【正文】 曹家凱：基于單片機(jī)智能家居安防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 3 系統(tǒng)硬件 低頻帶通放大電路 熱釋電紅外傳 感器輸出的檢測(cè)信號(hào)非常弱，容易受到噪聲的 干擾，需要經(jīng)過低頻放大器放大后，才能進(jìn)一步處理。 熱釋電紅外傳感器控制芯片具有頻率相應(yīng)比較 均勻，檢測(cè)溫度范圍較大，不用設(shè)光源等優(yōu)點(diǎn)。 輸出電壓 范圍也包括負(fù)電源電壓。該四路放大器工作的電源電壓范圍是低于在 V 32 V 之間， 靜態(tài)電流 是 MC1741 的五分之一左右（每個(gè)放大器）。 LM324 芯片是價(jià)格低廉的四路運(yùn)算放大器，具有真正的差分輸入。從根本上避免了誤報(bào)。這種雙鑒探測(cè)器的性能穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)、可靠性高、能耗低而且靈敏度較高。它通常包括紅外線發(fā)射器、接收器、信號(hào)處理器等組成。它主要包括有線和無線兩種玻璃破碎探測(cè)器，被廣泛應(yīng)用于銀行、圖書館等需要報(bào)警的場(chǎng)所。 玻璃破碎探 測(cè)器 本文的玻璃探測(cè)器 使用的是雙技術(shù)監(jiān)測(cè)，避免 聲頻率相近的聲音引起誤警 ，只有當(dāng)敲擊玻璃聲音引發(fā)的振動(dòng)和玻璃破碎時(shí)所發(fā)出的高頻信號(hào)被同時(shí)探測(cè)到才會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。使用時(shí)要檢查主機(jī)是否能接收到報(bào)警信號(hào)以及門磁指示燈的情況。 門磁開關(guān) 門磁開關(guān)的作用是用來檢測(cè)門窗是否被非法打開，本文設(shè)計(jì)中所選用的門磁開關(guān)是嵌入式門磁開關(guān)，一般是由磁鐵和干簧管組成。正確使用它能使探測(cè)距離增加，如果使用 不當(dāng)?shù)脑挊O易產(chǎn)生錯(cuò)誤的信息。與傳統(tǒng)透鏡相比他的面積較大、重量較輕等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。它的作用有兩個(gè)：一是聚焦作用；二是將探測(cè)區(qū)域中分為若干個(gè)暗區(qū)和明區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度的變化形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。 曹家凱：基于單片機(jī)智能家居安防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 菲涅爾透鏡又稱螺紋透鏡最初是由法國物理學(xué)家發(fā)明，主要是起著類似透鏡的作用。煙霧探測(cè)器一般和家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)相連，達(dá)到防火預(yù)警的目的。 煙霧探測(cè)器按用途一般分為聯(lián)網(wǎng)型煙感探測(cè)器、獨(dú)立式煙感探測(cè)器、無線煙感探測(cè)器。 圖 紅外傳感器實(shí)物圖 煙霧探測(cè)器 煙霧探測(cè)器又稱感煙探測(cè)器，主要分為離子式、吸氣式和光電式，主要用于消防系統(tǒng)，它是探測(cè)起火時(shí)所伴隨的煙霧從而達(dá)到預(yù)警的作用。紅外測(cè)溫是屬于非接觸式測(cè)溫，因其測(cè)溫范圍廣，被普及到各行各業(yè)中。紅外線本質(zhì)上是一種電磁波，位于可見光紅光的外端，紅外測(cè)溫基礎(chǔ)是依據(jù)絕對(duì)零度以上的物體都有輻射紅外的能力的原理進(jìn)行工作。根據(jù)探測(cè)機(jī)理可以分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器兩種，前者是根據(jù)熱效應(yīng)后者是根據(jù)光電效應(yīng)的原理來進(jìn)行工作。如圖 所示： 曹家凱：基于單片機(jī)智能家居安防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 圖 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 AT89C51 引腳結(jié)構(gòu)功能。