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基于GSM的远程家庭监控及报警系统的设计

基于GSM的远程家庭监控及报警系统的设计
基于GSM的远程家庭监控及报警系统的设计

[收稿日期]2008-04-06

[作者简介]刘昌珍(1957-),女,江苏无锡人,无锡商业职业技术学院电子工程系副教授,高级工程师。

基于GSM的远程家庭监控及报警系统的设计

刘昌珍

(无锡商业职业技术学院电子工程系,江苏无锡214153)

[摘要]该防盗报警器由热释电红外探头、GSM模块和单片机最小系统组成。

热释电红外探头采集到防盗信息,经单片机发给GSM模块,再由GSM模块发送给指定手机用户,显示远程的报警情况。

[关键词]GSM;单片机;热释电红外防盗

[中图分类号]TP368.1

[文献标识码]A

[文章编号]1671-4806(2008)03-0035-04

一、引言

目前,家庭安全监控大多数是通过与保安室或派出所联网来实现的,这种方法适用于人员频繁外出且经济上有一定承受能力的家庭。本文设计了一种适合没有与保安室或派出所联网家庭的安全监控系统,一旦有入侵者,能将信息自动发送至家庭用户手机,以便及时采取措施,减少损失。系统利用现有的GSM网络,无需另外组网,即能实现以无线通信的方式进行远程终端监控和报警的功能。

二、系统设计原理

远程家庭监控及报警系统其设计原理框图如图1所示,多个红外探头与单片机相连,单片机检测到红外探头发出的信号,通过GSM模块发出报警短信或报警电话到设定的用户手机,用户即能确认监控场是否发生了异常情况。由于放了多探头,每一个探头皆有相应编号,短信中可加入探头的编号,手机携带用户可根据收到短信的内容判别是否确有报警情况,防止误报警。

图1GSM的远程家庭监控及报警系统原理图

三、GSM模块原理

系统中GSM模块,采用的是西门子公司的

TC35i(如图2所示)。

TC35i模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线

接口六部分组成。作为

TC35i的核心,基带处理器主要处理GSM终端内

的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功

能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR、HR和EFR语音信道编码。能快速安全可靠地实现数据、语音传输,短消息(ShortMessageService)和传真服务。此外,该模块还具有电话簿功能、多方通话,漫游检测功能,常用工作模式有省电模式、IDLE、

TALK等模式。

TC35i模块有40个引脚,通过ZIF(ZeroInsertionForce,零阻力插座)连接器引出(如图3所示)。这40个引脚可以划分为5类,即电源、数据输入/输出、

SIM卡、

音频接口和控制[1]。1.电源类引脚。TC35i的第1~5引脚是正电源输入脚,推荐值4.2V;第6~10引脚是电源地;11、12为充电引脚,可以外接锂电池;13为对外输出电压(共

图2TC35i模块

无锡商业职业技术学院学报

JournalofWuxiInstituteofCommerce

2008年6月第8卷第3期

Jun.,2008Vol.8No.3

外电路使用);14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻,用于锂电池充电保护控制;15脚是启动脚

IGT,系统加电后为使TC35i进入工作状态,必须给

IGT加一个大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1ms。

2.数据输入/输出引脚。16~23为数据输入/输出,分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。tc35i模块的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器,符合ITU-TRS232接口标准。它有固定的参数:8位数据位和1位停止位,无校验位,波特率在300bps ̄115kbps之间可选,默认9600。硬件握手信号用RTS0/CTS0,软件流量控制用XON/

XOFF,CMOS电平,支持标准的AT命令集。

其中18脚RxD0、19脚TxD0为TTL的串口通讯脚,直接与单片

机通讯。

3.SIM卡连接引脚。TC35i使用外接式SIM卡,24~29为SIM卡引脚,SIM卡同TC35i是这样连接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连,ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好,如果连接正确,则CCIN引脚输出高电平,否则为低电平。

4.控制类引脚。30、31、32脚为控制脚,其中30为RTCbackup,31为Powerdown,32为SYNC。

5.音频接口。35~38为语音接口,35、36接扬声器放音。37、38可以直接接驻极体话筒来采集声音(37是话筒正端,39是话筒负端)

6.其他引脚。32脚为SYNC引脚,有两种工作模

式:一种是指示发射状态时的功率增长情况;另一

种是指示TC35i的工作状态,可用AT命令AT+SYNC进行切换。本模块使用的是后一种。当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态;当LED为600ms亮/

600ms熄时,表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录;当LED为75ms亮/3s熄时,表明TC35i已

