【正文】 程DMA操作。圖4．4．2．3以太網(wǎng)通信接口電路設(shè)計 為了把經(jīng)過DSP處理模塊的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)動態(tài)的顯示在監(jiān)控機上，這就需要設(shè)計以太網(wǎng)通信接口電路。SP708R在這里主要是為TMS320F2812芯片、USB控制芯片SL811HS提供低電平的復(fù)位信號。而PFI腳是掉電輸入引腳，當(dāng)SP708R的輸入電壓低于1．25V時，肋將為低，所以通常將PFI連接到地。SP708R還可以監(jiān)控電源和電池供給，它集成了很多器件在其中，包括：一個看門狗定時器、一個uP的復(fù)位、一個掉電比較器和一個手動復(fù)位輸入。圖4．3電源電路4．2．2復(fù)位電路設(shè)計 為了提高系統(tǒng)的可靠性，保證系統(tǒng)穩(wěn)定地運行，使用了Sipex公司生產(chǎn)的低功耗SP708R處理器監(jiān)控芯片，可以提供高／低復(fù)位電平。所以本模塊采用NationalSemiconductor公司的芯片LM2596和LMlll7，將電路板外接的+9V轉(zhuǎn)換成+3．3V和+1．8V。圖4．1數(shù)據(jù)處理模塊結(jié)構(gòu)4．2數(shù)據(jù)處理模塊的外圍電路設(shè)計4．2．1系統(tǒng)電源電路設(shè)計本模塊用到了+5V、+3．3V和+1．8V的器件?？紤]到協(xié)議轉(zhuǎn)換需要大量的數(shù)據(jù)存儲空間，而TMS320F2812內(nèi)部空間有限，因此需要外擴一塊高速靜態(tài)RAM，本文采用的是ISSI公司生產(chǎn)的IS6lLV25616AL。RS232串行通信部分：設(shè)計這一部分是為了方便調(diào)試。復(fù)位電路部分：SP708給TMS320F2812和SL811HS提供低電平復(fù)位信號。系統(tǒng)電源電路部分：TMS320F2812為+3．3V信號電平，核心電平為+1．8V，而以太網(wǎng)控制器都是+5V的信號電平。數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)構(gòu)如圖4．1所示。同時給出了天線匹配電路和電源供電的具體設(shè)計方案。而PASS腳(5腳)將接一外部電容避免內(nèi)部帶隙產(chǎn)生的噪聲，這樣可以加強電源抑制和減小外部噪聲。 TPS79533是一種超低噪聲、高電源抑制比的線性穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)器，它特別適用于藍牙、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、膝上型／掌上型電腦、PDA、手機等應(yīng)用領(lǐng)域。3．4電源電路設(shè)計 給無線收發(fā)模塊供電電路如圖3．7所示，J4為外置+5V直流電源插座(方便模塊調(diào)試)，J5為電池供電接口(通常為2節(jié)AA電池供電)，適用于家用時可移動更換。 單極天線是一種由直接垂直安裝在反射平面(底板)上的直導(dǎo)體(通常其長度不大于波長的1／4)組成的天線，其根部接饋線。CC2430的天線可以采用兩種設(shè)計方案：金屬倒F型PCB引線天線和單極天線。CC2430采用兩種工作電壓，外部數(shù)字I／O接口使用+3．3V電壓，內(nèi)部使用+1．8V工作電壓，這樣的電壓轉(zhuǎn)化主要是因為CC2430在片上集成了一個直流穩(wěn)壓器，能夠把+3．3V電壓轉(zhuǎn)化為+1．8V。 CC2430內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖CC2430整合了ZigBee射頻（RF）前端、內(nèi)存和微控制器，集成了符合IEEE802. 15. 4 標(biāo)準(zhǔn)的2. 4GHz的RF無線電收發(fā)機，支持?jǐn)?shù)字化的RSSI/LQ I，具有CSMA /CA功能和強大的DMA功能、電池監(jiān)測和溫度感測功能，同時具有強大和靈活的開發(fā)工具。 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用前景非常被看好，未來它主要將被應(yīng)用在：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)(如：無線倉庫管理系統(tǒng))汽車自動化(如輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng))建筑智能化(如燈光控制、氣體的感應(yīng)和監(jiān)測)智能家居(三表數(shù)據(jù)采集，窗簾、空調(diào)和其它家用電器控制)醫(yī)療監(jiān)護(對血液、體溫和心跳速度等信息的監(jiān)測)3. ZigBee無線收發(fā)模塊的硬件設(shè)計3．