【正文】 調試過程 ..............................................................................................................39 Protues 仿真 .........................................................................................................40 6 總結 .........................................................................................................................44 附錄 ...............................................................................................................................45 參考文獻 .......................................................................................................................60 致謝 ................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 第 1 頁 共 61 頁 1 緒論 引言 針對當前火災自動報警系統(tǒng)存在的通訊協(xié)議不一致，系統(tǒng)誤報、漏報頻繁，智能化程度低，網(wǎng)絡化程度低、特殊惡劣環(huán)境的火災探測報警抗干擾等問題較為突出的現(xiàn)象，提出在符合國家消防規(guī)范的基礎下采用統(tǒng)一、標準、開放的通訊協(xié)議，通過對新技術、新工藝、新材料和新設備的應用研究，對系統(tǒng)方案、設備選型的優(yōu)化組合，改進火災自動報警系統(tǒng)的工作性能、減少維護費用和維護要求，向著高可靠性、高靈敏性、低誤報率、系統(tǒng)網(wǎng)絡化、技術智能化方向發(fā)展，為更好的預防和遏制建筑火災提供了強有力的保障，從而更好的保護國家和人民的生命 、財產安全 [1]。這是火災自動報警應用技術的研究發(fā)展趨勢 。 家用防盜系統(tǒng)近幾年來在全球以及在中國的快速發(fā)展是信息技術發(fā)展尋找更廣闊的市場結合點的必然結果，是 IT 產業(yè)向傳統(tǒng)住宅產業(yè)以及人們生活滲透的必然結果。家用防盜系統(tǒng)建設目標是向人們提供 ―方便快捷的信息通信、安全舒適的住宅環(huán)境、高效便利的物業(yè)管理 ‖。發(fā)展家用防盜系統(tǒng)是住宅產業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。家用防盜系統(tǒng)按智能技術開發(fā)的功能和作用的不同，小區(qū)中報警系統(tǒng)應用一般體現(xiàn)在探測智能、監(jiān)控智能和抗干擾智能三個主要方面。目前歐美已有一些國家正在大力研究無線 防盜探測報警系統(tǒng)，隨著時間的推移，這種產品在我國也會發(fā)展成為主流 [2]。 防盜報警產品總體發(fā)展趨勢：從少防區(qū)（ 4防區(qū)）向多防區(qū)（ 16防區(qū)以上）；電話線制向 GSM、總線制、網(wǎng)絡制發(fā)展；從有線向無線發(fā)展；無線從單一頻點（ 315M）向專用頻段 (433M內多頻點 )、從單向 /單工向雙向 /半雙工或雙工通訊發(fā)展 [3]。比如主動紅外入侵探測器從傳統(tǒng)型向編碼調制型發(fā)展，說明隨著科技的普及、隨著報警產品應用面的擴大，傳統(tǒng)型主動紅外入侵探測器產品存在的問題逐漸暴露，由于密集安裝引發(fā)誤報警、漏報警、可以被同型號或同類產品替代；對于 新型建筑結構，比如現(xiàn)代造型的圍墻等無法安裝、使用；對于窗、陽臺等也無法有效防范等；被動紅外入侵探測器開始從室內防范向室外防范發(fā)展，說明室內防范的局限性日漸顯現(xiàn)，防范開始向室外 /戶外推進。但是由于其產品探測原理的限制，其室外型產品的防范效果、工作穩(wěn)定性等各方面均不盡人意。 第 2 頁 共 61 頁 課題研究背景及意義 隨著社會的發(fā)展，人們的活動、居住區(qū)域越來越大，安全問題越顯重要。簡潔、經濟型報警器成為家庭所需。而且自本世紀 80 年代開始，隨著電子產品在人類生活中的使用越來越廣泛，由此引起的火災也越來越多，在我們生活的四周到處 潛伏著火災隱患。智能化火災報警系統(tǒng)已并非傳統(tǒng)意義上的簡單的報警設備，而是融入了計算機技術、電子技術、自動控制技術、傳感器的應用等各領域知識。伴隨著科學技術的不斷進步，值得提出的是，我國目前民居內幾乎沒有防火設施及救火器材，火災報警系統(tǒng)必將得到更快的發(fā)展。 