登录进网络,处于待机状态。

四、TC35i外围电路及与单片机的通信接口单片机通过两根I/O口控制TC35i的开关机、复位等,通过串口与TC35i进行数据通信,通信速率为

9600Kbps,采用8位异步通讯方式,1位起始位,8位数据位,1位停止位。单片机与TC35i连接电路有以

下几个方面:

1.电源及启动电路

TC35i模块输入输出的TTL正电平逻辑不是+5V,而是+2.9V,最高不能大于3V,因此必要时加端

口保护。电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分:充电电池主要为整个系统提供3.6V工作电电压,同时产生MAX3238所需要的高电平;TI公司的

图3TC35i的外围电路连接

图4电路及起动电源

图5数据通讯电路

三端电源模块UA7806将外部+12V直流电源转换为+6V,连到ZIF连接器的11、12引脚,在充电模式下,为TC35i提供+6V、500mA的充电电压(如图4所示)。启动电路由漏极开路三极管和上电复位电路组成。模块上电10ms后(电池电压须大于3V),为使之正常工作,必须在15脚(/IGT)加时长至少为100ms的低电平信号,且该信号下降沿时间小于1ms。启动后,15脚的信号应保持高电平。

2.数据通信电路MAX3238

数据通信电路主要完成短消息收发、与单片机通信、软件流控制等功能。TC35i的数据接口采用串行异步收发,符合ITU-TRS-232接口电路标准,工作在CMOS电平(2.65V)。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位,可以在300bps~115kbps的波特率下运行,支持的自动波特率为4.8kbps~115kbps(14.4kbps和28.8kbps除外)。TC35i模块还支持RTS0/CTS0的硬件握手和XON/XOFF的软件流控制。如图5所示。

数据通信电路以TI公司的MAX3238芯片为核心,实现电平转换及串口通信功能。TI公司的MAX3238芯片供电电压为3~5.5V,符合TIA/EIA-232-F和ITUv.28标准。具有独特的±15KV人体静电保护措施,兼容5V逻辑输入,内含3路接收、5路发送串行通信接口,最大数据传输速率可达250kbps。该芯片的最大特点是,在串行口无数据输入的情况下,可以灵活的进行电源管理,即当FORCEON(13脚)为低电平、/FORCEOFF(14脚)为高电平时,Auto-PowerdownPlus功能有效。在正常运行模式下,约30秒事件内若芯片在接收和发送引脚没有检测到有效信号,将自动进入Powerdown模式,此时耗电1uA。如果FORCEON和/FORCEOFF引脚均为高电平,那么Auto-PowerdownPlus功能失效。在Auto-Power-downPlus功能有效的时,如果检测到接收或发送引脚有信号输入,该芯片自动被激活,转入正常工作状态。如果任一接收通道的输入电压高于2.7V或小于-2.7V,或者位于-0.3V~0.3V的时间小于30uS,则/INVALID(15脚)引脚为高电平(数据有效)。如果所有接收通道的输入电压位于-0.3V~0.3V的时间大于30uS,则/INVALID(15脚)引脚为低电平(数据无效)。

该芯片的以上特性,满足了TC35i作为移动终端的3路接收、5路发送电路连接要求。在MAX3238与ZIF连接器相应引脚连接时,要注意发送、接收引脚连接正确。MAX3238还需要连接4个0.1uF的电容配合,才能完成电平转换功能。TC35i模块通过RS-232接口各引脚输出的信号有RxD0、CTS0、DSR0、DCD0、RING0,输入的信号为TxD0、RTS0、DTR0。

由于TC35i的接口电路使用了9针串口的全部引脚,使TC35i可以获得DTR0、DSR0、DCD0和RING0控制信号。信号RING0用来向蜂窝设备指示接收到UnsolicitedResultCode(URC),通过AT指令,可以设置TC35i的不同运行模式。

3.SIM卡电路

基带处理器集成了一个与ISO7816-3ICCard标准兼容的SIM接口。为了适合外部的SIM接口,该接口连接到主接口(ZIF连接器)。在GSM11.11为SIM卡预留5个引脚的基础上,TC35i在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚,所添加的CCIN引脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。当插入SIM卡,该引脚置为高电平,系统方可进入正常工作状态。但是目前移动运营商所提供的SIM卡均无CCIN引脚,所以在设计电路时将引脚CCIN与CCVCC相连。

五、热红外线探头电路及原理[2]

当人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时,电路中传感受器将输出电压信号,然后使该信号先通过一个由C1、C2、R1、R2、组成的带通滤波器,该滤波器的上限截止频率为16Hz,下限截止频率为0.6Hz。由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱(通常仅有1mV左右),而且是一个变化的信号,同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式(脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定,通常主0.1 ̄10Hz左右),所以应对热释红外传感器输出的电压信号进行放大。本设计运用集成运算放大器LM324来进行两级放大,以使其获得足够的增益。