1 芯片的選擇本系統(tǒng)采用CC2430芯片作為ZigBee無線通信模塊。 ZigBee產(chǎn)品在發(fā)展初期是以工業(yè)或企業(yè)市場的感應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)為主，’提供感應(yīng)辨識、燈光與安全控制等功能，最后才慢慢家庭應(yīng)用中拓展的。1)ZigBee的自組織功能：無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能夠感知其他節(jié)點的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)。ACK機制保證了傳輸?shù)目煽啃?。這就可以確定幀是否已經(jīng)被傳遞。即當(dāng)其中一個站點要發(fā)送信息時，首先偵聽系統(tǒng)信道空閑期間是否長于某一幀的間隔：若是，立即發(fā)送；否則暫不發(fā)送，繼續(xù)偵聽。64位地址是全球唯一的擴展地址，而16位地址是網(wǎng)內(nèi)通信短地址。(2)支持星型(Star)和點對點兩種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。IEEE802．15．4標(biāo)準(zhǔn)定義的LRWPAN網(wǎng)絡(luò)具有如下特點：(1)在不同的載波頻率下實現(xiàn)20kbps、40 kbps和250kbps三種不同的傳輸速率。同時，ZigBee聯(lián)盟對其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進行了標(biāo)準(zhǔn)化，還開發(fā)了安全層，以保證這種便攜設(shè)備不會意外泄露其標(biāo)識，而且這種利用網(wǎng)絡(luò)的遠距離傳輸不會被其他節(jié)點獲得。但僅僅定義了物理層(PHⅥ與介質(zhì)接入控制層(MAC)并不足以保證不同設(shè)備之間可以對話，于是便有了ZigBee聯(lián)盟，ZigBee聯(lián)盟從IEEE802．i5．4標(biāo)準(zhǔn)開始著手，目前正在定義允許不同廠商制造設(shè)備相互對話的應(yīng)用綱要。POS一般是指用戶附近10米左右的空間范圍，這個范圍內(nèi)用戶可以是固定的，也可以是移動的。2．2 ZigBee協(xié)議2．2．1 ZigBee協(xié)議概述 ZigBee技術(shù)的基礎(chǔ)就是IEEE802．15．4標(biāo)準(zhǔn)。(6) 高保密性。(5)安全。(4)網(wǎng)絡(luò)容量大。(3)時延短。(2)可靠。其主要特點包括以下幾個方面：(1)省電。其典型的傳輸數(shù)據(jù)類型有周期性數(shù)據(jù)(如傳感器)、間歇性數(shù)據(jù)(如照明控制)和重復(fù)低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)(鼠標(biāo))。ZigBee聯(lián)盟的主要工作在：①定義網(wǎng)絡(luò)、安全以及應(yīng)用軟件層的協(xié)議；②提供不同的協(xié)調(diào)性及互通性測試規(guī)格；③促進ZigBee技術(shù)在全球的推廣；④有效管理該技術(shù)的發(fā)展。人們借此稱呼一種專注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近距離無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，也包含了這種寓意。(4)上位機顯示界面設(shè)計：利用VC++6．0基于WindowsSockets編寫上位機界面程序，使經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳到上位機(PC監(jiān)控機)界面上，實現(xiàn)統(tǒng)一管理?！?2)數(shù)據(jù)處理模塊：基于DSPTMS320F2812芯片設(shè)計數(shù)據(jù)處理模塊，并完成程序編寫，同時在TMS320F2812上移植嵌入式實時操作系統(tǒng)rtc／os．II。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。以嵌入式系統(tǒng)主板為核心，通過CMOS攝像頭對關(guān)鍵部位進行安全監(jiān)測，通過手機傳遞安全信息和圖像彩信，并對家用電器進行遠程控制，利用ZigBee模塊實現(xiàn)家用電器、系統(tǒng)主板和煙霧、溫度、煤氣等傳感器的無線聯(lián)網(wǎng)。