【正文】 SCK：串行時(shí)鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫(xiě)入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出； WP：寫(xiě)保護(hù)輸入。 與 MT8888 的 CS 相連，控制MT8888 的選通。 接探頭掉線檢測(cè)端，單片機(jī)對(duì)該口定時(shí)查詢，正常時(shí)為高電平，當(dāng)檢測(cè)到低電平即發(fā)出掉線警報(bào)。 自動(dòng)報(bào)警器電路設(shè)計(jì) 自動(dòng)報(bào)警器電路見(jiàn)圖 14。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器 (地址為 OOOOH—— FFFFH ) ， EA 端必須保持低電 平 (接地 )。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器 （ SFR)區(qū) 中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁 止 ALE 操作。 P3 口 除了作為一般的 I/O 口 線外，更重要的用途是它的第二功能，如 表所示 ： 表 2 P3 口第二功能 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) T0(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) P3 口 還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。對(duì)端 口 寫(xiě) “ 1”；通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻 把端 口 拉到 高電平 ，此時(shí)可作輸入 口 ，作輸入 口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上 拉 電阻 ，某個(gè)引腳被外部信 號(hào) 拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL) 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令 )時(shí)， P2 口 送出 高 8 位地址數(shù)據(jù)。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組 口 線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址 (低 8 位 )和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部 上拉電阻 。同事， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。由 CO 引起的敏感元件電阻的變化最終反應(yīng)在輸出電阻 R5 上。 2． 光電感煙探測(cè)器電路設(shè)計(jì) 紅外發(fā)射電路中的 555 電路用于產(chǎn)生頻率可調(diào)的脈沖波形，使用 555 電路的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是輸出脈沖的占空比可調(diào)，便于設(shè)計(jì)不同要求的驅(qū)動(dòng)輸出 。 圖 10 溫度探測(cè)器 電路圖 光電感煙探測(cè)器 本節(jié)著重探討光電感煙探測(cè)器電路設(shè)計(jì)。由于單元探測(cè)技術(shù)所采用的單一參數(shù)火災(zāi)探測(cè)器(包括閾 值觸發(fā)式和模擬量式 )對(duì)火災(zāi)特征信號(hào)響應(yīng)靈敏度的不均勻性，導(dǎo)致它對(duì)實(shí)際火災(zāi)的探測(cè)能力受到了限制，尤其是用于對(duì)家庭住宅火情的準(zhǔn)確探知更是尤為重要。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中報(bào)警范圍實(shí)測(cè)約為 7—— 8 米，探測(cè)到有效信號(hào)時(shí)，有 20 秒的報(bào)警信號(hào)輸出， LED 發(fā)光做出預(yù)警指示，可有效的進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)。 圖 7 微波探測(cè)器原理框圖 環(huán)形天線和它周?chē)碾娮?、電容?MOS 場(chǎng)效應(yīng)管組成了近微波段高頻自激振蕩電路 (它的振蕩頻率在 1GHz 左右 )，微波探測(cè)器原理如圖 7 所示，當(dāng)電路接通電源以后，振蕩產(chǎn)生的單頻、等幅信號(hào)通過(guò)外接天線發(fā)射到空間，產(chǎn)生一個(gè)立體空 間微波防護(hù)區(qū)，天線既發(fā)射振蕩信號(hào)，也接收回波。該設(shè)計(jì)輸出為脈沖信3 用戶端探測(cè)器設(shè)計(jì) 12 號(hào)，當(dāng)有移動(dòng)物體進(jìn)入探測(cè)范圍以內(nèi)時(shí)，輸出端電平由高電平跳變至低電平，可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)并報(bào)警。這一功能的設(shè)置，可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。它的正常工作電壓是 +4. 5V(工作范圍可在 3V 到 5V 之間 )。另一個(gè)是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡是一種由塑料制成的特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡，它用來(lái)配合熱釋電紅外線傳感器，以達(dá)到提高接收靈敏度。 防盜探測(cè)器電路設(shè)計(jì) 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 2 所示。 系統(tǒng)的基本工作過(guò)程 ： 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)。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)。 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 。按智能技術(shù)開(kāi)發(fā)的功能和作用的不同，智能小區(qū)中報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用一般體現(xiàn)在探測(cè)智能、監(jiān)控智能和抗干擾智能三個(gè)主要方面。