当传感器探测到人体辐射的红外线信号并经放大后送给窗口比较器时,若信号幅度超过窗口比较器的上下限,系统将输出高电平信号;无异常情况时则输出低电平信号。在该比较器中,R9、R10、R11用做参考电压,两个运算入放大器用做比较,两个二极管的主要作用是使输出稳定。窗口比较器的

图6热红外探头原理图

上下限电压,即参考电压分别为3.8V和1.2V。将这个高低电平变化的信号上升沿信号作为单稳电路

CD4538的触发信号,并让其输出一个脉宽大约为

10S的高电平信号送给单片机如图6。

从图6上可以看到热红外探头给单片机系统有四个端子,电源(+5V,GND)、CD4583输出10S的高电平信号(OUT),和CD4583的清除信号(CLR)。

单片机可以检测OUT端的信号判断警情,单片

机按每个探头的输入引脚号的顺序检测,经过运算确定警情实际位置。

六、单片机软件设计

单片机与GSM模块的通信程序按欧洲GSM的

AT命令协议要求编写程序,AT指令使用方法参见文献[3],其程序流程如图7。

开机后对GSM模块进行初始化设置,然后红外

报警信号的检测,当检测到报警信号后,对报警信号进行分析,在确定上有报警情况后,发送报警短信,开始扫描串行口,根据记录的手机号码,发出报警短信内容信息,判断是否发送完成如没完成继续扫描串口发送信息,如果短信发送完成就转报警检测[4]。

要说明的是因全部程序较长,占篇幅较多,因此仅画出该程序流程图,本设计中最多可对16个红

外探头进行实时警情测量。并满足任何地点、任何时间、任何对象的监测需要的功能,以及无线、移动、实时的需要,高度可靠、全国覆盖的GSM网络。

图7单片机软件程序框图

七、结语

本设计充分利用发利用现有的GSM模块技术及热红外接收技术,再加上单片机技术使产品具有了高技术性和高先进性,并减少了设计难度,增加了可设计性。本产品的应用能使我国家庭防盗监控及报警方面有一新的突破。

[参考文献]

[1]HardwareInterfaceDescription[EB/OL].http://www.wlt.net.cn/index0/tc35i/tc35i.htm,2008-3-15.

[2]刘舒祺.基于热释电红外传感器的报警系统[EB/OL].www.symcukf.com.

[3]TC35iATCommandSetSiemensCellularEngines[EB/OL].http://www.wlt.net.cn/index0/tc35i/tc35i.htm,2008-3-15.

[4]马忠梅,籍顺心.单片机的C语言应用程序设计[M].北京航空航天大学出版社,2007.

OntheDesignofFamilyRemoteMonitorandAlarmSystemBasedonGSM

LIUChang-zhen

(TheDepartmentofElectronicsEngineering,WuxiInstituteofCommerce,Wuxi,China214153)

Abstract:Thiskindoftheftproofsystemismadeupofapyroelectricinfraredprobe,GSMmodules,andsinglechipcomputerminimumsystem.Theprobecollectstheftproofinformation,firsttransmitsittoGSMmodulesbysinglechipcomputer,andthentransmitsittomobilesubscribersthroughGSMmodules.Themobilescreenshowsthetheftproofin-formationfinally.

KeyWords:GSM;singlechipcomputer;pyroelectricinfraredtheftproofsystem

[编辑:丁邦俊]

判断发送完成

GSM初始化

报警检测报警信号分析

发送报警短信

扫描串口

记录号码

发送短信内容

FO

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一.概述: 随着经济的快速发展,人们生活节奏的提高,照顾家庭的时间将越来越少。但现代科技的高速发展可以让远程照顾小孩、家庭宠物等成为可能。人们在可以繁忙工作的同时,通过智能手机、电脑登陆中维云视通监控平台在远程就了解自己家庭概况,及时做出分析与判断。随着网络通讯技术及图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展,使得家庭能够采用最新的通讯和图像处理技术,通过网络传输数字图像,可为实现家庭监控系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。 二.用户需求: 用户需求:亲情关怀:了解家中父母的健康,免去您的挂念;关注家中宝贝亲情关怀的活动,免去您的思念;远在海外或他乡,增加父母和子女之间的亲情。 视频监控:视频监控:掌控家中的保姆对宝贝的看护情况;了解家中宠物的活动。 安防报警:移动视频侦测功能和安装红外、烟感、门禁的家庭视频监控系统,通过报警联动,使您第一时间了解家中发生的事件。

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家庭住户报警系统文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