隨著 16 位機(jī)和 24 位機(jī)的相繼出現(xiàn)， 8 位機(jī)進(jìn)入改良階段之后，單片機(jī) 8位、 16 位、 32位、 64 位呈現(xiàn)共同發(fā)展的趨勢(shì)。 英特爾 公司的 MCS5摩托羅拉公司的 6801 以及 Zilog公司的 Z8 等在這一時(shí)期最具有代表意義，這些單片機(jī)的中斷定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器具有 16 位、存儲(chǔ)器尋址范圍可至 64K，還具有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)、串行接口，其中多數(shù)芯片還擴(kuò)展了A/D 轉(zhuǎn)換器 接口。 攝像部分 現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ) A/D 人體檢測(cè) 控制部分 D/AAA 正常信號(hào) /報(bào)警信號(hào)輸出 曹家凱：基于單片機(jī)智能家居安防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 這個(gè)時(shí)期的單片機(jī)得到了很大的發(fā)展，硬件結(jié)構(gòu)日益成熟，指令系統(tǒng)逐漸完善。在這個(gè)時(shí)期中美國的仙 童公司研究出了世界上第一款單片機(jī)編號(hào)為 F8，隨后 英特爾 公司推出了那一階段中最具有代表意義的 MCS48 單片機(jī)。單片機(jī)的發(fā)展大概經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。 單片機(jī)主控芯片的選擇 通過對(duì)各種單片機(jī)的性能價(jià)位以及速度等情況的對(duì)比，本文選擇了 AT89C51 單片機(jī)。它比較適用于大型商場(chǎng)、大 型住宅小區(qū)和較大的工業(yè)生產(chǎn)基地。 圖 方案一流程圖 方案二：通過傳感器對(duì)室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，當(dāng)有人以非法手段進(jìn)入室內(nèi)時(shí)單片機(jī)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到警情，然后把檢測(cè)結(jié)果送入到單片機(jī)中并發(fā)出中斷請(qǐng)求，報(bào)警電路會(huì)立即啟動(dòng)。利用無線報(bào)警探頭的雙重探測(cè)原理，確定是否有盜賊的入侵，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不明情況時(shí)聲光報(bào)警立即啟動(dòng)，同時(shí)通過無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄⒕榘l(fā)送到家庭服務(wù)器上，家庭服務(wù)器會(huì)立刻將 報(bào)警信息通過短信的形式發(fā)送到用戶手機(jī)上，同時(shí)會(huì)把發(fā)生警情的時(shí)間地區(qū)以及地理位置發(fā)給轄區(qū)派出所，所轄派出所接到警情后會(huì)派出警力迅速處理。但是伴隨著科技的進(jìn)步，人們安全意識(shí)程度 不斷的提高，相信在不久的將來，安防行業(yè)會(huì)越來越規(guī)范化，越來越國際化。目前，隨著我國安防的需求不斷擴(kuò)大，安防行業(yè)得到了巨大的發(fā)展，在北京、深圳等城市中，安防事業(yè)的發(fā)展各具特色。 中國的安防事業(yè)起源于上世紀(jì)中后期，它是隨著科技的發(fā)展而成長起來的。 在美國，他們的家庭安全方面主要使用了聯(lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)模式，聯(lián)網(wǎng)報(bào)警將把北美的安防產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整體合并，是一個(gè)非常成功的商業(yè)模式；在日本，家庭報(bào)警服務(wù)業(yè)非常發(fā)達(dá)。所以未來的防盜報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)得到更快更好更成熟的發(fā)展。 