【文章內(nèi)容簡介】 線、同軸電纜和光纖等。 ②無線傳輸是指在兩個通信設(shè)備之間不使 用任何物理連接，而是通過空間傳輸?shù)囊环N技術(shù)。無線傳輸介質(zhì)主要有電磁波、紅外線和激光等。 防火防盜報警系統(tǒng)的功能及工作原理 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智能化住宅防盜防火報警系統(tǒng)器 (紅外、微波、光電感煙、溫度、一氧化碳 )進(jìn)行監(jiān)測與控制，并對從各個探測器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。一旦有人非法入室、室內(nèi)起火、煤氣泄漏等情況發(fā)生時，與之相對應(yīng)的報警探測器立即將相應(yīng)的報警信號（探測器的編號）加密后傳送給報警主機(jī)，報警主機(jī)對報警信號進(jìn)行解碼和判斷，得出報警類型，確認(rèn)無誤后， 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。 該智能報警系統(tǒng)可以實現(xiàn)如下功能 :89C51 單片機(jī)對雙音多頻 (DTMF)編、譯碼器的控制，使住宅通過電話網(wǎng)實現(xiàn)與相關(guān)部門之間的數(shù)據(jù)交換， DTMF 撥號電路與 89C51 單片機(jī)通過電話網(wǎng)絡(luò)完成住宅與外部的聯(lián)絡(luò)。當(dāng)探測器檢測到意外情況后，就發(fā)出報警電平信號到主控制部分 89C51 單片機(jī)處，單片機(jī)通過接口電路對讀取的電平進(jìn)行處理，然后控制雙音多頻撥號芯片向電話線路撥出電話號碼，與此同時控制語音芯片撥出事先錄制好的語音信號到電話線路， 實現(xiàn)語音報警，撥號完成接聽回鈴聲后，模擬掛機(jī)，從而完成向區(qū)域控制中心的單位保衛(wèi)部門、 110/119 報警臺電話機(jī)或用戶發(fā)出呼叫信號，告知對方住宅被盜或有火災(zāi)發(fā)生。報警系統(tǒng)在撥號報警的同時啟動現(xiàn)場報警器，進(jìn)行事件的現(xiàn)場南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 孫曉弦：基于單片機(jī)家用防盜報警器設(shè)計 正文第 6 頁 共 23 頁 光（ LED）報警，并啟動語音電路，播放相應(yīng)警情的語音提示音。系統(tǒng)不需要另外占用電話線路，當(dāng)有報警信號時，報警電話享有電話線路的優(yōu)先權(quán)。本系統(tǒng)還配置有應(yīng)急按鍵，當(dāng)家庭出現(xiàn)緊急情況時可通過報警主機(jī)鍵盤上的應(yīng)急按鍵直接撥號報警。 3 智能防火防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計 防火探測器的設(shè)計 防火探測器是由溫度探 測、光電感煙探測和一氧化碳探測構(gòu)成的復(fù)合型火災(zāi)探測器。多傳感器設(shè)計思想解決了傳統(tǒng)防火探測器一直存在的誤報率高的問題，增強了火災(zāi)探測的可靠性。復(fù)合型火災(zāi)探測器原理如圖 31 所示。 圖 31 復(fù)合型火災(zāi)探測器原理示意圖 由于單元探測技術(shù)所采用的單一參數(shù)火災(zāi)探測器 (包括閩值觸發(fā)式和模擬量式 )對火災(zāi)特征信號響應(yīng)靈敏度的不均勻性，導(dǎo)致它對實際火災(zāi)的探測能力受到了限制，尤其是用于對家庭住宅火情的準(zhǔn)確探知更是尤為重要。因此，報警系統(tǒng)中對火災(zāi)信號的檢測采用多傳感器 /多 判據(jù)的火災(zāi)探測技術(shù)，將探測器探測到的多元火災(zāi)探測信息經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行綜合判斷，在軟件設(shè)計中加入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法，仿真實現(xiàn)了多元同步智能探測。 實際上，響應(yīng)各種不同類型的火災(zāi)，通常使用不同類型的火災(zāi)傳感器，它溫度探測器 光電感煙探測器 CO 氣體探測器 預(yù)處理 神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò) MC U 單片機(jī) Alerel 南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 孫曉弦：基于單片機(jī)家用防盜報警器設(shè)計 正文第 7 頁 共 23 頁 們有不同側(cè)重的檢測對象 [3]。光電感煙探測器不僅可探測一般火情，對陰燃火尤其有極好的探測效果，主要用于火情早期各種燃燒的煙霧顆粒進(jìn)行探測，這一點就彌補了感溫探測器對陰燃火不敏感，響應(yīng)速度慢以及不能區(qū)分是火災(zāi)的熱還是空調(diào)或烹飪蒸氣的熱等缺點 。