第五章家庭住户报警系统 1.概述 家庭自动化系统是适应现代生活对家庭功能逐渐增长的需求发展起来的一个系统,该系统的内容、构成和配置因国度、家庭的经济实力、家庭的知识结构以及个人喜好的不同而不同。因此,家庭自动化系统的配置与住宅小区的定位(安置型、实用型、舒适型还是豪华型)以及住户的类型比例(经济实力、知识结构等)有着密切的关系。 一般地,从结构上来讲,家庭自动化系统由家庭控制器、家庭布线、传感器/执行器等构成;每一个家庭控制器作为智能小区网络中的一个智能节点,互联成网并上联至小区综合管理系统; 从信息组成上来讲,家庭自动化系统包括语音信息、数据信息、视频信息以及控制信息等;从功能上来讲,家庭自动化系统包括安防功能:可视对讲、防盗报警、火灾探测、煤气泄露报警、玻璃破碎探测、紧急呼叫按钮及漏水报警(这主要是针对北方的热水到户)。控制功能(灯光控制、空调控制、门锁控制以及其他家用电器的控制)。 家庭报警的防护区域分成两部分,即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关;住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装红外探测器。当家中有人时,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关)设防,住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器)撤防。当家人出门后,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关)和住宅区域防护的防盗报警设备(红外探测器)均设防。当有非法侵入时,家庭控制器发出声光报警信号,通知家人及小区物业管理部门。另外,通过程序可设定报警点的等级和报警器的灵敏度。 “安全防范”能作为一种商品象水、电、煤气一样提供给我们吗在当今高速发展的社会中,人们对自身所处的环境越来越关心,居家安全已成为当今小康之家优先考虑的问题。当您上班家中无人,或者仅有老人孩子在家,或者您晚上在家熟睡,您必须确保家庭成员和财产的绝对安全。

毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的家庭防盗报警系统设计

目录 1 绪论 (1) 1.1发展概况与设计背景 (1) 1.2本设计概述 (2) 2总体设计方案........................................................... . (3) 2.1方案选择论证....................................................... . (3) 2.2主控芯片单片机的选择....................................... . (3) 2.2.1 AT89C51的主要性能 (4) 2.2.2 AT89C51的引脚结构 (5) 2.3传感器的选择 (6) 2.3.1传感器的红外辐射与红外探测的原理结构 (7) 2.3.2红外测温原理 (7) 2.3.3热释红外传感器的结构 (8) 2.3.4 菲涅尔透镜 (10) 2.4热释电红外传感器控制电路芯片的选择 (11) 3 系统硬件设计 (13) 3.1低频带通放大电路 (13) 3.2电压比较整形电路 (14) 3.2.1双限电压比较器的工作原理 (14) 3.3报警电路 (15) 3.4灯光警示电路 (16) 3.5状态显示电路 (17) 3.6供电电源电路 (17) 3.7单片机最小系统 (18) 4 系统软件 (19) 4.1主程序流程图 (19) 4.2中断函数流程图 (20) 5结论 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) 附录一:系统电路图 (24) 附录二:系统程序 (25)

1 绪论 1.1发展概况与设计背景 随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展,人们生活水平得到很大的提高,人们私有财产也不断地增多,因而也对防盗措施提出了新的要求。 从现代人们住宅发展的趋势来看,现代人们住宅主要是向群体花园式住宅区发展,向高空中发展,一般都是一个住宅区有几栋至几十栋以上,但目前市面上所拥有的家庭电子防盗报警器,只能用于单一的住宅单元,不利于统一管理,而且也不能满足现代住宅区的发展要求,所以很有必要对家庭电子防盗报警器进一步完善和提高。 本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。它在以前的防盗器基础上进行了很大的改进,不但可以用于单一的住宅区,也可以规模用于比较大规模住宅区的防盗系统,它的工作性能好,不易出现不报和误报现象,安全可靠。不仅如此,它使用了单片机做信号处理器,这样有利于与计算机相连接,利用计算机统一管理,使整个小区的住户基本情况、资料等在计算机内存储起来,方便来访人的查询和保安人员的统一管理。 目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器,但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点:(一)压力触发式防盗报警器由于压力板式安装在垫子内,当主机停止工作,主人在家走动时,都很容易失报和误报,其可靠性低。(二)开关式电子防盗报警器一般只有一个定点,有效范围小,而且各种开关也易坏,失报和误报率就高,不可靠。(三)遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报,同时如果由于风吹窗帘的摆动等遮住了光也会引起误报,所以这种报警器的可靠性也不高。再者,就闭路监控电路防盗系统而言:它的安装线路复杂,而且技术要求比较高,价格也比较昂贵,不利于广泛利用。 1.2本设计概述 综合以上报警器的不足,本系统采用了热释电红外传感器,它的制作简单、成本低,安装比较方便,而且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现。同时它的信号经过单片机系统处理后利于跟PC机通信,便于多用户统一管理。

