【正文】 紅外傳感器和煙霧傳 感器。 a） 熱釋電紅外傳感器模塊 本系統(tǒng)將選用 PIR 熱釋電紅外傳感器 P2288，這款傳感器只 對(duì) 特定波長的紅外光最為敏感。 此傳感器 具有價(jià)格低 、靈敏度高 的特點(diǎn)， 誤動(dòng)作極小 ，對(duì)于本系統(tǒng)而言價(jià)格適中，性價(jià)比較高。 P2288 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 如圖 22 所示，雙探測元結(jié)構(gòu)是其特點(diǎn) 。 為了消除因環(huán)境和自身變化而引起的干擾， 此 傳感器 把 兩個(gè) 探測 元（ 極 4 性相反、特性 相同） 以 串聯(lián) 方式連接 ，使這 兩個(gè)探測元件產(chǎn)生 的干擾信號(hào) 在傳感器內(nèi)部就 相互抵消 [3。 DSG濾 波 片+ 圖 22 P2288 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 由于 熱釋電傳感器 [4]輸出信號(hào)變化比較慢，且幅 度 值較?。?低于 1mv） ,不可以 直接 擔(dān)任 系統(tǒng)的控制信號(hào)輸送到單片機(jī)，因此傳感器 檢測到的 的輸出信號(hào)必須 通過 一個(gè)后續(xù)處理電路，使得處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)能接收的數(shù)字信號(hào)。根據(jù)功能要求，本文設(shè)計(jì)了以 BISS0001 元件為主的信號(hào)處理電路。 BISS0001 是一款模數(shù)混合的專用集成電路芯片，可以 將傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大、比較處理后送入單片機(jī)，作為單片機(jī)的輸入信號(hào)。其管腳圖及管腳說明如 圖 23 所示： 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 92 3 4 5 67 81A V D R R 1 R C 1 R C 2 R R 2 V S S V R FV CI BV D D2 O U T2 I N 1 I N 1 O U T1 I N + 圖 23 BISS0001 管腳圖 BISSOO1 管腳 功能介紹 [5]： A： 芯片是否重復(fù)觸發(fā) 選擇端。當(dāng) A 高電平 時(shí)， 重復(fù)觸發(fā)；反之， 禁止 重復(fù)觸發(fā)。 VO： 控制信號(hào)輸出端。 RR1 與 RC1： 輸出延遲時(shí)間 Tx 的 調(diào)節(jié)端 RC2 與 RC2： 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 的調(diào)節(jié)端 VSS： 工作電源負(fù)端 VRF： 參考電壓及復(fù)位輸入端。 一般情況下 連電源 VDD，當(dāng) 該 5 引腳 接“ 0”時(shí)可 以 使定時(shí)器復(fù)位 VC： 觸發(fā)禁止端。當(dāng) VC 小于 VR 時(shí)禁止觸發(fā)；反之，則 可以觸發(fā) 。（ VR 約等于 ） IB： 運(yùn)算放大器偏執(zhí)電流設(shè)置端 VDD： 工作電源正端 2OUT： 第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 2IN： 第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 2IN+： 第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端 1IN： 第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 1OUT： 第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 P2288 傳感器 經(jīng)過信號(hào)處理電路處理，將檢測的信號(hào)發(fā)送給單片機(jī) 口。如果有人非法入侵傳感器將輸出高電平傳送到單片機(jī) 口，這時(shí)單片機(jī)動(dòng)作進(jìn)入中斷程序。 b） 煙霧傳感器模塊 對(duì)于防火煙霧傳感器模塊， 本系統(tǒng)選取的 芯片為 QMN10 半導(dǎo)體氣敏傳感器可燃?xì)怏w檢測芯片，它采用 陶瓷半導(dǎo)體工藝燒制而成， 與其它同類型的傳感器相比， 具有高靈敏度和高穩(wěn)定度 等優(yōu)點(diǎn)。 半導(dǎo)體氣敏傳感器的工作原理是：半導(dǎo)體表面的氣體由于氧化還原反應(yīng) 的作用 ，使 傳感器的 阻 值跟著 傳感器周圍 氣體 而變化。 