【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 目前報(bào)警產(chǎn)品的開發(fā)仍然局限在應(yīng)用層面，所以技術(shù)含量不高，投資的成本不高，加上行業(yè)審批控制不嚴(yán)等原因，造成準(zhǔn)入門檻不高；由于產(chǎn)品信息不對(duì)稱，使用方出于利益關(guān)系， 對(duì)于選購(gòu)產(chǎn)品并不是從產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)考慮，報(bào)警產(chǎn)品市場(chǎng)處于比較混亂競(jìng)西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 4 爭(zhēng)的狀態(tài)：靠低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，利用高價(jià) +回扣進(jìn)行關(guān)系營(yíng)銷等等。同樣，也有依靠品牌推廣營(yíng)銷、大資本大集團(tuán)大項(xiàng)目運(yùn)作等多種方式。 報(bào)警產(chǎn)品技術(shù)一是涉及領(lǐng)域廣泛，技術(shù)含量高，例如計(jì)算機(jī)、通訊、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)、傳輸和控制技術(shù)等等，如前端報(bào)警探測(cè)器的核心器件傳感器就涉及紅外、光強(qiáng)、壓力、震動(dòng)、聲音、溫濕度等物理量，轉(zhuǎn)換為各種易于多種方式處理的電量（電壓、電流、電阻等），報(bào)警控制主機(jī)具有芯片微處理器，各種防區(qū)定義，情景模式定義等，如加拿大 PARADOX 報(bào)警的 STATD 專利技術(shù)；二是兼容多種協(xié)議接口和通訊方式，可多種操作方式對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行編程調(diào)試、維護(hù)管理等；三是系統(tǒng)功能模塊化，系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)，報(bào)警控制主機(jī)具有基本報(bào)警功能，如基本防區(qū)、分區(qū)、 PGM、用戶密碼、報(bào)警事件緩存等，如需要其他功能，如：語(yǔ)音模塊、 GSM/GPRS/IP 網(wǎng)絡(luò)模塊、打印模塊、音頻對(duì)講模塊、門禁模塊、有線無(wú)線防區(qū)擴(kuò)展模塊、繼電器聯(lián)動(dòng)模塊等等，需要根據(jù)客戶的個(gè)性化需求來(lái)增添功能模塊，或者增加系統(tǒng)集成模塊便于軟硬件系統(tǒng)集成；四是報(bào)警產(chǎn)品技術(shù)注重和其他智能化系統(tǒng)的集成，能在一個(gè)項(xiàng)目中形成一個(gè)有機(jī)整體，便于管理操 作；五是目前國(guó)際主流報(bào)警控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展非常迅速，系統(tǒng)自身集成能力不斷提高，大大拓寬了報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，報(bào)警功能是其中的一項(xiàng)子功能，例如加拿大楓葉 PARADOX 最新款的 IMPERIAL 系列，其主控制器功能異常強(qiáng)大，具有 32 個(gè)獨(dú)立分區(qū)和 384 個(gè)可編址防區(qū)輸入，支持 64 個(gè)獨(dú)立門禁，對(duì)照明管理、電動(dòng)窗簾、噴淋灌溉、采暖通風(fēng)、溫濕度調(diào)節(jié)等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，設(shè)備安裝采用國(guó)際通用的滑軌卡槽式；六是網(wǎng)絡(luò)化報(bào)警是報(bào)警技術(shù)的一個(gè)重要方向，目前具備多種聯(lián)網(wǎng)報(bào)警方式并存且互為后備的報(bào)警廠家非常少，只存在與幾個(gè)國(guó)際大品牌當(dāng)中 。 防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢(shì) 防盜報(bào)警產(chǎn)品總體發(fā)展趨勢(shì)：從少防區(qū)（ 4 防區(qū)）向多防區(qū)（ 16 防區(qū)以上）；電話線制向 GSM、總線制、網(wǎng)絡(luò)制發(fā)展；從有線向無(wú)線發(fā)展；無(wú)線從單一頻點(diǎn)（ 315M）向?qū)Ｓ妙l段 (433M 內(nèi)多頻點(diǎn) )、從單向 /單工向雙向 /半雙工或雙工通訊發(fā)展。比如主動(dòng)紅外入侵探測(cè)器從傳統(tǒng)型向編碼調(diào)制型發(fā)展，說(shuō)明隨著科技的普及、隨著報(bào)警產(chǎn)品應(yīng)用面的擴(kuò)大，傳統(tǒng)型主動(dòng)紅外入侵探測(cè)器產(chǎn)品存在的問題逐漸暴露，由于密集安裝引發(fā)誤報(bào)警、漏報(bào)警、可以被同型號(hào)或同類產(chǎn)品替代；對(duì)于新型建筑結(jié)構(gòu)，比如現(xiàn)代造型的圍墻等 無(wú)法安裝、使用；對(duì)于窗、陽(yáng)臺(tái)等也無(wú)法有效防范等；被動(dòng)紅外入侵探測(cè)器開始從室內(nèi)防范向室外防范發(fā)展，說(shuō)明室內(nèi)防范的局限性日漸顯現(xiàn)，防范開始向西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 5 室外 /戶外推進(jìn)。但是由于其產(chǎn)品探測(cè)原理的限制，其室外型產(chǎn)品的防范效果 /工作穩(wěn)定性等各方面均不盡人意。 防盜產(chǎn)品的整體發(fā)展趨勢(shì)在民用方面是向構(gòu)造大系統(tǒng)、多用戶、多功能發(fā)展。成為可視對(duì)講或家居智能的一個(gè)功能；從單純的報(bào)警發(fā)展為：遠(yuǎn)端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)喊話、遠(yuǎn)端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)聲音監(jiān)聽、 GPRS/3G 現(xiàn)場(chǎng)圖像轉(zhuǎn)發(fā)等多種功能。