基于单片机的防盗报警系统设计开题报告

毕业设计开题报告 学生姓名:学号: 学院、系: 专业:通信工程 设计题目:基于单片机防盗报警系统的设计 指导教师: 2012 年3月9日

毕业设计开题报告 1.结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述: 一、本课题的研究背景及意义 单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域,可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关,也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。 红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分,他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光,因此用他做防盗报警监控器,具有良好的隐蔽性,白天黑夜均可使用,而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护。 通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号,并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时,锁相环输出低电平,报警处于监控状态;一旦有人闯入便遮挡了红外光,则锁相环失锁,输出高电平,驱动继电器接通无线发射电路,监控室便可接收到无线报警信号,并可区分报警地点。 二、本课题国内外研究现状 1.国内研究现状 国内的报警器基本都是以超声波、红外发射/接收以及微波等技术为基础。从单一封闭式、被动型安全防范模式向多元化、综合化、电控化以及红外报警处理方向发展。防盗报警产品的发展趋势,产品技术将在数字化、无线化、集成化核心前提下力求突破[2]。而在应用市场上,将朝更细化的方向前进,成长最快的住宅小区应用为例,有厂商表示,专为住宅小区设计的定向幕帘式和防宠物探测器,成本低、安装简单、适合家庭用的无线联网报警系统,以及小区智能化安防和报警集成系统产品都将是亮点。 2.国外研究现状 国外的红外报警器大多数都是采用先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器,红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器,高灵敏红外报警器,触摸式防盗报警器等等。目前国际上应用最多的是主动红外对射总

家庭防盗报警系统设计

毕业设计(论文)报告 题目名称:家庭防盗报警系统设计 学生姓名:学号: 二级学院(系)/专业:能源与电气工程学院/楼宇智能化 班级:楼宇1313 指导教师: 2016年 5 月 17 日

摘要 21世纪的今天,科技日新月异,互联网信息技术迅速发展以及人们的物质生活水平大大提高,人们不仅仅对衣食行的要求提高,更是对住的要求更加提高,一个好的居住环境,能够让人们放松心情,释放压力更是对生活的一种高品质追求。与此同时,随着人们的保护意识不断提高,人们更加看重自身的财产安全。由此,家庭防盗报警系统而诞生。 本课题设计了家庭防盗报警系统,由家庭防盗报警主机,各种不同环境所使用的探测器,来满足人们对日常生活防盗的需求,使其生活更加愉悦,轻松。本设计选用现有的设备,为家庭设计合理的防盗措施,保证人们自身的财产安全。 关键词:防盗报警系统设计;红外报警系统

ABSTRACT 21 century, advances in technology, the Internet and the rapid development of information technology, people's living standards greatly improved, people not only for food and clothing line requirements increase, it is the requirement to live more improved, a good living environment that enables people to relax, release stress is a high quality of life pursuit. Meanwhile, with the continuous improvement of people's awareness of protection, people are more valued their property. Thus, the home security alarm system was born. This topic is designed home burglar alarm system, burglar alarm host a family, a variety of different environments detector used to meet the demand for security of daily life, making life more enjoyable and relaxed. The design uses existing equipment, designed for the home security measures, to ensure that people own property. Keywords: anti-theft alarm system, infrared alarm system

(完整word版)家庭报警防盗报警系统设计传感器课程设计..

传感器课程设计 家庭报警防盗报警系统设计 2016年6月 目录 一.设计要求 1.1传感器的简介 1.2报警系统发展的背景 1.3设计的目的、意义 1.4 报警系统的发展趋势 1.5 设计应解决的问题 二.设计内容 2.1设计原理 2.2设计的相关技术 2.3 实物的简介 三.硬件电路的设计 3.1主机电路设计 3.2 用户端传感器设计 3.3 蜂鸣器电路的设计

