【正文】 工作電壓：DC5V。 門磁控制開關(guān)的選擇及接口電路設(shè)計 門磁控制開關(guān)的設(shè)計思路門磁一般是竊賊要進入室內(nèi)的必經(jīng)途徑，必須有可以報警的第一道防線。門磁開關(guān)警示一種廉價的報警設(shè)備，配上室內(nèi)緊急報警按鈕，可以對家庭和重要場所提供最基本的保護。 門磁控制開關(guān)鏈路元件的選擇本設(shè)計主要選擇較普遍和實用性較強的一種磁控開關(guān)KL8807A。主要指標：l 閉合回路：當門磁處于感應(yīng)回路時，開關(guān)閉合；觸點沒有閉合時，發(fā)出報警信號。l 電源：最大功率3W；最大開關(guān)電壓DC30V；；最大電路阻抗100Milliohmsl 振動：30G峰值/1020000Hz；無錯閉合20毫秒（開關(guān)開啟）；無錯開啟毫秒（開關(guān)閉合）l 撞擊：100G/歷時11毫秒沖擊時間；無錯閉合20毫秒（開關(guān)開啟）；無錯開啟20毫秒（開關(guān)閉合）為了使輸入信號更穩(wěn)定，干擾更小，信噪比更高，應(yīng)采用光電耦合電路對信號進行處理，原理如下：當探測器有信號輸出時，使光電耦合電路中的發(fā)光二極管通電發(fā)光，進而導通相鄰的光敏電阻，使其有電流通過，此電流經(jīng)由RC濾波成為輸入信號進入單片機輸入端口，為單片機提供警情信號。門磁控制開關(guān)接口電路如圖27。原理是利用干簧管開關(guān)裝置，根據(jù)在門窗的開閉狀態(tài)時簧片的位置不同而分別將電路接通或阻斷，從而在警情出現(xiàn)時能夠及時自動的報警。、玻璃破碎探測器的選擇及接口電路設(shè)計 玻璃破碎探測器的設(shè)計思路同樣窗戶的防盜也尤為重要。音頻式玻璃破碎探測器具有作用范圍大、可靠、靈敏，易于使用等特點。 玻璃破碎探測器的選擇本設(shè)計主要選擇較有代表性的美國Camp。主要特點：l 內(nèi)置美國進口的處理芯片，防誤報設(shè)計；l LED指示燈；l 外形小巧，嵌入式安裝或吸頂式安裝；l 警戒距離能達到3米，抗輻射干擾；l 適合在廊道、窗戶等室內(nèi)場所使用；l 外形小巧，接線便捷；l 密閉的PCB板；l 人工/遙控兩種工作模式l 測試模式可自動轉(zhuǎn)換為報警模式；l 探測距離3米；主要指標：l 探測范圍：（最大）l 探測方向：前160度（最大）l 抗輻射干擾：10～1000MHz，30V/ml 抗靜電干擾：10kvl 報警繼電器：C型，125mA（最大），25VDC（最大）l 工作電壓：直流12Vl 工作電流：30mAl 工作溫度：0～49℃l 信號輸出：DC12V，500mA 玻璃破碎探測器的接口電路設(shè)計圖28 玻璃破碎探測器接口電路為了使輸入信號更穩(wěn)定，干擾更小，信噪比更高，應(yīng)采用光電耦合電路對信號進行處理，原理如下：當探測器有信號輸出時，使光電耦合電路中的發(fā)光二極管通電發(fā)光，進而導通相鄰的光敏電阻，使其有電流通過，此電流經(jīng)由RC濾波成為輸入信號進入單片機輸入端口，為單片機提供可燃氣體泄漏警情信號。 玻璃破碎探測器的工作原理本設(shè)計的探測器為音頻式玻璃破碎探測器，它通常安裝在墻上或者頂棚上，是利用玻璃破碎的超聲波來傳感的。由于比例破碎聲與室內(nèi)玻璃器皿、電話鈴、鬧鐘、熱水壺鳴、室外的敲門、汽笛、馬達等各種聲音難以辨別，因此需采用計算機特征聲音識別CAIR技術(shù)、軟件控制的DSP等技術(shù)，以區(qū)分報警的真?zhèn)巍?手動報警按鈕的選擇和接口電路設(shè)計圖29 PB68手動報警按鈕圖當只有孩子、老人以及身體虛弱的病人獨自在家時，便攜式緊急按鈕可以為他們提供額外的安全保障。有線緊急按鈕報警器廣泛應(yīng)用于城市安防、銀行、電信、電力、司法、小區(qū)、工廠、公司、學校、醫(yī)院、家庭、別墅、倉庫等眾多領(lǐng)域用于緊急報警。手動報警按鈕電路圖如圖210。當有緊急警情出現(xiàn)時，通過人工按下按鈕來接通電路，進行報警。 窗磁防盜報警器及接口電路設(shè)計為了使家庭防盜系統(tǒng)更安全嚴密，本設(shè)計在用戶的每個窗戶都安裝了窗磁傳感器，以便在玻璃沒有破碎時仍能夠?qū)Υ皯暨M行保護、防范和報警。窗磁報警電路設(shè)計如圖211。 