【正文】 應(yīng)用子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，為人們提供更加舒適、高效、便捷、安全的現(xiàn)代居住環(huán)境。因此，研究智能家居安防系統(tǒng)很有必要。該課題的研究，符合社會的需求，與同類的智能家居系統(tǒng)相比具有使用簡單方便、價格低廉、安裝簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場前景，同時有利于更好的改善人們生活水平，保障家居人身和財產(chǎn)安全，是一項非常具有研究和開發(fā)意義的題目。本系統(tǒng)可以對整個家居的安全環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)控， 監(jiān)控的范圍包括室內(nèi)防盜、火災(zāi)報警、煤氣泄露等一系列不安全因素?，F(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計算機(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)、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機(jī)等。如西方發(fā)達(dá)國家，他們具有比較完善的火災(zāi)，闖入等預(yù)防，監(jiān)測，報警，搶救及善后處理等體系。這些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將家居火災(zāi)報警等安防系統(tǒng)和公共監(jiān)控系統(tǒng)連接在一起，及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)險情，最大化的降低損失，值得我們學(xué)習(xí)！在國外各大企業(yè)研發(fā)智能家居安防產(chǎn)品的同時，國內(nèi)廠商也已開始智能家居安防產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，特別是一些大型IT企業(yè)利用自身在資金與技術(shù)方面的優(yōu)勢，在低端產(chǎn)品市場上占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。但有些產(chǎn)品，比如家庭智能終端，中國的幾個廠商的產(chǎn)品已經(jīng)做的很好了，不但外觀漂亮，而且功能齊全，與國外的品牌相比非常具有競爭力，比如海爾和聯(lián)想公司出的家庭智能終端。另外國內(nèi)建成的智能安防系統(tǒng)大部分采用的是有線通信技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計、施工成本較高，基于無線通信技術(shù)的家居安防系統(tǒng)目前還處于起步階段，具有廣闊的發(fā)展前景。當(dāng)出現(xiàn)警情時，通過單片機(jī)控制報警電路完成警情的聲光報警，并在顯示屏上顯示警情種類，用戶可以根據(jù)安置場所可能出現(xiàn)的警情種類，開啟合適的報警器開關(guān)，以達(dá)到針對性的布防效果。它是可以廣泛應(yīng)用于小區(qū)住宅、酒店、倉庫等領(lǐng)域的多功能安防報警系統(tǒng)。第2章 基本原理單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。單片微型計算機(jī)簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。同時，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。由于單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)由僅有CPU的專用處理器芯片發(fā)展而來。AT89C51是帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除的低電壓高性能CMOS8位微處理器。它是ATMEL公司生產(chǎn)的一種高效微處理器，采用了ATMEL高密度非易失存儲制造技術(shù)，和MCS51指令集兼容。①主要特性：壽命1000寫/擦循環(huán)4k字節(jié)可編程閃爍存儲器數(shù)據(jù)保留時間10年128*8位內(nèi)部RAM5個中斷源可編程串行通道全靜態(tài)工作：0HZ24HZ三級程序存儲器鎖定32可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器低功耗的閑置及掉電模式片內(nèi)振蕩器及時鐘電路②管腳原理圖如圖21所示 圖21①管腳說明VCC：接入電源。P0口：P0口是8位漏極開路雙向I/0口，每個腳可以吸收8TTL 門電流。P1口：p1口是內(nèi)部已經(jīng)提供了上拉電阻的8位雙向I/O口，它的緩沖器能接受4TTL門電流。同樣其緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P3口：它是雙功能口。RST：復(fù)位輸入口。當(dāng)不訪問外部存儲器是，ALE仍以振蕩器頻率的1/6周期性的輸出正脈沖信號，可用作對外輸出的時鐘脈沖或定時目的。當(dāng)從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)時，每個機(jī)器周期/PSEN兩次有效，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲器是，/PSEN信號將不出現(xiàn)。當(dāng)/EA低電平時，不管片內(nèi)是否有程序存儲器，都只是訪問外部程序存儲器。XTAL1：方向放大器的輸入和內(nèi)部時鐘電路的輸入。 GPRS模塊基本原理通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍≒acket）式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。自從首次實現(xiàn)文本信息傳輸以來，無線數(shù)據(jù)應(yīng)用已經(jīng)歷了飛躍式的增長，單是看看歐美知名廠商大肆宣傳通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)的勁頭，似乎也能讓人感到下一代移動數(shù)據(jù)應(yīng)用時代的行將來臨。盡管目前移動數(shù)據(jù)的使用相對較少，但在某些市場中，不同的用戶群卻正在快速發(fā)展，其推動力量主要是在移動領(lǐng)域中采用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的商業(yè)市場。 