本設(shè)計采用了無線傳感網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成智能居家系統(tǒng)，下一節(jié)中將要詳細討論其系統(tǒng)的構(gòu)成和協(xié)議的選擇。從目前的發(fā)展來看，在智能家居系統(tǒng)中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)已成為勢不可擋的趨勢，這不僅僅因為無線網(wǎng)絡(luò)可以提供更大的靈活性、流動性，省去了花在綜合布線上的費用和精力，而且它更符合于家庭網(wǎng)絡(luò)的通訊特點，同時隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步發(fā)展，也必將大大促進家庭智能化、網(wǎng)絡(luò)化的進程。國內(nèi)的智能家居廠商的構(gòu)成較為復(fù)雜，有科研院校，也有以前的家電廠商，技術(shù)實力也相差懸殊。：[41該總線技術(shù)采用+24V直流電源，信號傳輸速率為10KB／S，以雙絞線作為傳輸媒體。該總線系統(tǒng)主要由電源供應(yīng)器、雙絞線和功能模塊三個基本部分組成。ApBus采用的是一種電源／信號混合傳輸?shù)募夹g(shù)，是一種家庭自動化網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)。3)ApBus總線(網(wǎng)絡(luò))技術(shù)深圳匯創(chuàng)智能家居系統(tǒng)采用的就是ApBus總線技術(shù)。同時采用了UTP5作為系統(tǒng)總線，布線簡便。H．Bus分布式總線是一種適合于中國家庭自動化及小型工業(yè)控制環(huán)境的簡單、可靠、易用而又低成本的新型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)家庭電氣設(shè)備及小型工業(yè)設(shè)備的現(xiàn)場互連與控制；方便構(gòu)建一個統(tǒng)一的底層網(wǎng)絡(luò)。PLC．BUS技術(shù)的解決方案包括如下領(lǐng)域的應(yīng)用：燈光控制，電器控制，HVAC控制以及網(wǎng)絡(luò)與電器設(shè)備間的通信。PLC．BUS系統(tǒng)主要由三部分組成，即發(fā)射器、接收器和系統(tǒng)配套設(shè)備。上述中國智能家居十大品牌以及其它一些廠商的解決方案中，除了引進國外主流的一些通信協(xié)議外，還采取以下幾種系統(tǒng)通信方案：1)荷蘭PLC．BUS技術(shù)上海索博就采用的是PLC—BUS技術(shù)。2008年12月4日，由千家網(wǎng)、千家品牌實驗室共同主辦的第九屆中國國際建筑智能化峰會上，揭曉了“2008年中國智能家居十大品牌，其中，中國國內(nèi)的品牌有：上海索博、廣州安居寶、青島海爾、天津瑞朗、深圳波創(chuàng)、深圳普力特、上?；劬?、深圳松本先天下、廈門振威安全。最初，國內(nèi)較有實力的家電廠商涉足了這一領(lǐng)域，比如，康佳、創(chuàng)維、廈華、美的、春蘭等推出了系統(tǒng)改進的信息家電，為智能家居的實施提供了功能終端設(shè)備；然后到了1999年3月10日，微軟的比爾國外的智能家居產(chǎn)品比較注重家庭內(nèi)部功能的實現(xiàn)，不足之處在于其價格比較高和聯(lián)網(wǎng)的能力方面比較差。X．10的兼容產(chǎn)品可以通過電力線互相通訊，不需要重新鋪設(shè)控制線路，電力線在提供電流的同時又可以像網(wǎng)線一樣傳送控制指令，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的控制。目前己廣泛應(yīng)用于家庭安全監(jiān)控、家用電器控制和住宅儀表數(shù)字讀取等方面。CEBUS協(xié)議具有兩個典型特點：一是，在介質(zhì)訪問控制子層(MAC)采用總線結(jié)構(gòu)的CSMA／CDCR(CarriersensingMultipleAccesswithCollisionDetectionandcollisionresolution，即載波偵聽多路訪問／沖突檢測協(xié)調(diào)協(xié)議)，即一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在需要通過總線來發(fā)送數(shù)據(jù)時，它首先要檢測總線上是否有數(shù)據(jù)在傳輸，只有確認(rèn)總線上沒有數(shù)據(jù)在傳輸時，它才向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，以確保任何兩個節(jié)點不會同時占用總線而產(chǎn)生沖突；二是CEBus總線專門配置了專用的應(yīng)用語言系統(tǒng)CAL(CommonApplication Language)，利用CAL系統(tǒng)可方便地對網(wǎng)絡(luò)上的各種家電設(shè)備進行邏輯控制關(guān)系的設(shè)定，同時也可以以文件的模式來描述一個家電設(shè)備的功能。