另一方面，當系統(tǒng)自檢不正常時，也應(yīng)由報警揚聲器來提示，以便能夠及時得到修復。額定電壓：12VDC額定電流：300mA工作電壓：12VDC聲壓：108177。圖212 警情報警揚聲器電路設(shè)計CAN總線電路設(shè)計 CAN總線的設(shè)計思路和特點 　　CAN總線與其它通信網(wǎng)的不同之處有二：一是報文傳送中不包含目標地址，它是以全網(wǎng)廣播為基礎(chǔ)，各接收站根據(jù)報文中反映數(shù)據(jù)性質(zhì)的標識符過濾報文，該收的收下，不該收的棄而不用。 CAN節(jié)點核心器件及其選擇 目前廣泛流行的 CAN總線器件有兩大類：一類是獨立的CAN控制器，如82C200、SJA1000及Intel82526/82527等，另一類是帶有在片CAN的微控制器，如P8XC582及16位微控制器87C196CA/CB等。而82C250可以支持110個CAN節(jié)點，并且國內(nèi)市場上PHILIPS的產(chǎn)品型號比較多，購買比較方便。微處理器89C51負責SJA1000的初始化，通過SJA1000實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送任務(wù)。該電路的主要功能是通過CAN總線接收來自上位機的數(shù)據(jù)進行分析組態(tài)然后下傳給下位機的控制電路實現(xiàn)控制功能，當CAN總線接口接收到下位機的上傳數(shù)據(jù)，SJA1000就產(chǎn)生一個中斷，引發(fā)微處理器產(chǎn)生中斷，通過中斷處理程序接收每一幀信息并通過CAN總線上傳給上位機進行分析。CPU篇外存儲器地址可選中SJA1000，CPU通過這些地址可對SJA1000執(zhí)行相應(yīng)的讀/寫操作。SJA1000接口電路如圖213。不過，應(yīng)該特別說明的一點是，光耦部分所采用的兩個電源VCC和VDD必須完全隔離，否則采用光耦隔離也就失去了作用和意義。這些部分雖然增加了接口電路的復雜性，但卻提高了節(jié)點的穩(wěn)定性和安全性。圖214 CAN光電耦合電路設(shè)計82C250與CAN總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施。CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個30pF的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。瞬變干擾（Transient Interference）是電磁兼容領(lǐng)域中主要的一種抗干擾方式，特別是雷擊浪涌波，由于持續(xù)時間短，脈沖幅值高，能量大，給電子電器設(shè)備的正常運行帶來了極大的威脅?？偩€收發(fā)器接口電路如圖215。采用雙絞線，通信速率最高可達到1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達10km/。因而傳輸時間短，受干擾的概率低。 （3）CAN支持多主工作方式，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點均可在任何時候主動向其它節(jié)點發(fā)送信息，支持點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發(fā)送數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級低的節(jié)點則主動停止發(fā)送，從而避免了總線沖突。 （2）PCA82C250為CAN控制器和物理總線之間的接口，它可以提供向總線的差動發(fā)送能力和CAN控制器的差動接收能力，TXD和RXD引腳分別發(fā)送經(jīng)過驅(qū)動后的發(fā)送和接收信號。（3）SJA1000的TX1腳懸空， CC 上，否則，將不能形成CAN協(xié)議要求的電平邏輯。系統(tǒng)電源設(shè)計 系統(tǒng)電源的設(shè)計思路本設(shè)計需要提供各種探測器的+5V,+ 12V電壓，同時還需提供單片機和其它芯片的工作的+5V電壓，所以電源的穩(wěn)定與否關(guān)系到了整個系統(tǒng)的是否穩(wěn)定。 