家居智能報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

高 婕

集美大學(xué)誠毅學(xué)院，福建廈門 361021

家居智能報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

高 婕

集美大學(xué)誠毅學(xué)院，福建廈門 361021

報(bào)警系統(tǒng)作為家居安防產(chǎn)業(yè)中重要的一部分，在家居安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中起到舉足輕重的地位。本文就是基于這一背景設(shè)計(jì)了一套智能家居報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是對(duì)采集到的人非法靠近建筑物時(shí)，通過紅外探測(cè)功能，對(duì)探測(cè)到的非正常現(xiàn)象，先進(jìn)行喇叭報(bào)警，同時(shí)將啟動(dòng)攝像功能，進(jìn)行現(xiàn)場情況的保留，具有樓宇燈光控制作用，當(dāng)夜間正常情況下，在有人通過時(shí)可以實(shí)現(xiàn)燈光的開關(guān)控制。

熱釋電傳感器；單片機(jī)；聲光報(bào)警；鍵控

1 概述

本系統(tǒng)采用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模式，利用家居網(wǎng)關(guān)在家居內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了擁有外部網(wǎng)絡(luò)和家居內(nèi)網(wǎng)兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。前端報(bào)警信息通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給綜合監(jiān)控管理平臺(tái)，這樣可使家居布線簡單明了化，并使家居網(wǎng)絡(luò)功能得到加強(qiáng)。

2 總體設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)測(cè)量放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出下TTL電平至89C51單片機(jī).在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢，統(tǒng)計(jì)平均及識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出人侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并推動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備完成。相應(yīng)動(dòng)作，當(dāng)報(bào)警延遲一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)。然后通過LED顯示報(bào)警次數(shù)。同時(shí)，還可把整個(gè)系統(tǒng)變?yōu)樽詣?dòng)開關(guān)燈系統(tǒng)，當(dāng)有主人在時(shí)，可用手動(dòng)解除報(bào)警功能，并且可以開啟開關(guān)燈執(zhí)行電路，在探測(cè)頭感應(yīng)到有人時(shí)執(zhí)行電路執(zhí)行開燈。同時(shí)系統(tǒng)還可以使用在一些大型的公共場合，作為檢測(cè)人數(shù)個(gè)數(shù)和人數(shù)的最大容量控制。

3 硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用了89C51，由P3.4進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過P0傳輸數(shù)據(jù)到LED顯示，同時(shí)用P2.2～P2.7進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描控制。鍵盤通過P1.3和P1.4控制最大報(bào)警人數(shù)。

3.1 執(zhí)行電路

當(dāng)傳感器在無觸發(fā)信號(hào)輸入的靜態(tài)時(shí)保持低電平，當(dāng)有檢測(cè)信號(hào)時(shí)，比較器輸出一個(gè)高電平，經(jīng)過施密特觸發(fā)器變?yōu)榈碗娖絹碛|發(fā)后級(jí)的555延遲電路，延遲電路后的三極管飽和導(dǎo)通，發(fā)射極變?yōu)楦唠娖剑^電器動(dòng)作，常開開關(guān)吸合，照明燈接通電源后亮。

3.3 開關(guān)電路

在比較器后加上開關(guān)管2N3904，整個(gè)電路不但工作可靠，且輸出電流大，能驅(qū)動(dòng)后級(jí)的執(zhí)行電器工作。

3.4 延時(shí)電路

延時(shí)電路IC2使用單時(shí)基電路NE555，延時(shí)時(shí)間t=1.1R16×C8≈60s。其作用有二。一是為自己離開檢測(cè)區(qū)時(shí)提供一段非報(bào)警延遲時(shí)間；二是在自己進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后提供關(guān)斷檢測(cè)器所需的時(shí)間。延時(shí)電路工作時(shí)，輸出的高電平或接通報(bào)警器電源進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)使繼電器吸合。繼電器工作后可控制較大的繼電器以接通電燈。

4 軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)控制電路采用89C51。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的檢測(cè)并計(jì)數(shù)，報(bào)警，鍵盤設(shè)定最大容量報(bào)警人數(shù)速度，顯示人數(shù)及最大容量報(bào)警人數(shù)。顯著特點(diǎn)是用軟件簡便實(shí)現(xiàn)某些硬件功能。

本系統(tǒng)使用單片機(jī)匯編語言編程。通過分析本系統(tǒng)的功能要求，系統(tǒng)程序可以劃分為以下幾個(gè)模塊來寫：數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警和顯示等子函數(shù)。

本系統(tǒng)的程序巧妙地利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來計(jì)時(shí)，每50ms中斷一次，并用該值為基準(zhǔn)來計(jì)算時(shí)間；系統(tǒng)檢測(cè)到人體的信號(hào)經(jīng)過比較放大之后得到標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)，然后輸入單片機(jī)的INT0端口，使用外部中斷的方式進(jìn)行計(jì)算。

4.1 主控程序

主控程序主要是利用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器T0對(duì)所采集到的脈沖數(shù)進(jìn)行累加，并存放于RAM的40H中，經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后顯示所采集到的人數(shù)。如圖6為指控程序的流程圖。

4.2 鍵盤掃描程序

在按下某個(gè)按鍵時(shí)，被按按鍵的橫片總會(huì)有輕微的抖動(dòng)，這種抖動(dòng)經(jīng)常會(huì)持續(xù)10ms左右時(shí)間。因此，CPU在按鍵抖動(dòng)期間掃描鍵盤必然會(huì)得到錯(cuò)誤的行值和列值，最好的辦法是使CPU在檢測(cè)到有按下時(shí)延遲20ms再進(jìn)行掃描。

[1]李秀忠主編.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].1版.北京：人民郵電出版社，2007，12.

[2]韓志軍，沈晉源，王振波.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[3]孫育才.MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M].南京：東南大學(xué)出版社，2004.

[4]朱清明主編.傳感器與單片機(jī)接口及實(shí)例[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008，1.

[5]呂宇強(qiáng)，胡明，吳淼，等.熱紅外探測(cè)器的最新進(jìn)展[J].壓電與聲光，2006，28(4)：407-410.

[6]吳文佳.PT2262/PT2272編解碼IC在無線智能報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].世界電子元器件，2004(12)：45-46.

TP368

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1674-6708（2011）57-0204-02