根據(jù)這一特性，人們從氣敏電阻的阻值變化中可以看出 空氣 的情況，從而以達(dá)到檢測氣體濃度目的。 利用氣敏傳感器檢測家中煙霧含量，將檢測的結(jié)果傳輸?shù)絾纹瑱C(jī) 口。當(dāng)家中煙霧含量正常是，傳感器模塊輸出低電平，單片機(jī) 為低電平不動(dòng)作；家中煙霧含量超標(biāo)及發(fā)生火災(zāi)時(shí)，傳感器將輸出高電平到 單片機(jī) 口，這時(shí)單片機(jī)動(dòng)作。 或 為高電平時(shí)，單片機(jī)進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，首先通過單片機(jī)用 GSM 模塊向用戶手機(jī)發(fā)送相對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，然后然后驅(qū)動(dòng)單片機(jī)的聲光報(bào)警電路，使聲光報(bào)警電路工作，引起周圍鄰居的注意，以便及時(shí)處理家中情況。 GSM 短信模塊 6 目前市場上， GSM 模塊產(chǎn)品一般都是由國際上一些大型公司生產(chǎn)，如西門子、摩托羅拉 、三星、等，國內(nèi)的廠家 有聲望的也不多 。 TC35i 是 GSM 模塊，沒有 GPRS 功能， 但是可以升級(jí)； SIM100 的 穩(wěn)定性 非常的差； 摩托羅拉與 索愛都 還可以 不過和 西 門子相比，供貨與技術(shù)支持都有待改進(jìn)。綜上 所述， 本文選用的是一款支持中文短息的的 TC35i。 TC35i 模塊開發(fā)早，技術(shù)成熟，廣為大家所熟悉，且編程語言及 AT 指令可以很方便的獲取，由于本人尚處于學(xué)習(xí)研究階段，各方面知識(shí)水平還不高，所以選用這款 GSM 模塊，便于自己學(xué)習(xí)及實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)功能。 GSM 模塊主要是利用單片機(jī)通過現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)向用戶手機(jī)發(fā)送提示信號(hào)短信，其主要實(shí)現(xiàn)過程為：單片機(jī)通過查詢方式檢測到單片機(jī) 口為高電平（即家中出現(xiàn)竊賊）或單片機(jī) 口為高電平（即家中發(fā)生火災(zāi)）時(shí)單片機(jī)進(jìn)入相應(yīng)各自中斷程序，利用 GSM 模塊向用戶手機(jī)發(fā)送相對(duì)應(yīng) 的提示信息，短消息內(nèi)容固定存儲(chǔ)在單片機(jī)中，當(dāng)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，單片機(jī)只要調(diào)用其對(duì)應(yīng)的內(nèi)容就可以通過單片機(jī)串口直接與 GSM 模塊通信，實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)控的自動(dòng)發(fā)送短信的功能。單片機(jī)與 GSM 模塊的通信主要是通過單片機(jī) P3 口引腳的第二功能串口進(jìn)行通信。 時(shí)鐘及按鍵模塊 現(xiàn)在 市場上 有 不少種類 的 時(shí)鐘電路，如 DS130 PCF8485 等， 而且 這些時(shí)鐘 芯片的 接口簡單 且 價(jià)格 低廉 ， 因此 應(yīng)運(yùn) 比較 較多 。 本系統(tǒng) 時(shí)鐘模塊主要是以DS1302 為主的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示， DS1302 時(shí)鐘芯片可以設(shè)置年、月、日時(shí)、分、秒及閏年功能。 按 鍵 模塊主要來進(jìn)行時(shí)鐘模塊時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置三個(gè)按鍵分別與單片機(jī) 三個(gè) I/O 口 、 、 相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘芯片的處理 ， 這三個(gè)按鈕分別為 SS S3。 S1 為功能鍵，第一次按下是設(shè)置年，第二次按下是設(shè)置月，依次按下分別設(shè)置日、時(shí)、分、秒，共按七次，第七次時(shí)為結(jié)束設(shè)置， S S3 分別為加一減一鍵。通過對(duì)著三個(gè)按鍵的設(shè)置來設(shè)置時(shí)間。時(shí)鐘及按鍵模塊的功能主要同通過單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)通過查詢方式來檢測按鈕按鍵接口，然后通過內(nèi)部程序來更改時(shí)鐘設(shè)置。 