電源模塊元件的選擇電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78 ** 系列。它的樣子像是普通的三極管，TO 220 的標準封裝，也有9013樣子的TO92封裝。這種封裝的圖形以及引腳序號、引腳功能如又圖216所示。如對于78**正壓系列，①腳高電位，②腳接地，對于79**負壓系列，①腳接地，②腳接負電壓，輸出都是③腳。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的78數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7809表示輸出電壓為正9V。 電源模塊的電路原理設(shè)計如圖217。IC采用集成穩(wěn)壓器7812和7805，C1C1C1C1C1C18分別為輸入端和輸出端濾波電容，當220V的交流電經(jīng)變壓器變壓為12V的交流電，在經(jīng)橋式整流電路整流，整流后，由濾波電容濾波，再由穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，輸出得到所需要的直流電壓。當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。這樣在78**系列中，散熱片和②腳連接。第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計監(jiān)控軟件由匯編語言完成，任務(wù)是完成對硬件系統(tǒng)的初始化，巡回檢測和處理的判別及給出報警指示等。以框圖的形式寫出。為了使程序編程簡單，讀改容易，先寫成了多個子程序，屬于基本模塊。為了說明方便，以框圖的形式寫出。系統(tǒng)首先完成AT89C51初始化、SJA1000初始化，然后進入自檢。主程序的匯編程序見附錄一。主要工作過程是在警情信號輸入下，首先通過發(fā)送子程序來向小區(qū)物業(yè)中心發(fā)送警情信號，同時開啟警號，從而進行報警。警情處理子程序的匯編程序見附錄一。圖32 警情處理子程序流程圖開始向小區(qū)管理中心發(fā)送警情信號打開警號報警接收撤防信號是否撤防？返回NYCAN接口通信子程序分為3部分：CAN初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收。需要初始化的CAN控制寄存器有：模式寄存器、時分寄存器、接收代碼寄存器、屏蔽寄存器、總線定時寄存器、輸出控制寄存器等。發(fā)送數(shù)據(jù)程序把數(shù)據(jù)存儲區(qū)中待發(fā)送的數(shù)據(jù)取出，組成信息幀，并將主機的ID地址，填入幀頭，然后將信息幀發(fā)送到CAN控制器的發(fā)送緩沖區(qū)。信息從CAN控制器發(fā)送到總線是由CAN控制器自動完成的。接收程序只需從接收緩沖區(qū)讀取信息，并將其存儲在數(shù)據(jù)存儲區(qū)。在完成SJA1000的初始化設(shè)置以后，SJA1000就可以回到工作狀態(tài)，進行正常的通信任務(wù)。CAN的初始化程序見附錄一，程序中的寄存器符號表示的是SJA1000相應(yīng)寄存器占用的片外存儲器地址，這些符號可在程序的頭部用偽指令EQU進行定義。 警情發(fā)送子程序發(fā)送子程序負責警情信號的發(fā)送。當然，在SJA1000發(fā)送緩存區(qū)報文之前，必須先做出一些判斷，如下面程序所示。發(fā)送過程匯編程序見附錄一。 撤防信號接收子程序 接收子程序負責節(jié)點報文的接收以及其他情況處理。SJA1000報文的接收主要由兩種方式：中斷接收方式和查詢接收方式。兩種接收方式的編程思路基本相同。 系統(tǒng)自檢子程序為保證本終端的正常運行，在每次開機之后，系統(tǒng)首先進行自檢，以保證各元件及接口部分正常工作。當發(fā)現(xiàn)有異常狀態(tài)的元件或接口時，自檢程序會發(fā)出警報，等待維修。自檢子程序流程圖如圖36。記得在剛接到這個課題時，由于對安防及CAN總線以及相關(guān)知識不是很了解，我都有些茫然不知所措。在對課題基本了解之后，我便開始了從構(gòu)思，方案論證到具體設(shè)計，每一步對我來說無疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，也成就了我在大學期間獨立完成的最大的項目。