警信號誤報的發(fā)生率，下面詳細介紹本系統(tǒng)中紅外與微波探測器電路的設(shè)計原理、特點以及實際的工作過程。 熱釋電紅外線探測器 在自然界，任何高于絕對溫度 (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是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低是相關(guān)的。 與非門 熱釋電紅外探測器 微波探測器 AT89C51