室內(nèi)裝有震動(dòng)報(bào)警頭 (可以檢測(cè)破壞門(mén)時(shí)的震動(dòng) )、紅外微波雙鑒式報(bào)警頭 (可以檢測(cè)室內(nèi)是否有人 )及報(bào)警控制器。另外，小區(qū)安全措施不足 ； 居民安全意識(shí)有待增強(qiáng) ； 安全防范系統(tǒng)也急需普及。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。目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家己逐漸形成一個(gè)集安防、消防、醫(yī)療救護(hù)為一體的安全保障行業(yè)。 智能化住宅是信息化社會(huì)的產(chǎn)物，住宅智能化的內(nèi)容一般包括 ： 住宅安全自動(dòng)化 (SA)，通信自動(dòng)化 (CA)，保健自動(dòng)化 (HA)和管理自動(dòng)化 (MA)，因此也稱為 4A 系統(tǒng) 。但是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶來(lái)了相當(dāng)大的負(fù)面影響。國(guó)家建設(shè)部規(guī)定，目前住宅小區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求，其中包括實(shí)行安全防范系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控管理 ； 住宅的火災(zāi)、有害氣體泄漏實(shí)行自動(dòng)報(bào)警 ； 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)是以煙、溫及可燃?xì)怏w等探測(cè)器為主體 ； 防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)安裝紅外或微波等各種類(lèi)型報(bào)警探測(cè)器 ； 系統(tǒng)應(yīng)能與計(jì)算機(jī)安全綜合管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng) ； 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制。多傳感器的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了低誤報(bào)率，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性。自動(dòng)檢測(cè)是指由紅外探測(cè)與微波探測(cè)器構(gòu)成的雙鑒探測(cè)器實(shí)現(xiàn)盜情檢測(cè)，同時(shí)由溫度探測(cè)器、光電感煙探測(cè)器和一氧化碳探測(cè)器集為一體的復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器完成火情檢測(cè)。家庭及住宅小區(qū)智能化的定義，在國(guó)際上至今尚無(wú)一致的定義，一般認(rèn)為，在現(xiàn)代化的城鄉(xiāng)住宅小區(qū)內(nèi)綜合采用微型計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信與網(wǎng)絡(luò)及智能卡等技術(shù)，建立一個(gè)由住宅小區(qū)綜合物業(yè)管理中心與安防系統(tǒng)、信息通信服務(wù)與管理系統(tǒng)和家庭智能化系統(tǒng)組成的“三合一”住宅小區(qū)服務(wù) 與管理集成系統(tǒng)，最終目的是使每一住戶得到滿足其要求的最佳方案。 國(guó)內(nèi)外研究概況 在社會(huì)信息化進(jìn)程日益發(fā)展的今天，信息技術(shù)應(yīng)用己滲透到人類(lèi)生存、活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域，在建筑領(lǐng)域，人們的現(xiàn)代生活、工作對(duì)居住和辦公的建筑環(huán)境不僅要求1 前言 2 舒適健康、安全可靠、高效便利，同時(shí)還要適應(yīng)信息化社會(huì)運(yùn)用科技手段和設(shè)備的要求。如 果一個(gè)小區(qū)實(shí)現(xiàn)了智能化管理，管理人員就可以快速有效地完成對(duì)小區(qū)的智能管理，諸如各種盜情、火災(zāi)等報(bào)警數(shù)據(jù)的采集，管理中心對(duì)各種警情的及時(shí)處理等。 現(xiàn)代安防監(jiān)控系統(tǒng)己有了新的概念， 通常稱為安全自動(dòng) 化 SAS(Security Automation System)，并與防火自動(dòng)化系統(tǒng) FAS.(Fire Automation System)共同構(gòu)成智能建筑系統(tǒng)最底層的系統(tǒng)。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，門(mén)禁觸點(diǎn)等各種探測(cè)器，能夠適應(yīng)各種情況?，F(xiàn)在一般居民住宅的主要防盜措施僅限于防盜窗、防盜門(mén)，雖有一定的防盜作用，在災(zāi)害發(fā)生的情況下，使逃生更加困難。保安中心計(jì)算機(jī)還會(huì)始終記錄每一戶住宅的家居安防系統(tǒng)是否處于設(shè)防狀態(tài)。發(fā)展智能住宅小區(qū)是住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。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。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)2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 7 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。 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。由多種類(lèi)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。 在熱釋電紅外探測(cè)器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件，一個(gè)是熱釋電紅外傳感器(PTR) ， PTR 能將紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并能對(duì)自然界中的白光信號(hào)具有抑制作用。 3 用戶端探測(cè)器設(shè)計(jì) 10 圖 3 熱釋電紅外探測(cè)器原理框圖 3． 熱釋電紅外探測(cè)器電路設(shè)計(jì) 熱釋電紅外探測(cè)器電路采用的器件包括紅外探測(cè)器專用芯片 —— 紅外傳感信號(hào)處理器 BISS000熱釋電紅外探頭 RE200B(傳感器 )及一些外圍元件 (電阻電容 )。