除了上述的兩個(gè)行業(yè)以外， 還有其他的領(lǐng)域，比如金融，交通等。防盜報(bào)警系統(tǒng)在某單一領(lǐng)域中呈良好的發(fā)展趨勢(shì)，比如： ：目前越來越多的房地產(chǎn)開發(fā)商開發(fā)樓盤的時(shí)，都會(huì)把“安防”作為整個(gè)樓盤的賣點(diǎn)，但是大多數(shù)所謂的“安防”只是一個(gè)華麗的裝飾，基本上起不到安全防盜作用，現(xiàn)在絕大多數(shù)的小區(qū)居民安防意識(shí)不夠高 ,小區(qū)安防系統(tǒng)也不夠完善，所以才會(huì)不斷的發(fā)生入室盜竊案件。做為整個(gè)安防系統(tǒng)中最重要的一環(huán)節(jié)防盜報(bào)警系統(tǒng)在很多大小型場(chǎng)合都發(fā)揮著至關(guān)重要作用，比如學(xué)校、家庭住宅、大型超市等。每一種報(bào)警器都有 它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，選擇報(bào)警器要根據(jù)實(shí)際情況來選擇。由小區(qū)住宅四周的報(bào)警系統(tǒng)組成的第一道防線，是為了防止不法分子以不正當(dāng)?shù)氖侄芜M(jìn)入小區(qū)；由社區(qū)的整體監(jiān)控系統(tǒng)組成的第二道安全防線，是為了監(jiān)控小區(qū)的進(jìn)出人員以及小區(qū)周圍的人群，提高報(bào)警響應(yīng)效率；第三道安全防線是由保安的日常巡邏管理所構(gòu)成；第四道安全防線是由門鈴及對(duì)講可視系統(tǒng)構(gòu)成；第五道安全 防線也是整個(gè)安防體系中最后也是最重要的一環(huán)，它是由家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)組成，當(dāng)不法分子以不正當(dāng)手段入侵住戶或者發(fā)生災(zāi)情時(shí)，能夠即時(shí)有效的將曹家凱：基于單片機(jī)智能家居安防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 室內(nèi)發(fā)生的情況傳遞出去，以達(dá)到安防系統(tǒng)的目的。前端探測(cè)器是由 紅外探測(cè)器、紅外微波雙鑒器、玻璃破碎探測(cè)器、緊急呼救按鈕以及門磁開關(guān)等部分組成。報(bào)警控制器是一臺(tái)和電腦服務(wù)器一樣的，用于控制信號(hào)的處理，檢測(cè)系統(tǒng)本身的故障。 一個(gè)完整體系的安防報(bào)警系統(tǒng)主要包括門禁、報(bào)警和監(jiān)控三大部分構(gòu)成，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全加上了一道保險(xiǎn)。利用單片機(jī)開發(fā)的智能防盜系統(tǒng)操作簡單價(jià)格低廉 被廣泛的應(yīng)用于社會(huì)各界，以單片機(jī)為主的報(bào)警器對(duì)中國家庭來說價(jià)格較低，人們更容易接受。假設(shè)一旦發(fā)生火災(zāi)，這種金屬防盜網(wǎng)勢(shì)必會(huì)給自己的逃生帶來困擾 ,在這個(gè)高度發(fā)達(dá)的社會(huì)，高科技智能安防產(chǎn)品必然會(huì)取代傳統(tǒng)的 “ 鐵籠子 ” ，成為人們的首選。金屬防盜網(wǎng)造價(jià)成本高，安裝困難。那么如何能盡量避免這些盜竊事件的發(fā)生呢 ?除了國家地區(qū)的治安維護(hù)外，安全到位的防盜系統(tǒng)也是必不可少的。 .................... 6 前端探測(cè)器的組成 .............................. 7 紅外傳感器 ............................... 7 煙霧探測(cè)器 ............................... 7 熱釋電傳感器 ............................. 7 門磁開關(guān) ................................. 8 玻璃破碎探測(cè)器 ........................... 8 紅外微波雙鑒探測(cè)器 ........................ 8 熱釋電紅外傳感器控制電路芯片的選擇 ............. 8 3 系統(tǒng)硬件 .................................