民用產(chǎn)品傳輸功能針對(duì)散戶（電話線制）向面多用戶、集團(tuán)用戶（總線制、網(wǎng)絡(luò)制）發(fā)展。體現(xiàn)了產(chǎn)品技術(shù)從模擬向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的過渡。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 6 第 2章 總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)思路 防盜系統(tǒng)發(fā)展到今天，它的功能在不斷的增強(qiáng)，都是在向智能化的方向發(fā)展，其報(bào)警的方式也是多樣化、可視化。如今市場(chǎng)上成熟的防盜報(bào)警產(chǎn)品有被動(dòng)式的、主動(dòng)式的和多技術(shù)復(fù)合式的。但前兩者都有致命的缺點(diǎn)就是誤報(bào)率很高，而多技術(shù)復(fù)合式的防盜報(bào)警器誤報(bào)率很低，也是未來(lái)發(fā)展的主要方向?；谧约旱闹R(shí)和設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，依舊設(shè)計(jì)一款能是 實(shí)現(xiàn)手動(dòng)設(shè)置和自動(dòng)監(jiān)測(cè)的小區(qū)報(bào)警系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)的過程中把這幾年在學(xué)校里學(xué)到的知識(shí)綜合的應(yīng)用與融合，同時(shí)也讓自己明白我們的學(xué)習(xí)道路還很遙遠(yuǎn)。 系統(tǒng)方案論證與擬定 根據(jù)題目的要求是設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和聲光報(bào)警，并能顯示報(bào)警的地址。綜合任務(wù)書的要求現(xiàn)擬定以下兩種方案： 方案一：在住戶的房門入口處安裝一個(gè)磁控感應(yīng)開光，當(dāng)該住戶在監(jiān)控中心通過按鍵設(shè)定為“設(shè)防”時(shí)，當(dāng)有人或盜賊等非法人員進(jìn)入該住戶時(shí)，在監(jiān)控中心的就會(huì)顯示該住戶的住戶號(hào)、并發(fā)出報(bào)警聲設(shè)定指示燈也會(huì)閃爍，這樣保安人員就能很直觀的知道是哪一住戶出現(xiàn)了盜情。如果是住戶正常進(jìn)出自家的房門時(shí)，則該住戶的報(bào)警狀態(tài)設(shè)為“撤防”。這樣就能有效防止了非法人員開啟住戶的房門。 方案二 :在房門的入口處安裝一個(gè)人體釋熱紅外傳感器，當(dāng)該住戶在監(jiān)控中心通過按鍵設(shè)定為“設(shè)防”時(shí)，當(dāng)有人或盜賊等非法人員進(jìn)入該住戶時(shí)，這樣 就 可以對(duì)房屋內(nèi) 進(jìn)行檢測(cè)。最后通過無(wú)線傳輸裝置將住戶編號(hào)發(fā)射出去，通過無(wú)線接收裝置解碼在監(jiān)控中心的就會(huì)顯示該住戶的住戶號(hào)、并發(fā)出報(bào)警聲設(shè)定指示燈也會(huì)閃爍，這樣保安人員就能很直觀的知道是哪一住戶出現(xiàn)了盜情。 綜上所述的兩種方案都可以實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警的要求，但是通過對(duì)比，第二種方案明顯優(yōu)于前一種方案，在第一方案中雖然增加了人性化的設(shè)置，但是在監(jiān)控中也有疏漏的地方，在數(shù)據(jù)的傳輸?shù)倪^程中的布線太長(zhǎng)，不利于系統(tǒng)的安裝，第二方案也提高了防盜系統(tǒng)的安全性和實(shí)用性。因此選擇第二種方案。 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)主要由發(fā)射和接收兩大模塊組成。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 7 其中 發(fā)射部分由熱釋電人體紅外傳感器 Lhi96 BISS000 PT2262 編碼發(fā)射電路、電源電路組成。如圖 21 所示。 圖 21 發(fā)射端模塊結(jié)構(gòu)框圖 接收部分由 PT2272 接收解碼模塊、設(shè)置模塊、顯示單元、報(bào)警指示電路及控制模塊五大部分組成，單片機(jī)起控制作用。如圖 22 所示。 圖 22 監(jiān)控中心系統(tǒng)框圖 AT89C52 報(bào)警電路 工作狀態(tài)指示 數(shù)碼管顯示 鍵盤設(shè)置單元 解碼 電路 PT2272 接收 電路 天線 供電系 統(tǒng)統(tǒng) 紅外熱釋 電傳感器 傳感器 信號(hào)處理 編碼 電路 PT2262 發(fā)射 電路 天線 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 8 第 3章 各單元硬件電路 控制器 — 單片機(jī) 單片機(jī)的歷史 單片機(jī)誕生于 20 世紀(jì) 70 年代末，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SOC 三大階段 [1]。 SCM 即單片微型計(jì)算機(jī) （ Single Chip Microputer） 階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。 “ 創(chuàng)新模式 ” 獲得成功，奠定了 SCM 與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上， Intel 公司功不可沒。 MCU 即微控制器 （ Micro Controller Unit） 階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展 MCU 的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來(lái)看， Intel 逐漸淡出 MCU 的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展 MCU 方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù) Philips 公司。 