愛因斯坦曾經(jīng)說過，“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決問題也許僅是一個數(shù)學上或?qū)嶒炆系募寄芏选！倍谖业脑O(shè)計或城中，我真正的體會到了這句名言中的哲理，只有對基礎(chǔ)知識的熟練掌握，才能在研究中熟而生巧，作出創(chuàng)造性的設(shè)計。每當遇到問題，我便從基礎(chǔ)開始，重新梳理理論知識，找出問題所在，以便能靠自己解決問題。在這個循環(huán)往復的過程中，我這篇稚嫩的設(shè)計日臻完善。雖然我的設(shè)計作品不是很成熟，即使借鑒前人的很多資料仍然還有很多不足之處，但我仍然心里有一種莫大的幸福感，因為我實實在在地走過了一個完整的設(shè)計所應(yīng)該走的每一個過程，并且享受了每一個過程，更重要的是這個設(shè)計中我加入了自己鮮活的思想。” 作為一名建筑電氣與智能化專業(yè)的本科生，我們在大學四年的學習生活中，系統(tǒng)地學習了電氣及其相關(guān)專業(yè)的多門課程?？傊疄榱烁钊氲睦斫獠⒄莆沾髮W所學內(nèi)容，我的畢業(yè)設(shè)計課題選擇了由張一哲老師指導的家庭安防智能控制終端設(shè)計。 在家庭安防技術(shù)方面，國內(nèi)外針對此課題的研究成果層出不窮，可謂碩果累累。另外，通過這次畢業(yè)設(shè)計還使我掌握了做科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，現(xiàn)將感受總結(jié)如下： 首先，我學會了對相關(guān)科技文獻的檢索，一切科學研究都是建立在前人研究的基礎(chǔ)之上的。在現(xiàn)代社會中，隨著計算機的普及以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對于文獻的檢索已經(jīng)從圖書館的紙質(zhì)資料轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)平臺下的電子文檔。 其次，對于外文資料的翻譯與理解。這就要求我們在科研工作中必須能夠快速準確的閱讀理解并翻譯英文文獻資料。 第三，科學研究中的創(chuàng)新是建立在對基本概念與基本理論的熟練掌握的基礎(chǔ)之上的。通過這次畢業(yè)設(shè)計強化了我對大學期間所學的基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的認識和理解，鞏固了我的知識體系結(jié)構(gòu)，為今后的工作打下了理論基礎(chǔ)。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我主要使用的是PROTEL SE99這一EDA工具軟件，該軟件是應(yīng)用于WindowsXP/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計軟件，采用設(shè)計庫管理模式，可以進行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設(shè)計軟件，可以完成電氣原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計和可編程邏輯器件設(shè)計等工作，可以設(shè)計32個信號層，16個電源地層和16個機加工層。 最后，通過這次畢業(yè)設(shè)計還使我了解了科技論文的寫作規(guī)范，熟悉了offic系列軟件在文字處理與排版等方面的使用。 其次，我要感謝我的班主任楊老師以及其他各位專業(yè)課老師，感謝他們在設(shè)計之中所給予我的細心指導和幫助。再次感謝！另外，我還應(yīng)感謝我的室友們，四年前，我們從遙遠的家來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。在這里，祝找到工作的兄弟工作順利，步步高升，考上研究生的家伙們學業(yè)有成，更上一層樓。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，