【正文】 ............................... 38 聯(lián)機(jī)調(diào)試 ............................................................. 38 7 系統(tǒng)使用說明 ............................................. 40 裝 訂 線 8 結(jié)論 ..................................................... 41 謝 詞 ...................................................... 42 參考文獻(xiàn) .................................................... 43 附 錄 ...................................................... 44 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁 共 51 頁 引言 中國安居工程需要大力發(fā)展安全文明小區(qū)建設(shè)，嚴(yán)峻的社會治安形勢，需要建立并完善安全文明小區(qū)防盜報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系。如何解決在當(dāng)前每個家庭經(jīng)濟(jì)承受能力有限的情況下，建設(shè)滿足防范功能及可靠性需求的安全文明小區(qū)防范防盜報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是當(dāng)前急需解決的課題。 小區(qū)安全防范報(bào)警系統(tǒng)是智能小區(qū)實(shí)現(xiàn)安全管理的重要系統(tǒng) ,主要包括防盜報(bào)警、煤氣泄漏報(bào)警、消防報(bào)警等。因此 ,小區(qū)安全防范 及報(bào)警系統(tǒng)是具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)和設(shè)備 ,并為小區(qū)住戶的安全提供保障的必要系統(tǒng)。在小區(qū)內(nèi)的每個住戶單元安裝一臺報(bào)警主機(jī)，住戶可選擇安裝在住戶門口、窗戶處安裝聲檢、緊急求助、煙霧 /煤氣探頭、瓦斯探頭等報(bào)警感知設(shè)備，報(bào)警主機(jī)通過總線與管理中心的電腦連接，進(jìn)行安防信息管理。總之，無論白天黑夜，你離家在外還是在家休息，電子保安時時刻刻保護(hù)家庭安全，這正是能為家人、家庭、財(cái)產(chǎn)所做的最有效的安全防盜保護(hù)措施。當(dāng)上班家中無人，或者僅有老人孩子在家，或晚上在家熟睡 ，都必須確保家庭成員和財(cái)產(chǎn)的絕對安全。如何解決在當(dāng)前每個家庭經(jīng)濟(jì)承受能力有限的情況下，建設(shè)滿足防范功能及可靠性需求的安全文明小區(qū)防范防盜報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是當(dāng)前急需解決的課題。在 當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展，人民的生活日益改善，人們對家庭生命財(cái)產(chǎn)安全越來越重視，采取了許多措施來保護(hù)家庭的安全。現(xiàn)在，全國各地都在如火如荼地開展建設(shè)安全文明小區(qū)的活動，而且很多地方都提出取消防盜網(wǎng)的口號，家庭電子防盜報(bào)警系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。而且因?yàn)閲鴥?nèi)住宅區(qū)大多數(shù)是密集型分布，一個住宅區(qū)往往有幾百上千戶，并且都有自身的保安隊(duì)伍，因此當(dāng)用 戶防盜報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警時，除了在現(xiàn)場報(bào)警外，還需要向當(dāng)?shù)嘏沙鏊蚬卜志诌M(jìn)行報(bào)警聯(lián)網(wǎng)外，也需要向住宅小區(qū)的保安中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)報(bào)警，以便警情得到迅速處理。根據(jù)以上分析，住宅小區(qū)對防盜報(bào)警系統(tǒng)的要求如下： —— 即要求小區(qū)內(nèi)每個家庭都能得到保護(hù)。 —— 即要 求每個家庭的防范系統(tǒng)在案情發(fā)生時，除能自身報(bào)警外，必須及時傳到保衛(wèi)部門，并同時上報(bào)當(dāng)?shù)毓矆?bào)警中心。 即要求系統(tǒng)投資或造價能控制在小區(qū)家庭能承受的范圍之內(nèi)。