顯示模塊 7 顯示模塊功能 主要是為了實(shí)時(shí)顯 示家庭報(bào)警系統(tǒng)的的工作狀況如家中的可燃?xì)怏w狀況、實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示等 ， 本文選取的芯片為低電壓、低功耗的 LCD12864液晶顯示芯片，該芯片帶有中文字庫，可以很方便的顯示家中狀況，它可以完成漢字 和 圖形顯示。由該芯片 組成 的顯示電路與其他同類型的電路相比 較 ，硬件電路和顯示程序都非常簡單，而且芯片價(jià)格低廉，在該系統(tǒng)中性價(jià)比相當(dāng)高 。 無線遙控模塊 熱釋電紅外傳感器對(duì)所有人的檢測相同，所以無法識(shí)別竊賊與戶主。當(dāng)戶主在家時(shí)，為了防止監(jiān)測模塊誤報(bào)警，必須關(guān)斷熱釋電傳感器模塊，所以本系統(tǒng)設(shè)計(jì) 了 一個(gè)無線遙控器裝置，便于 隨身攜帶。該裝置有兩個(gè)按鍵： A 鍵與 B 鍵，具體定義為 A 鍵為布防按鈕 B 鍵為撤防按鈕， A 鍵按下熱釋電傳感器模塊工作，B 鍵按下熱釋電傳感器模塊停止工作。 無線遙控模塊主要選用三個(gè)核心器件，分別為 ： 315MHZ 無線傳輸模塊、編碼芯片 PT2262 和解碼芯片 PT2272。這三個(gè)模塊芯片，開發(fā)早，廣為大家所知，其配套使用組成的硬件電路易于實(shí)現(xiàn)和理解，且軟件編程可以從多渠道獲得。因此，用這三個(gè)核心器件組成的發(fā)射和接受電路可以很方便的實(shí)現(xiàn)本模塊的功能。下面就將簡單介紹著三個(gè)核心器件 a） 315MHZ 無線傳輸模塊簡單介紹 本文 選 用 315MHZ 無線遙控模塊， 頻率穩(wěn)定度相當(dāng)高，在現(xiàn)有的環(huán)境溫度下，頻率漂移幾乎為零， 與 PT2262/PT2272 兩種編解碼芯片配合使用 組成的無線遙控器 ，可以很方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。 315MHZ 無線遙控模塊 的 電壓在 312V之間變化時(shí)發(fā)射頻率 幾乎 保持恒定值，同時(shí)與發(fā)射模塊 組合使用的接收模塊也不需要任何改變就可以 的接收無線數(shù)據(jù)。在 開闊 地面 上 傳輸時(shí)， 3V 電壓源，傳輸距離為 2025 米，發(fā)射功率 很小 ； 5V 電壓時(shí)，傳輸距離約 100200 米； 12V 電壓時(shí)，傳輸距離 可以達(dá)到 300500 米， 這時(shí)候是 最 理想 的工作電壓，發(fā)射 效果最好；電壓大于 12V 以后，模塊的功耗就會(huì)增加，所以發(fā)射功率不會(huì)再有很大增加。 b）編解碼芯片 PT2262/PT2272 簡單介紹 8 圖 24 PT2262/PT2272 管腳圖 無線遙控模塊另外兩個(gè)核心芯片為編解碼芯片 PT2262/PT2272，這兩款芯片是普城公司生產(chǎn)的一種 通用編解碼電路芯片，具有低價(jià)位低功耗的特性。PT2262/PT2272 的三態(tài) 地址管腳 有 12 位（ A0~A11），其任意組合可以提供 531441種地址碼。 PT2262 為編碼芯片， OSC1/OSC2 是編碼芯片震蕩電阻的輸入和輸出端，其震 蕩頻率由外接電阻決定， TE 為編碼啟動(dòng)端，低電平有效 ,Dout 是編碼輸出端，輸出為高電平輸出（平時(shí)為低電平） 。 PT22262 引腳排列圖如 圖 24 所示：6 根地址線 分別為 A0 到 A5， A6 至 A11 不僅可以 作為地址線 還能夠 作為數(shù)據(jù)線 。 PT2272 為解碼芯片， 后綴型號(hào)有 L4/M4/L6/M6 等 ， L 代表 鎖存輸出，如果成功接收數(shù)據(jù)就會(huì)一直保持這個(gè)電平狀態(tài)，一直等到下一次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生改變。 M 代表非鎖存輸出。 4 和 6 表示有幾路并行的 數(shù)據(jù) 通道，（ PT2272M4） ,則代表 8 位地址編碼 。 一般 人們 習(xí)慣 使用 8 位地址碼和 4 為數(shù)據(jù)碼 的模式，在這里本模塊同樣也采取這種編碼芯片（ PT2272M4）。 PT2272 引腳排列圖如圖24 所示。 本章小結(jié) 本章首先介紹了系統(tǒng)的模塊組成，從系統(tǒng)整體簡單說明裝置 的功能實(shí)現(xiàn) ，然后分別從各個(gè)模塊著手，介紹了各模塊的功能及實(shí)現(xiàn)過程 。 從整體到部分，層次清晰，語言簡潔明了，便于閱讀。 9 3 家庭安全報(bào)警系統(tǒng)各組成部分 硬件 設(shè)計(jì) 主控單片機(jī)模塊 主控單片機(jī)模塊的選擇 本文選取的主控單片機(jī)芯片為 AT89C52，這是一款由 ATMEL 公司生產(chǎn)的高性能 CMOS8 位的單片機(jī)，內(nèi)部 構(gòu)成和 MCS51 系 列單片機(jī) 基本相同 [8]。 