GSM系統(tǒng)的分組移動數(shù)據(jù)通信（即GPRS）是基本分組無線業(yè)務(wù)，采用分組交換的方式，數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)164kb／s、它可以給GSM用戶提供移動環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還可以提供收發(fā)EmaiInternet例覽等功能。它已經(jīng)在科技國防和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。4紅外測距和通訊系5混合系統(tǒng)是指以上各類系統(tǒng)中的兩個或多個的組合一紅外輻射基礎(chǔ) 紅外輻射又稱紅外線它是一種不可見光由于是位于可見光中紅色光以外的光線故稱為紅外線。熱電型吸收紅外光后變成熱能使材料的溫度上升電化學(xué)特性改變?nèi)藗兝眠@個現(xiàn)象制成了測量光輻射的器件。具體電流的大小與電離室本身的幾何形狀、放射源活度、α粒子能量、電極電壓的大小及空氣的密度、溫度、濕度和氣流速度等因素有關(guān)。煙霧越濃，導(dǎo)致離子復(fù)合幾率加快，從而使空氣中電離電流迅速下降，電離室阻抗增加，因此根據(jù)R值變化可以感受到煙霧濃度的變化，從而實現(xiàn)對火災(zāi)的探測。當(dāng)煙霧進(jìn)入時，內(nèi)外電離室因極性相反，所產(chǎn)生的離子電流保持相對穩(wěn)定，處于平衡狀態(tài)；火災(zāi)發(fā)生初期釋放的氣溶膠亞微粒子及可見煙霧大量進(jìn)入檢測電離室，吸附并中和正負(fù)離子，使電離電流急劇減少，改變電離平衡狀態(tài)而輸出檢測電信號，經(jīng)后級電路處理識別后，發(fā)出報警，并向配套監(jiān)控系統(tǒng)輸出報警開關(guān)信號。硬件模塊劃分為紅外傳感器模塊、煙霧傳感器模塊、單片機(jī)控制模塊、聲報警模塊、TFT顯示模塊、控制模塊。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等幾個階段。處理器采用51系列單片機(jī)。設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的各種數(shù)據(jù)采集模塊將原始信息轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至單片機(jī)。驅(qū)動電路將控制信號放大并驅(qū)動聲光報警電路完成相應(yīng)動作。第3章 系統(tǒng)設(shè)計家庭安防報警系統(tǒng)一般包含幾個部分，包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分、報警顯示部分?？梢钥闯鰯?shù)據(jù)采集部分可供選擇的只有傳感器模塊，數(shù)據(jù)處理部分和報警顯示部分有多重選擇。好無疑問，ARM具備強(qiáng)大的計算能力，能夠輕易勝任此數(shù)據(jù)處理工作。本方案有待商榷。MSP擁有低功耗，片上資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。方案三：以MCU51作為數(shù)據(jù)處理中心。就功能而言，MCU完全能夠處理本系統(tǒng)數(shù)據(jù)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等幾個階段。它們之間的構(gòu)成框圖如圖31所示：圖31 系統(tǒng)設(shè)計框圖處理器采用58系列單片機(jī)。設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的各種數(shù)據(jù)采集模塊將原始信息轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)ADC模擬轉(zhuǎn)數(shù)字電路，將 TTL 電平至單片機(jī)。驅(qū)動電路將控制信號放大并驅(qū)動聲光報警電路和GPRS模塊完成相應(yīng)報警。系統(tǒng)軟件的設(shè)計主要是通過單片機(jī)實時檢測ADC輸入電平變化。本系統(tǒng)軟件部分流程大致為：首先初始化MCU，判斷ADC信號是否正常，如果指標(biāo)不正常，進(jìn)行煙霧氣體報警，指標(biāo)正常則返回初始化階段反復(fù)進(jìn)行檢測；同時進(jìn)行紅外傳感器的檢測，如果不正常，則進(jìn)行闖入報警，正常則返回初始化階段，反復(fù)檢測數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)所涉及的軟件部分的框圖如圖32所示：圖32 主程序工作流程圖本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測到ADC數(shù)據(jù)異常時，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)或發(fā)生了火災(zāi)險情，從而經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動聲光報警電路開始報警，報警持續(xù)5秒鐘后自動停止報警，然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報警從而使報警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。第4章 系統(tǒng)的實現(xiàn) 系統(tǒng)硬件平臺介紹 YT16D實驗箱 本系統(tǒng)以單片機(jī)實驗箱YT16D為硬件平臺，該試驗箱功能強(qiáng)大，攜帶方便，能實現(xiàn)多個功能。圖41 YT16D試驗箱 GPRD模塊 系統(tǒng)采用SIM300GPRS/GSM模塊進(jìn)行短信報警。使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，使得具備GSM/GPRS 900/1800/1900MHz功能的SIM300C以小尺寸和低功耗實現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。主動紅外報警器是一種紅外線光束遮擋型報警器，發(fā)射機(jī)中的紅外發(fā)光二極管在電源的激發(fā)下，發(fā)出一束經(jīng)過調(diào)制的紅外光束(～)，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的作用變成平行光發(fā)射出去。由發(fā)射機(jī)發(fā)射出的紅外線經(jīng)過防范區(qū)到達(dá)接收機(jī)，構(gòu)成了一條警戒線。一般應(yīng)用在周界防范居多，最大的優(yōu)點(diǎn)就是防范距離遠(yuǎn)，能達(dá)到被動紅外的十倍以上探測距離。圖42紅外傳感器發(fā)射及接受連接原理圖在本系統(tǒng)中，紅外線報警器為單片機(jī)控制核心提供闖入信號的檢測。IRSend_A=0。 pulse_num=0。i10。//打開B發(fā)射 DelayUs2x(150)。