3.4电源电路设计四.软件设计 4.1 程序语言设计 4.2 报警装置的程序设计五.结论 六.参考文献 附录 附录1 附录2 附录3 附录4

一.设计要求 1.1传感器的简介 传感器(transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。 在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。 目前,传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。 1.2报警系统发展的背景 随着社会经济水平加速发展,人民生活状况也越来越好,于是大家就对住宅功能的要求有所提高,在有一个舒适,温暖的家的同时,还想有更多的功能,更安全的环境。但是,凡事有利必有弊,经济发展得快,也产生了一些负面影响,贫富差距开始扩大,流动人口也越来越多,盗窃,抢劫的案件也有所增加。这时,人们开始迫切需要一种能自动监控、自动报警的“电子保安”,对家庭安全进行保护。这样人们才既可以专心工作的,也可以避免损失。 早期的防盗报警器主要用于室内,随着报警技术的不断发展和完善,现在人们已研制出多种可用于室外做周界防范的报警器。如主动红外报警器、激光报警器、微波墙报警器、电场感应报警器、驻极体电缆报警器、泄漏电缆报器等等。它们各有特点,适合不同环境条件下采用,对防范场所的周界起报警探测作用。目前应用最多的是微波/被动红外双技术报警器。近年来报警领域里的一项最大成果是数字视频报警器的研制成功,数字视频报警器是随着数字电路技术、计算机技术和电视技术的发展而出现的一种新式报警器,它集电视监视与报警技术于一体,具有监视、报警、复核和图像记录取证多种功能,是当前一种最为先进的报警器。例如红外线是一种不可见光,有极强的隐蔽性和保密性,因此在安全警报等安全设备上得到广泛使用。大多数红外报警系统采用国外先进的技术,它的功能也非常先进。包括被动式热释电红外报警,也是本文研究的产品。 1.3本设计的目的、意义 报警器在现实生活中应用非常的广泛,家庭防盗,汽车安全防盗,企业内部安全保障,特别是金融行业等。一般传统式的报警器采用机械式的,如压电式报警器,当有入

家庭防盗报警方案设计

住宅小区防盗报警系统方案 1.家庭报警系统设计 1.1概述 家庭自动化系统是适应现代生活对家庭功能逐渐增长的需求发展起来的一个系统,该系统的内容、构成和配置因国度、家庭的经济实力、家庭的知识结构以及个人喜好的不同而不同。因此,家庭自动化系统的配置与住宅小区的定位(安置型、实用型、舒适型还是豪华型)以及住户的类型比例(经济实力、知识结构等)有着密切的关系。 一般地,从结构上来讲,家庭自动化系统由家庭控制器、家庭布线、传感器/执行器等构成;每一个家庭控制器作为智能小区网络中的一个智能节点,互联成网并上联至小区综合治理系统;从信息组成上来讲,家庭自动化系统包括语音信息、数据信息、视频信息以及控制信息等;从功能上来讲,家庭自动化系统包括安防功能(可视对讲、防盗报警、火灾探测、煤气泄露报警、玻璃破碎探测以及紧急呼叫按钮)、控制功能(灯光控制、空调控制、门锁控制以及其他家用电器的控制)。 家庭报警的防护区域分成两部分,即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关;住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装红外探测器。当家中有人时,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关)设防,住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器)撤防。当家人出门后,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关)和住宅区域防护的防盗报警设备(红外探测器)均设防。当有非法侵入时,家庭控制器发出声光报警信号,通知家人及小区物业治理部门。另外,通过程序可设定报警点的等级和报警器的灵敏度。 在当今高速发展的社会中,人们对自身所处的环境越来越关心,居家安全已成为当今小康之家优先考虑的问题。当您上班家中无人,或者仅有老人孩子在家,或者您晚上在家熟睡,您必须确保家庭成员和财产的绝对安全。

家庭远程智能控制系统

家庭远程智能控制系统 作者:power 来源:网络点击:803 日期:2007-09-02 前言遥控技术是通过一种手对被物体实施一定距离控制,常用的方式有无线电遥控、有线遥控、红外线遥控和超声波遥控等。无线电遥控须占用一定的无线电频率资源,造成电磁污染。有线遥控要专门布线,投入大、遥控距离短。而遥控距离也制约了红外线和超声波在远程控制上的发展。 随着我国信息产业的迅速发展,通信基础设施日臻完善,固定电话,移动电话用户总数接近两亿,这为电话远程控制提供良好的基础。基于电话网的远程控制,不需要占用无线电频率资料,不需要专门布线,具有较好的实时性和可靠性;可以充分各地联网的电话线路,实现跨省市,甚至跨国远程控制。 本文结合双音频解码技术、单片机的硬件和软件和语音技术等来实现远程智能控制。 第一章:系统设计要求及设计方案 1.1总体设计分析 电话远程家庭智能控制系统(以下简称控制系统)的功能以确定设计具体要求如下: (1)控制系统能通过电话终端通信设备对异地电器实现智能控制。 (2)控制系统可以实现自动模拟摘机,以实现双方通信。 (3)控制系统主人的身份校验、在线密码修改及存储。 (4)控制系统有语音提示,以方便主人操作。 1.2总体方案 为实现控制系统的功能,完成设计要求,采用模块化结构,设计电话远程家庭智能控制系统主要由单片机主控部分、双音频解码部分、电话接口电路和语音提示部分组成。 单片机主控部分主要完成信息处理和记录、控制调度其它部分正常工作、如电器的控制、密码校对和修改等工作。 双音多频解码部分对用户从远端发送来的DTMF(双音多频)信号进行解码,解码后的信号送给单片机进行处理。 电话接口电路主要完成振铃信号检测、模拟摘挂机、语音发送等。 语音提示部分发出语音提示信号,以实现人机互交式操作界面。 电话远程家庭智能控制系统构成方框图如图1-1所示 图1-1 电话远程家庭智能控制系统组成方框图 本装置并联于电话机的两端,不会影响到电话机的正常使用。用户通过异地的电话机拨通本装置所连接外线的电话号码,通过市局交换机向电话机发出振铃信号。本装置如果检测到振铃五次,即五次响铃后无人接,自动摘机,进入密码检测,输入正确后选择被控制电器,然后输入开或关进行遥控电器,完成后返回。 第二章系统设计可行性分析 2.1 总体设计分析 根据电话远程智能遥控系统的具体设计要求: ⑴通过电话网对异地的电器实现控制(开/关); ⑵控制器可以实现自动模拟摘挂机; ⑶控制器设置密码校验;