我國家用安防系統(tǒng)相對國外來講，是有較大差距的。現(xiàn)在一般居民住宅的主要防盜措施僅限于防盜窗、防盜門，雖有一定的防盜作用，在災害發(fā)生的情況下，使逃生更加困難。另外，小區(qū)安全措施不足；居民安全意識有待增強；安全防范系統(tǒng)也急需普及。 家用防盜系統(tǒng)近幾年來在全球以及 在中國的快速發(fā)展是信息技術發(fā)展尋找更廣闊的市場結合點的必然結果，是 IT 產業(yè)向傳統(tǒng)住宅產業(yè)以及人們生活滲透的必然結果。家用防盜系統(tǒng)建設目標是向人們提供 ―方便快捷的信息通信、安全舒適的住宅環(huán)境、高效便利的物業(yè)管理 ‖。發(fā)展家用防盜系統(tǒng)是住宅產業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。家用防盜系統(tǒng)按智能技術開發(fā)的功能和作用的不同，小區(qū)中報警系統(tǒng)應用一般體現(xiàn)在探測智能、監(jiān)控智能和抗干擾智能三個主要方面。目前歐美已有一些國家正在大力研究無線防盜探測報警系統(tǒng)，隨著時間的推移，這種產品在我國也會發(fā)展成為主流。如今，人民生活已從溫飽型向小康轉變 ，大件耐用消費品己經進入尋常百姓家，因此人們會有更強的安全意識，逐漸接受在住宅內裝設質優(yōu)價廉、功能完善的安全防范系統(tǒng)。同時人類已經進入二十一世紀，傳統(tǒng)的防盜門窗越來越不能滿足人們日常防范的要求，因此人們迫切需要一種智能型家庭安全防范報警系統(tǒng) [4]。智能住宅己開始引起人們的關注。作為住宅的一個組成部分，安全防范系統(tǒng)也必將向多功能、全方位、綜合性、智能化方向發(fā)展。 而小區(qū)管理最為重要的內容之一是確保住宅、住戶安全。現(xiàn)代居住的格局，鄰里之間的來往越來越少，家庭生活隱密性、封閉性越來越強。所以說，小區(qū)的安防系統(tǒng)和智 能管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化小區(qū)管理不可缺少的有機組成部分?？紤]設備成本與集中管理的需要，可將周界報警探測系統(tǒng)、住宅聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)加以集成和 第 3 頁 共 61 頁 綜合，構成綜合防范體系。由此，居民住宅應當設置安全防范報警系統(tǒng)，對盜竊、入室搶劫等做到早發(fā)現(xiàn)、早報警，通過社會力量和科技手段來提高家庭抵御各種意外情況的能力。 火災是可燃物在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災害，是威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災害之一。火，在給人類帶來文明進步、光明和溫暖的同時也在其失去控制之時給人類造成了巨大的災難。據(jù)統(tǒng)計，我國 70年代火災平均損失不到 億元 ， 80 年代火災平均損失接近 億元。進入 90年代，特別是 1993年以來，火災造成的直接損失上升到年均十幾億元，年均死亡 20xx 多人。 嚴峻的事實證明，隨著社會和經濟的發(fā)展，社會財富日益增加，火災給人類、社會和自然造成的危害范圍不斷擴大，它不僅毀壞物質財產，造成社會秩序的混亂，還直接威脅生命安全，給人們的心靈造成極大的傷害。殘酷的現(xiàn)實讓人們逐漸認識到監(jiān)控預警和消防工作的重要性，良好的監(jiān)控系統(tǒng)和及時的報警機制可以大大降低人員的上網(wǎng)，為社會減少不必要的損失。 隨著電子產品在人類生活中的使用越來越廣泛，由此引起的 火災也越來越多，在我們生活的四周到處潛伏著火災隱患。智能化火災報警系統(tǒng)已并非傳統(tǒng)意義上的簡單的報警設備，而是融入了計算機技術、電子技術、自動控制技術、傳感器的應用等各領域知識。伴隨著科學技術的不斷進步，火災報警系統(tǒng)必將得到更快的發(fā)展 [5]。 單片微型計算機簡稱單片機（ Microcontroller Unit），是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善 的計算機系統(tǒng)。利用單片機實現(xiàn)報警具有體積小、價格低、集成度高等突出優(yōu)點 ,利用單片機來開發(fā)防盜系統(tǒng)能使系統(tǒng)易于操作，且花費較小，因而具有廣泛的應用性 [6]。 第 4 頁 共 61 頁 本文主要內容安排 經過深入了解了家庭防火防盜產品現(xiàn)狀，我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的防火防盜產品種類很多，但大部分是當有非法入侵時，系統(tǒng)會發(fā)出聲、光、電等報警信號，還有一些可以實現(xiàn)向外報警的系統(tǒng)大多采用的是電話語音報警；電話線一般布線一般是在樓道內，容易被小偷破壞掉，造成報警系統(tǒng)失靈；而且這些系統(tǒng)僅側重于被動防御的思路，只是在災情發(fā)生后才發(fā)出報警。