但溫度與光電感煙探測器都不能區(qū)分有些煙霧究竟是火災(zāi)的煙還是烹 飪蒸汽或香煙的煙霧，由此，在設(shè)計中增加了 C0 探測部分，可以探知早期火災(zāi)煙霧中的 C0 成分，這樣就大大降低了各種環(huán)境因素的干擾，提高了報警的可信度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法處理己實現(xiàn)，本系統(tǒng)中只取用其處理后的報警信號進(jìn)行自動撥號報警處理。下面分別介紹三種傳感器的電路設(shè)計。 ⑴ 溫度探測器 溫度探測器使用數(shù)字溫度傳感器 DS1820，它只有三個引腳，是將溫度傳感器和信號調(diào)理電路集成在一塊芯片中，節(jié)省了外圍硬件，應(yīng)用非常方便。 DS1820的測溫原理是利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關(guān)系，把溫度信號直 接轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號，通過內(nèi)部計數(shù)器對受溫度影響的振蕩器周期的計數(shù)可實現(xiàn)溫度測量。 ⑵ 光電感煙探測器 整個電路主要分為紅外線脈沖發(fā)射部分和接收部分，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙霧中的細(xì)微顆粒將對紅外線脈沖發(fā)生漫反射，并變換成相應(yīng)的電信號，該信號由運放交流放大后經(jīng)比較器送單片機(jī)處理并報警 [4]。電路原理如圖 32 所示。 南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 孫曉弦：基于單片機(jī)家用防盜報警器設(shè)計 正文第 8 頁 共 23 頁 圖 32 光電感煙探測器原理圖 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 電路的一個主 要優(yōu)點是輸出脈沖的占空比可調(diào)，便于設(shè)計不同要求的驅(qū)動輸出。比較器的反相端接電阻器和可調(diào)電阻器，這樣就可以根據(jù)探測器所需要的不同靈敏度來調(diào)節(jié)比較電位 [5]. ⑶ CO 氣體探測器 CO 氣體探測器是采用 MGS1100 一氧化碳傳感器作為 CO 敏感元件，對 CO 響應(yīng)的選擇性好，并具有靈敏度高，穩(wěn)定性好等特點。在信號采集的同時加以溫度補償，最后利用 MCU 單片機(jī)進(jìn)行實時控制和特性修正 [6]。 防火探測器電路由上述三種傳感器組成，克服了環(huán)境因素的干擾。單片機(jī)進(jìn)行處理時可采用多循環(huán)檢測，在達(dá)到了規(guī)定 檢測次數(shù) (如 20 次 )，并且每次均檢測到了煙霧信號和 CO 氣體信號，測量溫度也超出報警溫度上限時， MCU 發(fā)出火災(zāi)報警信號，否則認(rèn)為沒有火災(zāi)發(fā)生。 防盜探測器的設(shè)計 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 33 所示。 555 振蕩電路 紅外 發(fā)射管 光電接受三極管 比較 電路 運算放大電路 U 南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 孫曉弦：基于單片機(jī)家用防盜報警器設(shè)計 正文第 9 頁 共 23 頁 圖 33 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(jī)，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(biāo)，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(jìn)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(xì)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。 （ 1）熱釋電紅外線探測器 在自然界，任何高于絕對溫度 (零下 攝氏度 )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。熱釋電紅外線防盜探測器中的檢測元件是 BISS0001，該器件是 CMOS 數(shù)模混合專用集成電路，多用為紅外專用芯片，它具有獨立的高輸入阻抗運算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號預(yù)處理。另外它還具有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾，其內(nèi)部設(shè)有延遲時間定時器和封鎖時間定時器。 （ 2）微波防盜探測器 微波防盜探測器是由 MOS 場效應(yīng)管 C335電阻和電容組成的高頻振蕩電路，電路產(chǎn)生微波信號后經(jīng)過