如果發(fā)生盜賊闖入、搶 劫、煙霧、燃汽泄露等緊急事故，傳感器就會立即獲知并由報(bào)警系統(tǒng)即刻觸發(fā)光警報(bào)以有效恫嚇企圖行竊的盜賊；系統(tǒng)還會迅速向報(bào)警中心傳送報(bào)警信息；報(bào)警中心接到警情后立即自動進(jìn)行分辨處理，迅速識別判定警報(bào)類型、地點(diǎn)、用戶，中心據(jù)此派出機(jī)動力量采取相應(yīng)解救措施；系統(tǒng)具備 24 小時防破壞等并自我監(jiān)視，一旦有任何被破壞的跡象也會即刻報(bào)警。 系統(tǒng)功能 設(shè)計(jì)具有防盜并且兼有防火，防煤氣等功能 的小區(qū)防盜報(bào)警系統(tǒng)，無疑可以使家庭保安自動化。 系統(tǒng)利用 CAN 總線傳輸信息。 該系統(tǒng)運(yùn)用了 AT89C51單片機(jī)和 CAN 總線的主要特性 和功能 ，將主從式微機(jī)通信運(yùn)用于今天的生活，體現(xiàn)了自動化的發(fā)展前景一片光明。當(dāng)竊賊試圖破門而入或從陽臺闖入， 熱電釋 紅外 傳感器 器探測到動作，警號發(fā)聲，并且保安中心立刻接收到警情，接著在數(shù)秒后公安局報(bào)警中心也會收到報(bào)警信號。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 圖 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法 (1) 利用各種傳感器接收需要防備外界的異常信號。 (3) 利用 CAN 總線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與主控計(jì)算機(jī)的通訊。 裝 訂 線 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 5 頁 共 51 頁 2 系統(tǒng)可行性分析 硬件模塊 報(bào)警器硬件由溫度煙霧信號采集模塊、 煤氣信號采集模塊、防盜報(bào)警模塊、 光報(bào)警模塊 ，鍵盤顯示模塊 以及單片機(jī)與 CAN 總線 模塊組成 。 AT89C51單片機(jī)是由 ATMEL公司生產(chǎn)的 51單片機(jī)。 AT89C51 是一個低功耗高性能單片機(jī)， 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 2 個 16 位可編程定時計(jì)數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， AT89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 AT89C51 具有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 GND：接地。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時， P0 輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這 是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是 ：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器 。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電裝 訂 線 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 7 頁 共 51 頁 源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 溫度煙霧信號采集模塊 要準(zhǔn)確的進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警，選擇合適的溫度傳感器和煙霧傳感器是準(zhǔn)確報(bào)警的前提。 煤氣信號采集模塊 煤氣泄露報(bào)警 :當(dāng)室內(nèi)煤氣超過正常標(biāo)準(zhǔn)時 ,它將通過傳感器向家庭控制器發(fā)出報(bào)警信號。對于密度小于空氣的氣體，感應(yīng)器放在氣體源的上方 ， 當(dāng) 煤氣泄露報(bào)警啟動 ,就 通知管理中心 。 防盜報(bào)警模塊 防盜報(bào)警 :在小區(qū)每一住戶內(nèi)安裝防盜報(bào)警裝置。綜合考慮各種因素，選用熱電釋紅外傳感器 RE200B來進(jìn)行防盜報(bào)警。 P1． 4～P1． 7控制的燈依次為 溫度 信號燈 、煙霧 信號燈 、煤氣 信號燈和 防盜 信號燈。 圖 光報(bào)警電路圖 數(shù)據(jù)采集模塊 A/D 轉(zhuǎn)換是本系統(tǒng)比較關(guān)鍵的一步，通過 A/D 轉(zhuǎn)換，成功的把所要測量和控制的數(shù)據(jù)采集過來，是保證系統(tǒng)功能可以實(shí)現(xiàn)的第一步。 A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的 8位 8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換專用芯片 ADC0809， ADC0809由 8路模擬信號輸入端、地址鎖存與譯碼器、 8位 A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成。 ② 最大不可調(diào)誤差： 0809為 ? 1LSB。 ④ 具有鎖存控制的 8路模擬選通開關(guān)。 ⑥ 轉(zhuǎn)換速度取決于芯片的時鐘頻率。 (2)ADC0809引腳功能 圖 ADC0809引腳圖 ,說明如下； 圖 ADC0809芯片引腳 ①IN 0— IN7—— 8路模擬信號輸入端。 8路模擬信號轉(zhuǎn)換選擇由 A、 B、 C決定。與低 8位地址中 A0— A2連接。其中模擬開關(guān)與輸入通道的關(guān)系見表 。時鐘頻率高， A／ D轉(zhuǎn)換速度快。當(dāng) MCS－ 51型單片機(jī)無讀寫外 RAM操作時， ALE信號固定為 CPU時鐘頻率的 1／ 6。 表 通入通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 A 0 1 0 1 0 1 0 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 裝 訂 線 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁 共 51 頁 ④D 0— D7—— 數(shù)字量輸出端。當(dāng) OE 端為高電平時，允許將 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)果從 Do— D7端輸出。當(dāng) DPTR為 FEFFH，且執(zhí)行 MOVX A，＠ DPTR指令后， RD和，或非后產(chǎn)生高電平，使 0809OE 端有效， 0809將 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入數(shù)據(jù)總線 P0口， CPU再讀入 A中。 8路模擬通道地址由 A、 B、 C輸入，在 0809的 ALE信號有效時將該 8路地址鎖存 (注意 0809ALE與 803lALE的區(qū)別 )。當(dāng) START端輸入一個正脈沖時，立即啟動 0809進(jìn)行A／ D轉(zhuǎn)換。 FEF8H— FEFFH分別為 8路模擬輸入通道的地址。事實(shí)上也無法將 A內(nèi)容寫進(jìn) 0809， 0809中沒有一個寄存器能容納 A中內(nèi)容， 0809的輸入通道是 IN0— IN7，輸出通道是 D0— D7，因此，執(zhí)行 “ MOVX＠DPTR， A” 指令與 A中內(nèi)容無關(guān)，但 DPTR地址應(yīng)指向當(dāng)前 A／ D的通道地址。當(dāng)啟動 0809A／ D轉(zhuǎn)換后， EOC輸出低電平；轉(zhuǎn)換結(jié)束后， EOC輸出高電平，表示可以讀取 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)果。若MC5— 51型單片機(jī)兩個中斷源已用完，則 EOC也可與 P1口或四口的一條端線相連，不采用中斷方式，采用查 詢方式，查得 EOC為高電平后，再讀 A／ D轉(zhuǎn)換值?；鶞?zhǔn)電壓的典型值為 +5v，可與電源電壓 (+5v)相連，但電源電壓往往有一定波動，將影響 A／ D精度。當(dāng)模擬信號電壓較低時，基準(zhǔn)電壓也可取低于 5v的數(shù)值。 GND—— 接地端。 ADC0809的時鐘信號由 CLOCK端送入 ,其最高頻率為 640MHz,在這個最高頻率下 ADC0809的 A/D轉(zhuǎn)換時間為 100uS左右。單片機(jī)要想讀到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 ,必須使 ADC0809的允許輸出控制端 OE為高電平 ,打開三態(tài)輸出鎖存器 ,A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果出現(xiàn)在 DB0— DB7上。在 A/D轉(zhuǎn)換期間 ,EOC維持低電平 ,當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時 ,EOC變成高電平。單片機(jī)讀取 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的方法有三種(1)延遲法 :單片機(jī)啟動 ADC0809后 ,延時 130uS以上 ,可以讀到正確的 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。單片機(jī)啟動 ADC0809后 ,延遲 10uS,檢測 EOC,若 EOC=0則 A/D轉(zhuǎn)換沒有結(jié)束 ,繼續(xù)檢測 EOC直到 EOC=1。 (3)中斷法 :EOC必須經(jīng)過非門接到 AT89C51的中斷請求輸入線INT0或 INT1上 ,AT89C51的中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。 數(shù)據(jù)采集的 電路如圖 所示。 ADC0809 的通道選擇地址 A， B， C 分別由 AT89C51 的 P0． 0～ P0． 2經(jīng)地址鎖存器 74LS373 輸出提供。圖中ALE 信號與 ST 信號連在一起，在 WR 信號的前沿