【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 線、同軸電纜和光纖等。 ②無(wú)線傳輸是指在兩個(gè)通信設(shè)備之間不使 用任何物理連接，而是通過(guò)空間傳輸?shù)囊环N技術(shù)。無(wú)線傳輸介質(zhì)主要有電磁波、紅外線和激光等。 防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的功能及工作原理 用戶端自動(dòng)報(bào)警器安裝于居民住宅，用于對(duì)居民住宅各個(gè)不同部位的不同類(lèi)型探測(cè)智能化住宅防盜防火報(bào)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(cè)與控制，并對(duì)從各個(gè)探測(cè)器采集來(lái)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(shí)，與之相對(duì)應(yīng)的報(bào)警探測(cè)器立即將相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)（探測(cè)器的編號(hào)）加密后傳送給報(bào)警主機(jī)，報(bào)警主機(jī)對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行解碼和判斷，得出報(bào)警類(lèi)型，確認(rèn)無(wú)誤后， 通過(guò)家中的電話線路自動(dòng)撥號(hào)報(bào)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(bào)警系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下功能 :89C51 單片機(jī)對(duì)雙音多頻 (DTMF)編、譯碼器的控制，使住宅通過(guò)電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)部門(mén)之間的數(shù)據(jù)交換， DTMF 撥號(hào)電路與 89C51 單片機(jī)通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)完成住宅與外部的聯(lián)絡(luò)。當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到意外情況后，就發(fā)出報(bào)警電平信號(hào)到主控制部分 89C51 單片機(jī)處，單片機(jī)通過(guò)接口電路對(duì)讀取的電平進(jìn)行處理，然后控制雙音多頻撥號(hào)芯片向電話線路撥出電話號(hào)碼，與此同時(shí)控制語(yǔ)音芯片撥出事先錄制好的語(yǔ)音信號(hào)到電話線路， 實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警，撥號(hào)完成接聽(tīng)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(mén)、 110/119 報(bào)警臺(tái)電話機(jī)或用戶發(fā)出呼叫信號(hào)，告知對(duì)方住宅被盜或有火災(zāi)發(fā)生。報(bào)警系統(tǒng)在撥號(hào)報(bào)警的同時(shí)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器，進(jìn)行事件的現(xiàn)場(chǎng)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(bào)警器設(shè)計(jì) 正文第 6 頁(yè) 共 23 頁(yè) 光（ LED）報(bào)警，并啟動(dòng)語(yǔ)音電路，播放相應(yīng)警情的語(yǔ)音提示音。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)。本系統(tǒng)還配置有應(yīng)急按鍵，當(dāng)家庭出現(xiàn)緊急情況時(shí)可通過(guò)報(bào)警主機(jī)鍵盤(pán)上的應(yīng)急按鍵直接撥號(hào)報(bào)警。 3 智能防火防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 防火探測(cè)器的設(shè)計(jì) 防火探測(cè)器是由溫度探 測(cè)、光電感煙探測(cè)和一氧化碳探測(cè)構(gòu)成的復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器。多傳感器設(shè)計(jì)思想解決了傳統(tǒng)防火探測(cè)器一直存在的誤報(bào)率高的問(wèn)題，增強(qiáng)了火災(zāi)探測(cè)的可靠性。復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器原理如圖 31 所示。 圖 31 復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器原理示意圖 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 (包括閩值觸發(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。因此，報(bào)警系統(tǒng)中對(duì)火災(zāi)信號(hào)的檢測(cè)采用多傳感器 /多 判據(jù)的火災(zāi)探測(cè)技術(shù)，將探測(cè)器探測(cè)到的多元火災(zāi)探測(cè)信息經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行綜合判斷，在軟件設(shè)計(jì)中加入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法，仿真實(shí)現(xiàn)了多元同步智能探測(cè)。 實(shí)際上，響應(yīng)各種不同類(lèi)型的火災(zāi)，通常使用不同類(lèi)型的火災(zāi)傳感器，它溫度探測(cè)器 光電感煙探測(cè)器 CO 氣體探測(cè)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(bào)警器設(shè)計(jì) 正文第 7 頁(yè) 共 23 頁(yè) 們有不同側(cè)重的檢測(cè)對(duì)象 [3]。光電感煙探測(cè)器不僅可探測(cè)一般火情，對(duì)陰燃火尤其有極好的探測(cè)效果，主要用于火情早期各種燃燒的煙霧顆粒進(jìn)行探測(cè)，這一點(diǎn)就彌補(bǔ)了感溫探測(cè)器對(duì)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(diǎn) 。