基于单片机的家庭防盗报警系统的设计概要

目录 一、设计要求 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计的具体实现 (1) 1、系统概述 (1) 2、单元电路设计 (1) 3、软件程序设计 (4) 四、结论与展望 (6) 五、心得体会与建议 (7) 六、附录 (8) 七、参考文献 (8) 家庭防盗报警系统设计报告 一、设计要求 1、当安全状态下,绿灯亮,表示安全;有人入室盗窃时候,感应器(本设计用开关K0代替,合上为有人入室盗窃)自动感应,并向单片机输入信号。 2、当检测到有人入室盗窃的信号输入,显示入室盗窃的指示灯,并响起扬声器通知,一定时间后自动恢复安全状态。 3、当人为手动停止(用开关K1代替),则恢复安全状态。 二、设计目的 1、实现入室盗窃的监控及自动报警功能 2、报警一段时间(本次设计设置为10S)后自动恢复安全状态 3、具有手动停止报警器和报警灯,然后恢复正常状态的功能 三、设计的具体实现 1、系统概述 本家庭防盗报警系统设计包括硬件设计与软件设计两部分。硬件设计部分主要由一片AT89C51单片机芯片与三个功能子电路共同构成,三个功能子电路分别为:1)晶振输入电路,2)安全状态显示及自动检测电路,3)报警响应及手动复位电路,与软件一起作用,实现家庭防盗的自动检测与报警功能。工作原理:1 2、单元电路设计 本家庭防盗报警系统主要由一片AT89C51单片机和三个子电路组成,共同与软件设计配合完成对家庭防盗并且自动报警的智能控制。其中三个子电路设计如下: 1)晶振输入电路

图1—1 晶振输入电路 上图1—1所示为晶振输入电路,图中19与18引脚分别为XTAL1、 XTAL2,他们分别接晶振的输入与输出。因为一个机器周期含有6个状态周期,而每个状态周期为2个振荡周期,所以一个机器周期共有12个振荡周期。本设计选择晶振频率为12MHz,输入芯片震荡周期为1/12μs,一个机器周期为1μs。 2 2)安全状态显示及自动检测电路

防盗报警器的设计

一、引言 在当今社会,经济迅速的发展着,人们的生活水平和自身素质也在不断的提高。在这样一个快的时代,自动化系统能带给人们很大的帮助。人们不断去尝试各种新兴产品,希望能够进一步简化我们的生活模式。即使安全问题一直在被改善,仍然还有不少不法分子存在。许多小区不但有专门的治安管理团队,更是引进了自动化报警器进行多重防护。可是在市场上我们看到,大部分报警装置都有着昂贵的价格,像是专门适用于一些高档场所,但是家家户户都需要保证自身及财产安全,若是能设计出一种针对普通家庭用户,并且性能优、适用简易、持久耐用的报警器,一定会是全社会的福音。因为人的肉眼是看不见红外线光的,安装在一个隐蔽的地方,秘密进行工作,该设备就可以在不法分子不发觉的情况下完成检测报警。 二、设计任务分析 1.完成单片机的硬件和软件设计、红外线发射与数据的采集设计。 2.完成控制电路的按键设计并实现其功能。 3.完成报警电路的设计,报警电路由热释电红外传感器、蜂鸣器、LED灯等元器件结组合而成。 三、技术方案的设计 (1)硬件电路的设计方案 1

