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畢業(yè)論文-四路無線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作-展示頁(yè)

2025-01-21 09:40本頁(yè)面
  

【正文】 配的地址,地址匹配引腳被置高; B.當(dāng)正確的數(shù)據(jù)包接收完畢, NRF905 自動(dòng)移去字頭、地址和 CRC 校驗(yàn)位,把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳置高;微控制器把 TRX_CE 置低, NRF905 進(jìn)入空閑模式;微控制器通過 SPI 口,以一定的速率把數(shù)據(jù)移到微控制器內(nèi);當(dāng)所有的數(shù)據(jù)接收完畢, NRF905 把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳和地址匹配引腳置低; C. NRF905 此時(shí)可以進(jìn)入接收模式、發(fā)送模式或關(guān)機(jī)模式。 ShockBurstTM 工作模式保證,一旦發(fā)送數(shù)據(jù)的過程開始,無論 TRX_CE 和 TX_EN 引腳是高或低,發(fā)送過程都會(huì)被處理完。再經(jīng) NRF905 接收,單片機(jī)判斷數(shù)據(jù),將單片機(jī)與蜂鳴器和對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管的接口置低,以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和發(fā)光二極管工作。單片機(jī)主程序流程圖如圖 31。 圖 211 單片機(jī)控制蜂鳴器電路 無線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作 11 第三章 軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的程序編寫是用 C 語(yǔ)言設(shè)計(jì)的,主要包括發(fā)送端程序和接收端 程序,其中發(fā)送端程序又包括單片機(jī)發(fā)送主程序、無線發(fā)送主程序,接收端程序包括單片機(jī)接收主程序、無線接收主程序。發(fā)射端的四位撥碼開關(guān)哪個(gè)撥 on,接收端的發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)的就那個(gè)亮。單片機(jī) STC89C52RC的 與無線接收模塊 NRF905 連接,信號(hào)經(jīng)過程序判斷,使蜂鳴器響,發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)的燈亮。接收時(shí)單片機(jī)將 PWR_UP, TRX_CE 置 1, TX_EN 置 0,信號(hào)由 mosi 腳輸出到單片機(jī)并進(jìn)行判斷和處理。 接收端 無線接收模塊 無線接收模塊和 發(fā)送模塊的管腳接連方式一樣,如圖 27。 圖 27 NRF905無線發(fā)送模塊電路連接 SPI接口由狀態(tài)寄存器、射頻配置寄存器、發(fā)送地址寄存器、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器5個(gè)寄存器組成。而 CD、 AM、 DR三個(gè)管腳分別為載波檢測(cè)輸出、地址匹配輸出、數(shù)據(jù)就緒輸出 [12]。最大發(fā)射功率+ 10dBm,高抗干擾 GFSK調(diào)制、可跳頻、最大數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率 50kbps、獨(dú)特的載波檢測(cè)輸出、地址匹配輸出、數(shù)據(jù)就緒輸出。 NRF905的外部電路主要由三個(gè)部分組成: VC0的外部電路,天線和接口驅(qū)動(dòng)電路。 PCB板上環(huán)形天線具有成本低,方向性較好,對(duì)人體不敏感,但增益較低的特點(diǎn)。對(duì)于低損耗、小尺寸的無線模塊來說,具有 T型匹配網(wǎng)絡(luò)的環(huán)形天線是一個(gè)很好天線的解決方案。NRF905 的工作模式由 TRX_CE、 TX_EN、 PWR_UP 三個(gè)引腳的設(shè)置來決定,詳見表 21。 NRF905 有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和 CRC 校驗(yàn)碼,可以很容易通過 SPI 接口進(jìn)行編程配置。 圖 26 單片機(jī)模塊 無線發(fā)送模塊 NRF905 單片無線收發(fā)器工作于 433/868/915MHz 的 ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻道,頻道之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間小于 650μs。 圖 25 比較電路 無線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作 7 單片機(jī)模塊 圖 26 電路主要是將 口進(jìn)來的處理過的熱釋電信號(hào)和四位撥碼開關(guān)(與 相連)的按鍵狀態(tài)送到無線發(fā)送模塊發(fā)送。 3腳信號(hào)輸入,經(jīng)過比較由 1腳輸出。管腳如 圖 24所示。 