AT89C52 單片機(jī)為 40 引腳的 DIP 封裝，其價(jià)格低廉、功耗低保密性強(qiáng)，應(yīng)運(yùn)方便靈活?？梢允褂?Keil 工具進(jìn)行程序燒寫及仿真，使用相當(dāng)方便， 且由于本人尚處于學(xué)習(xí)研究階段，各方面水平有限， AT89C52 單片機(jī)的資料可以很方便的獲取，便于自身學(xué)習(xí)與提高， 所以 AT89C52 為本系統(tǒng)的最佳選擇。 AT89C52 單片機(jī)基本組成 AT9C52 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖如圖 31 所示 [6]。 F L A S H R A M串 行 通 信 口定 時(shí) 器 輸 入 輸 出 接 口計(jì) 數(shù) 器C P U時(shí) 鐘 圖 31 AT89C52 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89C52 單片機(jī)基本組成包括： a) 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含 8K 的 Flash 程序存儲(chǔ)器，； b) 具有 P0 到 P3 共 32 根可編程 的 I/O 口線； c) 具有 3 個(gè)可編程定時(shí)器； d) 具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針 DPTR； e) 串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口； f) 擁有 可編程的 3 級(jí)程序鎖定位； g)工作電源電壓典型值為 5V；最高工作頻率為 24MHz。 10 AT89C52 單片機(jī)的管腳設(shè)置和使用都非常的簡單，指令系統(tǒng)和引腳功能與51 系列單片機(jī) 完全兼容，且該單片機(jī)技術(shù)成熟，器件易于購買，編程方便，資料很多方便查閱。 AT89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng) AT89C52 單片機(jī)和其他微機(jī)一樣 在時(shí) 序電路控制下 運(yùn)行 ，時(shí)序電路的基礎(chǔ)就是需要某一 時(shí)鐘信號(hào)作為基準(zhǔn)，因此單片機(jī)最小系統(tǒng)由時(shí)鐘電路和復(fù)位電路構(gòu)成，其電路圖如 32 所示： 圖 32 AT89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng) 本系統(tǒng)是利用片內(nèi)震蕩電路的時(shí)鐘電路。 XTAL1 和 XTAL2 分別 是單片機(jī) 反向放大器輸入 輸出端 ，在芯片外部，反向放大器輸入輸出之間加一個(gè)石英晶體振蕩器和兩個(gè)微調(diào)電容，從而就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。其具體電路圖如圖32 所示。 單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)復(fù)位操作 是必不可少 的一步 ， 這一步可以使 單片機(jī) 從 初始狀態(tài)開始工作，這種工作方式成為復(fù)位方式，其電路 稱為 單片最小系統(tǒng)的復(fù)位電路。 11 本系統(tǒng)采用單片機(jī)手動(dòng)復(fù)位方式，如圖 32 所示，當(dāng)按下復(fù)位鍵 RESET 后，復(fù)位端 RST 通過電阻 R1 接通電源 5V，產(chǎn)生正脈沖實(shí)現(xiàn) 單片機(jī) 復(fù)位。 GSM 短信模塊 GSM 稱為全球移動(dòng)通信系統(tǒng) ，從 1993 年在我國開始商用，至今已有二十余年的歷史 [7]。在過去的二十年里， GSM 網(wǎng)絡(luò)速度發(fā)展驚人 ， 隨著 GSM 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的高速發(fā)展，人們利用無線通信監(jiān)測設(shè)備檢測家庭情況的需求也越來越高，因此利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)無 線監(jiān)測防盜是當(dāng)今發(fā)展的趨勢。 GSM 模塊簡單介紹 GSM 模塊，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、 GSM 射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊 [8]。 一般來講， GSM 模塊 和