Philips 公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將 MCS51 從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式 系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記 Intel 和 Philips 的歷史功績(jī)。 單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向 MCU 階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了 SOC 化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、 IC 設(shè)計(jì)、 EDA 工具的發(fā)展，基于 SOC 的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng) 。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 9 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備 的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： 在智能儀器儀表上的應(yīng)用 [2] 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 在工業(yè)控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 在家用電器中的應(yīng)用 可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、 電視機(jī) 、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信 呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用 某些專用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如音樂集成單片機(jī)，看似簡(jiǎn)單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機(jī)的原理），就需要復(fù)雜的類似于計(jì)算機(jī)的原理。如：音樂信號(hào)以數(shù)字的形式存于存儲(chǔ)器中（類 似于 ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號(hào)（類似于聲卡）。 在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積，簡(jiǎn)化了電路，降低了損壞、西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 10 錯(cuò)誤率，也方便于更換。 單片機(jī)在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片機(jī)在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，基于 CAN總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制器， GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)， ABS 防抱死系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)等等。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 單片機(jī) AT89C52 基本資源 MCS51 是指由美國(guó) INTEL 公司生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱，這一系列單片機(jī)包括了好些品種，如 8031， 8051， 8751， 8032， 8052， 8752[3]等，其中 8051 是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在 8051 的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來(lái)的，其中 89C52 就是這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī)，它是由美國(guó) ATMEL 公司開發(fā)生產(chǎn)的。 89C52 屬于增強(qiáng)型，其基本配置如下： 8 位 CPU； 8 KB 片內(nèi) ROM； 256 B 可使用的片內(nèi) RAM； 26 個(gè)特殊功能寄存器； 32 線并行 I/O 接口； 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 1 個(gè)全雙工的串行接口； 6 個(gè)中斷源、 2 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu)。 引腳封裝形式 89C52 增強(qiáng)型單片機(jī)有 40 個(gè)引腳，采用雙列直插 （ DIP） 方式封裝。其引腳示意及功能分類如圖 31 所示。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 11 圖 31 AT89C52 單片機(jī)的引腳 40 個(gè)引腳按功能可以分為以下三個(gè)部分。 1） 電源及時(shí)鐘引腳 VCC：接 +5V 電源正端； VSS：接 +5V 電源地端； XTAL1：接外部晶體震蕩器的一端； XTAL2：接外部晶體震蕩器的另一端； 2） 控制引腳 RST：?jiǎn)纹瑱C(jī)的上電復(fù)位端； ALE：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn) P0 口的低 8 位地址； PSEN：為片外程序存儲(chǔ)器讀選同信號(hào)輸出端，低電平有效； EA：為訪問外部程序儲(chǔ)存器控制信號(hào)，低電平有效。 3） 輸入 /輸出（ I/O）引腳 ~ 統(tǒng)稱為 P0 口； ~ 統(tǒng)稱為 P1 口； ~ 統(tǒng)稱為 P2 口；~ 統(tǒng)稱為 P3 口； 4） P3