家庭警報防盜警報系統(tǒng)設計傳感器課程設計(編輯修改稿)
2024-07-19 13:59 本頁面
【文章內容簡介】 庭報警防盜系統(tǒng)實物圖如圖2，圖3所示：圖2 家庭報警防盜系統(tǒng)實物圖圖3 家庭報警防盜系統(tǒng)實物圖3． 硬件電路的設計 本設計的硬件設計主要是對主機電路、用戶端傳感器、蜂鳴器電路和電源電路的設計。本次設計采用的是AT89C51單片機。單片機是將中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲器RAM、程序存儲器ROM、定時/計數(shù)器及輸入輸出接口電路等計算機主要部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。目前市面上已經(jīng)有32位和64位單片機，但根據(jù)實際情況，本設計選用八位單片機AT89C51構成主機系統(tǒng)。主機電路主要是由三大部分組成：、。主機電路的原理圖如圖4所示。圖4 主機電路原理圖復位是單片機的初始化操作。單片機系統(tǒng)在上電啟動運行時，都需要先復位，其作用使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機本身是不能自動進行復位的，必須配合相應的外部復位電路才能實現(xiàn)。當89C51通電，時鐘電路開始工作，在89C51單片機的RST引腳加上大于24個時鐘周期以上的正脈沖，89C51單片機系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H，P0~P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其他專用寄存器被清零。表5為復位后的內部特殊功能寄存器狀態(tài)。外部復位電路分為兩種：上電自動復位和按鍵手動復位。表5 復位后的內部特殊功能寄存器狀態(tài)寄存器復位狀態(tài)寄存器復位狀態(tài)PC0000HTCON00HAC00HTL000HPSW00HTL100HSP07HTH000HDPTR0000HTH100HP0~P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H上電復位電路圖如下：圖6 上電復位2. 時鐘電路 時鐘電路產(chǎn)生的方法分為兩種，一種是內部時鐘方式，一種是外部時鐘方式，電路圖如圖圖8所示。圖7 內部方式時鐘電路圖8 外部方式時鐘電路：鍵盤是一個具有輸入功能的設備，在本設計中，選用軟件實現(xiàn)鍵盤掃描?？紤]到系統(tǒng)的易操作性，本設計采用獨立式鍵盤。獨立按鍵式鍵盤應用在按鍵操作較少的情況，按鈕和單片機的I/O線直接連接。行列掃描鍵盤用于需要更多按鍵的情況。獨立式鍵盤電路如圖9所示。圖9 按鍵電路圖 用戶端傳感器設計本系統(tǒng)采用兩種傳感器：熱釋電紅外探測器和振動位移傳感器。兩個傳感器通過一個非門相連，任何傳感器接收報警信號，單片機做出反應。這樣的復合傳感器的設計，提高了安全性，也能減少漏報的可能性發(fā)生。本系統(tǒng)采用的熱釋電傳感器成品的引腳示意圖如圖10所示，引腳功能如下：(1) 數(shù)字1腳：電源負極(2) 數(shù)字2腳：信號輸出，高電平有效，4～6V和工作電壓有關(3) 數(shù)字3腳：電源正極 DC6～9V(4) W1：靈敏度調整 (5) W2：輸出延時調整 5～120秒圖10 熱釋電紅外傳感器的引腳示意圖技術參數(shù)如下：工作電壓：DC6～9V電平輸出：和電源電壓相同靜態(tài)電流：小于750μA無信號輸出：0V感應距離：～15米感應角度：水平：90～140度；垂直：15～30度輸出電平：4～6V與工作電壓有關工作時間：可調5120秒范圍外形尺寸：28mm38mm 高25毫米（最高點）當探測器檢測到異常的情況，由2腳輸出高電平1，發(fā)送到單片機上，單片機做出報警響應。 蜂鳴器電路的設計本設計的蜂鳴器報警電路如圖11所示,該蜂鳴器用一個三極管0913驅動。，三極管導通,蜂鳴器獲得約+5V的電壓，進行發(fā)聲；,三極管不導通，蜂鳴器不發(fā)聲。圖11 蜂鳴器電路本系統(tǒng)的電源通過三節(jié)5V干電池供電。四．軟件設計 程序語言設計計算機完成工作，必須按順序進行。用計算機語言描述解決問題的步驟，就是程序設計。但單片機微機有像監(jiān)控系統(tǒng)，編程或操作系統(tǒng)或軟件系統(tǒng)，所有的單片機程序必須由用戶編寫是單片機設計不可缺少的內容。程序設計的基礎，包括不同類型程序的設計方法和技術。程序設計的基本思路(1) 設計任務的分析、確定思路或算法。(2) 程序的總體設計，畫出流程圖。(3) 編寫源程序。(4) C源程序調試。(5) 編寫程序說明文件。 C程序的基本結構是由簡單程序、分支程序、循環(huán)程序、查表程序、子程序、中斷程序等結構化的程序模塊組成的。 劃分功能模塊進行設計。 自上而下逐漸求精。 報警裝置的程序設計家庭報警防盜裝置的軟件部分采用模塊化設計，分為主程序、掃鍵程序等。用C語言編程，仿真后用燒寫器將程序寫入單片機。下圖12為家庭報警防盜系統(tǒng)的程序流程圖。圖12 程序流程圖五．結論經(jīng)過整整一周的設計與改進，本設計已基本到達尾聲，目前基本實現(xiàn)了預期的設想，通過對實物的測試以及分析，可得如下結論：（1）系統(tǒng)功能比較全面，且簡潔易操作。能實時對家庭環(huán)境進行保護，當有異情發(fā)生時，可以迅速發(fā)出報警信號，達到災前監(jiān)測的目的，保護了生命財產(chǎn)的安全。（2）整個系統(tǒng)體積較小，有很好的隱蔽性，不易被入侵者發(fā)現(xiàn)，對方就不會有所防備。再加上它靈敏度較高、控制范圍較大，有效減少了誤報和漏報的可能，整個系統(tǒng)比較完善、靈活。（3）系統(tǒng)使用“雙報警”模式，不僅在布防狀態(tài)下可以自動報警，在非布防的情況下也可緊急手動報警，增加了系統(tǒng)的安全性和可靠性。（4）系統(tǒng)硬件結構簡單、操作方法簡潔、安裝也十分方便。并且整體造價比較低廉，普通的住戶和人群都可使用。本設計實現(xiàn)了對住宅進行實時自動監(jiān)測，出現(xiàn)盜情可自動報警，性能相對成熟穩(wěn)定，可以作為一套簡易智能防盜系統(tǒng)投入使用。但是隨著科技的日新月異，本設計還將有很大的提升空間。就目前而言，主要存在以下幾個方面的問題：（1）報警器只能在家里有人的時候使用，如果家里沒人，報警聲音不能對竊賊實施制止，報警作用不能發(fā)揮實質性意義。可以考慮增加自動撥號的功能，當發(fā)生意外時，系統(tǒng)可以自動撥打報警電話，更加及時地挽回損失。（2）系統(tǒng)只能對盜賊闖入進行報警。對現(xiàn)今的家庭來說，功能有些單一。比如液化石油氣、管道煤氣、自來水、電暖氣等家庭設施越來越普及，人們在享受這些方便的時候，卻也無形中增加了隱患，如煤氣泄漏、自來水一直流、電暖氣誘發(fā)火災等等。面對這些，可以增加一些特定功能的傳感器，對煙霧、溫度、一氧化碳、水深等進行檢測，真正實現(xiàn)一個設備多種功能，給住戶帶來更多的安全和方便！
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