本系統(tǒng) 針對以上問題通過使用手持設備，以無線的方式來完成各種操作。當人們外出，家中長期處于無人狀態(tài)時，家里就很容易成為小偷偷盜的目標，家主可以在特定的時間通過手機等其他手持設備遠程控制來進行布防。 本課題設計的家庭智能防火防盜報警系統(tǒng)開發(fā)設計方案是以單片機為核心，它利用無線通信和自動控制技術，通過無線網(wǎng)絡將家居內的異常情況及時傳輸給用戶或保安人員。它是一種能真正滿足新時期居民的居住要求、真正實現(xiàn)智能化報警的要求的方便實用的防火防盜報警系統(tǒng)。針對目前家庭防火防盜系統(tǒng)的現(xiàn)狀，在以下幾個方面對系統(tǒng)進行研究： (1)傳感器 部分設計。對防火和防盜傳感器進行選擇和設計，對傳感器輸出信號進行相應的處理，由單片機對處理好的信號進行轉換、運算、存儲、發(fā)送等操作。 (2)系統(tǒng)硬件設計。研究滿足系統(tǒng)工作需要的元件及其工作原理，單片機的外圍接口電路。主要包括無線通信模塊電路、火災報警電路、非法入侵檢測電路、 門控電機驅動模塊電路、鍵盤輸入及 LED 顯示模塊等 。 (3)根據(jù)控制方案繪制軟件流程圖，編寫程序，并進行了編譯調試。通過軟件程序的編寫來指導硬件實現(xiàn)系統(tǒng)要求的功能。單片機采用 C 語言模塊化設計，增加了程序的可讀性和可移植性。 (4)系統(tǒng)軟件可 靠性設計。在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制軟件采取了一些切實可行的措施，包括采用結構化程序設計方法、軟件陷阱和 ―看門狗 、合理安排中斷等。在編寫軟件程序時，避免中斷嵌套和在中斷中執(zhí)行復雜的任務 綜上所述，根據(jù)我對題目的研究與分析本文的主要內容安排如下： 第一章：緒論，主要闡述本課題研究的意義與背景以及本文主要內容； 第二章：系統(tǒng)總體設計，主要介紹所設計的防火、防盜系統(tǒng)的組成結構，工作原理等相關內容； 第三章：硬件系統(tǒng)設計，主要設計整個系統(tǒng)的硬件電路； 第 5 頁 共 61 頁 第四章：系統(tǒng)軟件程序設計，主要程序設 計； 第五章：系統(tǒng)調試及仿真，主要對軟件系統(tǒng)進行調試，無錯誤后燒錄到單片機進行硬件調試，對主要模塊進行了 Protues 仿真。 第 6 頁 共 61 頁 2 系統(tǒng)總體設計方案 家庭智能防火防盜報警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報警系統(tǒng)，它的開發(fā)設計方案參照國內外相關技術的發(fā)展狀況，并根據(jù)我國住宅建設的實際情況和各相關方面的協(xié)調發(fā)展狀況來更好地滿足新時期居民讓家庭更安全、更舒適、更方便、更符合環(huán)保的居住要求。 本文對防火防盜兩個模塊分別進行設計，本章給出了火災監(jiān)控模塊和防盜系統(tǒng)模塊的 整體設計方案。 火災監(jiān)控系統(tǒng)整體設計 火災報警系統(tǒng)一般由火災探測器、區(qū)域報警器和集中報警器組成?；馂奶綔y器通過對火災發(fā)出的物理、化學現(xiàn)象（燃燒氣體）、煙（煙霧粒子）、熱（溫度）、光（火焰）的探測，將探測到的火情信號轉化成火警電信號傳遞給火災報警控制器。區(qū)域報警器將接收到火警信號后經分析處理發(fā)出聲光報警信號，集中報警是將接收到的信號以聲光形式表現(xiàn)出來 [7]。整體電路設計框圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)原理及組成框圖 火災 報警系統(tǒng)類型及火災探測器選型 火災報警系統(tǒng)類型 根據(jù)火災報警系統(tǒng)中所使用的探測器種類，火災報警系統(tǒng)可以分為以下四種： (1)感溫型火災報警系統(tǒng) 由于火災發(fā)生時燃燒物會產生大量的熱量，使得周圍溫度迅速變化。感溫型傳 感 器 放大電路 A/D轉換 單 片 機 狀態(tài)指示 聲音報警 溫度顯示 按鍵 第 7 頁 共 61 頁 火災報警系統(tǒng)就是通過判斷周圍溫度變化而產生響應的火災報警系統(tǒng)，再把溫度的變化轉換為電信號以達到判斷報警的目的。根據(jù)探測溫度參數(shù)的不同，一般可以將感溫型火災報警系統(tǒng)分為定溫式、溫差式等幾種。 (2)感煙型火災報警系統(tǒng) 煙霧是早期火災的重要特征之一。在火災發(fā)生的初期，由于溫度比 較低，許多物質都處于陰燃階段，產生大量的煙霧。感煙型火災報警系統(tǒng)就是對空氣中可見或不可見的煙霧粒子進行探測，然后將煙霧濃度的變化轉換為電信號來觸發(fā)報警。感煙型火災報警系統(tǒng)主要有激光感煙式、光電感煙式和離子感煙式等。 (3)感光型