本電路中由于 BISS0001 的 1 腳接的是低電平，即此時(shí)芯片設(shè)置為不可重復(fù)觸發(fā)狀態(tài)，所 以在延時(shí)周期內(nèi)，電路不會(huì)被重復(fù)觸發(fā)，直到延時(shí)周期結(jié)束。 IC6 是一個(gè)條件比較器，當(dāng)輸入電壓 VC VR 時(shí)， IC6 輸出為低電平，封鎖了與門(mén) IC7， 禁止觸發(fā)信號(hào)向下級(jí)傳遞 ； 當(dāng) VC VR 時(shí)， IC6 輸出為高電平，則打開(kāi)與門(mén) IC7，此時(shí)，如果有觸發(fā)信號(hào) VS 的上跳變沿到來(lái)，將啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，同時(shí) Uo 腳 (2 腳 )輸出高電平信號(hào)，經(jīng)與門(mén)后送單片機(jī)進(jìn)行報(bào)警處理，此時(shí)探測(cè)器進(jìn)入延時(shí)周期，延遲與封鎖時(shí)間為幾秒鐘。根據(jù)該特性，也選擇微波探測(cè)器用于盜情的檢測(cè)?；祛l后高頻信號(hào)因?yàn)檫^(guò)高而失去作用，剩下微弱的低頻信號(hào)經(jīng) U1 作前級(jí)放大， 10uF 電容與 7. 5K電阻構(gòu)成充電電路，充電電壓作為第一級(jí)比較器 U4 的基準(zhǔn)電壓，同時(shí)實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能，即只有前級(jí)放大電壓高于該參考電壓時(shí)，輸出才為高電平，此時(shí)， C9015 導(dǎo)通，最后信號(hào)經(jīng) U2, U3 構(gòu)成的窗口比較器比較后輸出探測(cè)到的信號(hào)。復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器原理如圖 9 所示。探測(cè)器中 DS18B20 采用寄生電源供電方式，保證在有效的 DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)能提供足夠的電流，圖 10 中采用一個(gè) MOSFET 管和 MCU 的 I/0 口來(lái)完成對(duì) DS18B20 的總線上拉，然后通過(guò)另一 I/0 對(duì) DS18B20 進(jìn)行控制并取得溫度值。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，當(dāng)有煙霧進(jìn)入檢測(cè)室時(shí)，由于煙粒子的作用，發(fā)光 器件發(fā)射的光產(chǎn)生漫散射，這種漫散射的光被光電三極管接收，使光電三極管的阻抗發(fā)生變化，產(chǎn)生光電流，從而實(shí)現(xiàn)了將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的功能，探測(cè) 器給出報(bào)警信號(hào)電平。 555 振蕩輸出 Q 端驅(qū)動(dòng) C9013 給 CO 敏感元件的加熱絲間斷供電，節(jié)省功耗。 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 7） 32 個(gè)可編程 I/O 口線 8） 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 9） 6 個(gè)中斷源 10）可編程串行 UART 通道 11）低功耗空閑和掉電模式 2．功能特性概述： AT89C51 提供一下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全 雙工行串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“ 1”可作為高阻 抗輸入端用 。 P2 口 ： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部 上拉電阻 的 8 位雙向 I/O 口 ， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )4 個(gè) TTL 邏輯 門(mén) 電路。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻 輸出電流 (IIL)。 對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 (PROG )。 EA/VPP： 外部訪問(wèn)允許。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 與電話接口電路相連，實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)的控制。 與 MT8888 的 RSO 相連，控制 MT8888 內(nèi)部寄存器的選擇。 X25045 引腳圖 如圖 15 其引腳功能如下。所有的指 令、地址和數(shù)據(jù)都以 MSB(最高有效位 )在前的方式傳送，讀和寫(xiě)指令的指令格式中均包含有地址高位 A8，此位用于選擇器件的上半部或下半部。 3） 寫(xiě)數(shù)據(jù)到 X25045 的操作為 ： 拉低 CS 并保持在低電平 ； 發(fā)送寫(xiě)指令 ； 寫(xiě)數(shù)據(jù)。 看門(mén)狗定時(shí)器 (WD0 和 WD1)位用于設(shè)置延時(shí)時(shí)間，具體設(shè)置如表 3 所列。 178。 MT8888 芯片簡(jiǎn)述 加拿大 Mitel 公司生產(chǎn)的 DTMF 信號(hào)編 /解碼芯片 MT8888 芯片，不僅具有DTMF 信號(hào)收發(fā)功能，而且具有電話信號(hào)音檢測(cè)功能。也可擴(kuò)充為102ms177。 MT8888 的發(fā)送部分采用信號(hào)失真小、頻率穩(wěn)定性高的開(kāi)關(guān)電容式 D/A 變換器，可發(fā)出 16 種雙音多頻 DTMF 信 號(hào)。DTMF 編譯碼對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 3 所示。 5）測(cè)試（ TEST）模式：使電路從 DTMF 接收部分得到延遲監(jiān)測(cè)信號(hào)，并從IRQ /CP 端輸出?？蓹z測(cè)呼叫信號(hào)音，從 IRQ /CP 端輸出方波（ IRQ=1 時(shí)） b2 IRQ 中斷允許位。若中斷允許，則產(chǎn)生中斷；若 CALL 模式允許，則產(chǎn)生 102177。該位與 S/位一起使用。 表 8 DTMF 撥號(hào)方式中 16 鍵組合表 1029MHz 1366MHz 1477MHz 1633MHz 679MHz 1 2 3 A 770MHz 4 5 6 B 862MHz 7 8 9 C 941MHz * 0 D