图1硬件电路总框图 在硬件部分的设计中包含如下部分:由红外传感器等组成的控制电路部分、51系列的单片机以及报警电路部分。其设计原理如上图1。 本设计以STC89C52单片机作为信号处理器,以C语言编程。红外探头在监控范围内收集信号并送至处理器中。在单片机内部处理过后,向报警电路发送控制信号,驱动蜂鸣器、LED灯等进行入侵报警。总电路原理图如下图2所示: 图2 总电路原理图 2

1.元器件清单 3

2. 信号采集处理模块 图3 信号处理模块 感应器接收信号后,信号由2号管脚传入,经一系列放大筛选后,以最终信号启动定时器改变其延时周期并送至单片机内处理。这个电路中多个电容起到定时器的辅助作用。如图3中的1脚使用跳线和一个高电平连接在一起,假如有人在延时时间内接近报警器的感应区域,并且持续活动,报警器就会输出、并且保持高的电位,只有当人离开感应区域,高电位变为低电位,这种状态才可以解除。 (2)单片机部分 1. 单片机系统图 4

家庭报警系统

1. 家庭防盗报警系统 1.1系统描述 家庭防盗报警系统由报警传输处理系统和各种用途的探测器组成。 报警探测器有探测非法从周界窗户侵入的幕帘红外探测器探头、探测室内人体移动的被动红外探测器、可燃气体泄漏探测器等,在酿成火灾前可通过光、热、烟雾的探测器进行检测,当险情发生时可以及时报警。 在发现异常情况时,如有人近身袭击、突发病情、出现险情、伤情等需要紧急求助时,可以通过触发紧急按钮、脚挑开关等及时报警求援。 用户端通过传输网络将报警信息传送到管理中心,形成家庭安全防范网络,目的在于防止入室盗窃,入室抢劫等犯罪行为的发生,出现灾情或紧急求救时及时告急。 小区设有报警中心,有专职保安人员及时处警或救急。 住户报警系统预留有与当地区域接警中心联网的接口,用户只需向区域接警中心申请即可接入城市报警联网中心。 1.2设计说明 目前家庭防盗报警系统的产品从传输线路上来分主要有电话线报警产品、总线报警产品和网络报警产品三大类,其中应用最广泛的是总线报警产品。根据本小区的实际情况,设计采用美国HONEYWELL公司的V-HOME报警系统,采用了CAN总线和RS485总线相结合的通讯方式,有效解决了小区布线结构复杂,控制范围大的实际困难。 在多层住宅楼的一、二层住户的客厅安装被动红外探测器,厨房安装煤气/天然气泄露探测器,客厅和主卧安装紧急求救按钮,周边窗户设置幕帘式红外探测器进行防护,针对火灾检测可以在室内主要区域设置火灾状态检测器。对于其他层住户,每户仅在厨房安装煤气/天然气泄露探测器,客厅和主卧安装紧急求救按钮。 - 1 -

系统主要由中心设备、住户报警主机和探测器设备三部分组成。 中心设备 中心设备主要由报警接收计算机和系统管理软件组成,住户报警系统的中心设备与周界报警系统共用一套管理软件,最大可管理超过1万户的小区。 住户报警主机 对于高层和多层住宅楼的一、二层的住户,在每户入户门附近安装一台八防区报警主机,负责接收室内各种探测器的报警信号,并向中心发送各防区报警/恢复报告,布/撤防报告及使用者组别以及在线/离线报告,为了方便住户的使用,住户报警主机还可选配遥控器进行布撤防操作及紧急求救功能。对于其他层的住户,因为探测器均为24小时防区,无需布撤防,故配置四防区报警输入模块对报警信号进行接收,每两户配置一个。 探测器设备 探测器的选型: 住家的安全是整个安全防范系统中重点的重点,通过在住家的入户大门,入户窗户、住家内部设立探测器对入户盗窃、抢劫、突发疾病进行防护。 根据防护位置的不同,对应防范类型的划分及探测器的设立如下: ●周边防护:周边窗户的防护,周边窗户设计安装幕帘红外探测器和窗磁进 行防护,客厅、卧室的周界窗户设置幕帘红外探测器,卫生间等比较潮湿的房间周界窗户设置窗磁。 ●内部防护:针对住家内的主要通道(入户门、客厅)采用双元被动红外探 测器,提供较大区域的扇面防护。 ●紧急报警防护:采用紧急按钮,针对入户抢劫,突发疾病等情况进行防 护。按纽设置在客厅、各卧室等重要区域。 ●防灾防护:针对煤气/天然气泄露,设计通过煤气/天然气泄露探测器进 行防护,根据采用燃气的比重进行安装位置选择。针对火灾检测可以在室内主要区域设置火灾状态检测器,及时发现警情,并实时上报至管理中心进行紧急处理。 - 2 -

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