但溫度與光電感煙探測(cè)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(jì)中增加了 C0 探測(cè)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(bào)警的可信度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法處理己實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)中只取用其處理后的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警處理。下面分別介紹三種傳感器的電路設(shè)計(jì)。 ⑴ 溫度探測(cè)器 溫度探測(cè)器使用數(shù)字溫度傳感器 DS1820，它只有三個(gè)引腳，是將溫度傳感器和信號(hào)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(cè)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(hào)直 接轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部計(jì)數(shù)器對(duì)受溫度影響的振蕩器周期的計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。 ⑵ 光電感煙探測(cè)器 整個(gè)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(duì)紅外線脈沖發(fā)生漫反射，并變換成相應(yīng)的電信號(hào)，該信號(hào)由運(yùn)放交流放大后經(jīng)比較器送單片機(jī)處理并報(bào)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(bào)警器設(shè)計(jì) 正文第 8 頁(yè) 共 23 頁(yè) 圖 32 光電感煙探測(cè)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(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。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(cè)器所需要的不同靈敏度來(lái)調(diào)節(jié)比較電位 [5]. ⑶ CO 氣體探測(cè)器 CO 氣體探測(cè)器是采用 MGS1100 一氧化碳傳感器作為 CO 敏感元件，對(duì) CO 響應(yīng)的選擇性好，并具有靈敏度高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在信號(hào)采集的同時(shí)加以溫度補(bǔ)償，最后利用 MCU 單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和特性修正 [6]。 防火探測(cè)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(shí)可采用多循環(huán)檢測(cè)，在達(dá)到了規(guī)定 檢測(cè)次數(shù) (如 20 次 )，并且每次均檢測(cè)到了煙霧信號(hào)和 CO 氣體信號(hào)，測(cè)量溫度也超出報(bào)警溫度上限時(shí)， MCU 發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，否則認(rèn)為沒(méi)有火災(zāi)發(fā)生。 防盜探測(cè)器的設(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 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(yùn)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(bào)警器設(shè)計(jì) 正文第 9 頁(yè) 共 23 頁(yè) 圖 33 雙鑒探測(cè)器原理示意圖 雙鑒探測(cè)器工作時(shí)將探測(cè)到的紅外和微波兩種信號(hào)經(jīng)過(guò)與非門(mén)處理后送單片機(jī)，即只有同時(shí)檢測(cè)到兩個(gè)探測(cè)器輸出端口為高電平信號(hào)時(shí)，自動(dòng) 報(bào)警器才會(huì)響應(yīng)盜情報(bào)警信號(hào)，否則不報(bào)警。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在紅外探測(cè)器中，通過(guò)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(bào)，從而彌補(bǔ)了微波探測(cè)器監(jiān)視面積較大的弱點(diǎn) :但紅外探測(cè)器對(duì)環(huán)境溫度的變化比較敏感，而微波探測(cè)器所檢測(cè)的只是活動(dòng)的目標(biāo)，所以對(duì)于如果只是溫度變化引起的干擾并不會(huì)被自動(dòng)報(bào)警器響應(yīng)。通過(guò)這樣雙重的檢測(cè)就進(jìn)一步減小了外界干擾，降低了報(bào)警信號(hào)誤報(bào)的發(fā)生率，下面詳細(xì)介紹本系統(tǒng)中紅外與微波探測(cè)器電路的設(shè)計(jì)原理、特點(diǎn)以及實(shí)際的工作過(guò)程。 （ 1）熱釋電紅外線探測(cè)器 在自然界，任何高于絕對(duì)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(zhǎng)是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。熱釋電紅外線防盜探測(cè)器中的檢測(cè)元件是 BISS0001，該器件是 CMOS 數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?，多用為紅外專用芯片，它具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號(hào)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(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器。 （ 2）微波防盜探測(cè)器 微波防盜探測(cè)器是由 MOS 場(chǎng)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(hào)后經(jīng)過(guò)