圖 22 LM324管腳圖 圖 23 電路的功能主要是對(duì)紅外熱釋電所接受的信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)放大, 增大信號(hào)幅值,使接收端的現(xiàn)象反應(yīng)得更加清楚 。運(yùn)算放大器 1, 2, 3 腳是一組, 5, 6, 7 腳是一組, 8, 9, 10 腳是一組, 12, 13, 14 腳是一組,剩下的兩個(gè)腳是電源, 1, 7,8, 14 是各組放大器的輸出腳,其它的就是輸入腳 [10]。 圖 11 四路無線防盜報(bào)警器的組成框圖 熱釋電紅外傳感器 信號(hào)放大 信號(hào)比較 單片機(jī) 四位撥碼開關(guān) NRF905 無線發(fā)送模塊 NRF905 無線接收模塊 單片機(jī) 發(fā)光二極管 蜂鳴器 無線發(fā)送 無線接收 無線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作 5 第二章 硬件電路設(shè)計(jì) 發(fā)送端 熱釋電紅外感器及其周邊電路 圖 21 電路的功能是感應(yīng)外界的紅外輻射并將信號(hào)轉(zhuǎn)化 為電信號(hào)傳輸?shù)椒糯箅娐?,該電信?hào)為脈沖信號(hào)。紅外熱釋電傳感器將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換為電信號(hào),用無線電微波發(fā)送信號(hào)。本設(shè)計(jì)選 NRF905 無線收發(fā)模塊來傳輸信息。 微波:傳輸距離遠(yuǎn),穿透能力強(qiáng),性能優(yōu)越 [9]。本設(shè)計(jì)選擇熱釋電紅外傳感器 RE200B。環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí),探測(cè)和靈敏度明顯下降,有時(shí) 造成短時(shí)失靈 [8]。缺點(diǎn):容易受各種熱源、光源干擾。但是紅外探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)卻是微波探測(cè)器不能替代的,比如省電、功耗小、價(jià)格低、安裝方便等特點(diǎn),另外紅外探測(cè)器的可感知距離和探測(cè)的角度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于微波探測(cè)器的可探測(cè)范圍,可達(dá)到 12m,水平 110 度,垂直 60 度。這樣,一方面可以提高紅外傳感器的熱電轉(zhuǎn)換效力,另一方面還起到了加長(zhǎng)探測(cè)距離、擴(kuò)大警戒視場(chǎng)的作用 [7]。紅外傳感器的探測(cè)波長(zhǎng)范圍是 814μm,由于人體的紅外輻射波長(zhǎng)正好在此探測(cè)波長(zhǎng)范圍之內(nèi),因此能較好地探測(cè)到活動(dòng)的人體。當(dāng)有人體在探測(cè)區(qū)域內(nèi)走動(dòng)時(shí),就會(huì)造成紅外熱輻射能 量的變化。 被動(dòng)式紅外探測(cè)器件通過光學(xué)系統(tǒng)的配合作用,它可以探測(cè)到某一個(gè)立體防范空間內(nèi)的熱輻射的變化。它能夠穿透許多建筑構(gòu)件(如磚墻等),大多數(shù)的隔墻以及玻璃板。微波傳感器必須安裝在完全沒有震動(dòng)的墻、柱等建筑物上。 微波的探測(cè)原理以多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ),由發(fā)射器發(fā)射高頻電磁波,在監(jiān)視空間建立三維的交變電磁場(chǎng)。 利用超聲波傳感器件作為發(fā)射頭和接收頭,發(fā)射器向被探測(cè)區(qū)域發(fā)射幅度相等的超聲波,接收器接收發(fā)射回來的超聲波 ,在沒有移動(dòng)物體進(jìn)入被探測(cè)區(qū)域時(shí),接收發(fā)射回來的超聲波幅度是相等的。另外這四個(gè)地址可以應(yīng)用成四個(gè)不同地址的發(fā)送端,相當(dāng)于四對(duì)一無線防盜報(bào)警器。其中發(fā)射端可以設(shè)置地址,有 4 個(gè)地址可選,接收端可以做出對(duì)應(yīng)燈亮的判斷。其中安防系統(tǒng)設(shè)備是否完善、可靠將成為評(píng)價(jià)智能建筑的重要指標(biāo) [4]。無線防盜報(bào)警器的應(yīng)運(yùn)而生使許多的問題迎刃而解。相對(duì)于國(guó)外的智能建筑來說,中國(guó)的住宅、商場(chǎng)的防盜措施不是特別完善。 另一方面,在社會(huì)信息化進(jìn)程日益發(fā)展的今天,信息技術(shù)已滲 透到各個(gè)領(lǐng)域。 縱觀當(dāng)前形勢(shì),可以預(yù)計(jì)防盜報(bào)警產(chǎn)品即將走入千家萬(wàn)戶的生活。有的報(bào)警系統(tǒng)包括無線系統(tǒng)、時(shí)間表控制系統(tǒng)、繼電器控制系統(tǒng),可以方便地構(gòu)成家居及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)。從一個(gè)報(bào)警探測(cè)器和一臺(tái)報(bào)警系統(tǒng)控制主機(jī),到幾百個(gè)以至上千個(gè)報(bào)警探測(cè)器和報(bào)警系統(tǒng)控制主機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)都有應(yīng)用。無線數(shù)據(jù)傳 輸方式無需重新布線,不易被破壞,特別適合已裝修用戶及布線不方便的場(chǎng)合,能使建筑更加美觀 [2]。