CEBus協(xié)議是一種開放式標(biāo)準(zhǔn)，在通信協(xié)議上遵循ISO／OSI七層協(xié)議框架。CEBus采用的傳輸介質(zhì)可以是多種多樣的：電力線、雙絞線等。LonWorks協(xié)議中的介質(zhì)訪問控制層，即ISO／OSI模型中的第2層，已經(jīng)被接納為建筑自動化控制網(wǎng)絡(luò)(BACnet)的標(biāo)準(zhǔn)，同時也被美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所采納。其最大特點是在總線上掛接具有神經(jīng)元(Neuron)芯片的控制節(jié)點，而這些芯片內(nèi)已經(jīng)固化有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、內(nèi)嵌式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和運作的時間數(shù)據(jù)庫。國外這些智能家居品牌主要采用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有：1)LonWorks協(xié)議LonWorks協(xié)議是由美國Echelon公司與Motorola和東芝公司共同倡導(dǎo)的，于1990年正式公布而形成的。發(fā)展至今，已經(jīng)形成了比較統(tǒng)一的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這些協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在國際智能家居和家庭網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主導(dǎo)地位。 智能家居系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1．2．1智能家居系統(tǒng)的國外研究現(xiàn)狀自從世界上第一幢智能建筑在美國出現(xiàn)后，國外的智能家居已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展。IrDA屬于短距離、點對點的半雙工通信方式，使用不便且失誤率高，不適用于家庭的組網(wǎng)方式；藍牙技術(shù)則因為網(wǎng)絡(luò)容量有限，成本較高，不適于節(jié)點較多的家居網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。采用無線方式構(gòu)建靈活便捷的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)，成為當(dāng)前的研究熱點。目錄1 緒論 1 引言 1 報警器發(fā)展現(xiàn)狀 1 課題的主要內(nèi)容現(xiàn)實意義 12 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 3 總體方案設(shè)計 3 系統(tǒng)工作原理 33 器件選擇及簡介 5 熱釋電紅外線傳感器及其基本原理 5 微波探測器 6 AT89S51單片機概述 7 AT89S51單片機功能特性 8 AT89S51單片機的管腳說明 84 具體電路模塊設(shè)計 10 防盜探測器電路設(shè)計 10 熱釋電紅外傳感器電路設(shè)計 10 微波探測器電路設(shè)計 11 放大電路設(shè)計 11 時鐘電路設(shè)計 12 復(fù)位電路設(shè)計 12 報警電路設(shè)計 13 LED發(fā)光報警電路設(shè)計 13 揚聲器報警電路設(shè)計 135 報警器軟件設(shè)計 14 主程序工作流程圖 14 中斷服務(wù)流程圖 146 軟件仿真 16結(jié)論 23致謝 24參考文獻 25附錄 26附錄1 proteus仿真圖 26附錄2 源程序 271. 緒論 引言智能家居又稱智能住宅，正朝著具備無線遠程控制、多媒體控制、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ艿姆较虬l(fā)展，其關(guān)鍵技術(shù)為兼容性強的家庭控制器和滿足信息傳輸需要的家庭網(wǎng)絡(luò)。 Wireles