本設(shè)計(jì)四路防盜報(bào)警器就是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的一種實(shí)用性產(chǎn)品。單片機(jī)已在工業(yè)控制、智能儀表、數(shù)控機(jī)床、數(shù)據(jù)采集和處理、通訊及多種智能家電和玩具等眾多方面得到了廣泛應(yīng)用。無線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作 1 四路無線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作 引 言 隨著國(guó)家智能化建筑的推廣,防盜系統(tǒng)已經(jīng)成為智能建筑的必需設(shè)備。在這樣一個(gè)日趨高度智能化、節(jié)能化的時(shí)代,人們的設(shè)計(jì)焦點(diǎn)越來越集中在單片機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用上。市場(chǎng)上的無線防盜報(bào)警器以單片機(jī)控制和無線技術(shù)居多 [1]。具有可靠性高、操作簡(jiǎn)單、監(jiān)控范圍廣、節(jié)省人員、效率高、適用范圍廣等眾多優(yōu)點(diǎn)。 無線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作 2 第一章 四路無線防盜報(bào)警器方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)背景及意義 在目前安全防范入侵報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用中,各種各樣的建筑不同,安全防范的要求也不同,因此每一個(gè)安全防范入侵報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成也都不同。有些大型報(bào)警系統(tǒng)控制器主機(jī)功能也相當(dāng)豐富,除了安全防范報(bào)警以外,還可以作為自動(dòng)化控 制系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)使用。 總之防盜報(bào)警系統(tǒng)在向多功能、大容量、智能化發(fā)展,越來越成為一套完整的集安全防范、自動(dòng)化控制等為一體的綜合管理系統(tǒng)體系 [3]。目前防盜報(bào)警產(chǎn)品在我國(guó)的普及率只有 20%,與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家高達(dá) 70%的普及率相比,我國(guó)防盜報(bào)警產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展才剛剛起步,潛在需求更是難于估計(jì)。然而收入差距的拉大也大大增加了犯罪機(jī)率。特別是住宅所局限的防盜窗和防盜門,雖然起到一定作用,但是當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí),也使逃生更加的困難了。未來發(fā)展越趨向于智能化發(fā)展,我們所生活的建筑物智能化便成為 21 世紀(jì)的發(fā)展主流。 功能設(shè)計(jì) 四路無線防盜報(bào)警器的功能是:信號(hào)發(fā)射端感應(yīng)器感應(yīng)到外界的動(dòng)靜,將信號(hào)進(jìn)行放大、比較、無線 發(fā)送,信號(hào)經(jīng)無線接收由單片機(jī)作出判斷,使對(duì)應(yīng)的燈亮,并發(fā)出聲音警示。當(dāng)有多個(gè)這樣的發(fā)射端時(shí),將發(fā)射端移動(dòng)位置時(shí),可以對(duì)其重新設(shè)置地址。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 前端探測(cè)器設(shè)計(jì)方案比較 主要用于防盜報(bào)警的 前端探測(cè)器有:超聲波、微波、被動(dòng) 式 紅外 探測(cè)器。當(dāng)有活動(dòng)的物體進(jìn)入探測(cè)區(qū)域時(shí),接收到發(fā)射回來的超聲波是幅度不等的,并且是不斷變化的,無線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作 3 接收電路檢測(cè)到變化的信號(hào)時(shí)控制電路會(huì)觸發(fā)外圍報(bào)警電路來報(bào)警 [5]。接收器與發(fā)射器安裝在同一機(jī)殼內(nèi),用于接收從監(jiān)視內(nèi)反射回來的反射波,并將反射波的頻率與發(fā)射波頻率進(jìn)行比較而作出判斷。它的特點(diǎn)是當(dāng)高頻電磁被遇到金屬表面或 堅(jiān)硬的混凝土表面時(shí)特別容易反射,對(duì)空氣的擾動(dòng)、溫度的變化和噪聲等均不敏感。它的缺點(diǎn)是在監(jiān)視空間以外的運(yùn)動(dòng)物,轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)扇或其它有較大動(dòng)作的裝置都可以導(dǎo)致防盜報(bào)警器錯(cuò)誤報(bào)警 [6]。當(dāng)防范區(qū)域內(nèi)沒有移動(dòng)的人體等目標(biāo)時(shí),由于所有背景物體(如墻、家具等)在室溫
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