家庭防盗报警系统

硬件常用的装置

数理与信息工程学院

课程 设 计

题 目： 家庭防盗报警系统 专 业： 计算机科学与技术（专升本）

班 级： 计算机科学与技术056 姓 名： 胡佩芬 学号： 05191111 指导老师： 余水宝 成 绩：

( 2006.6 )

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目 录

第1节 引言 1 1.1 系统主要功能 1 1.1.1 系统原理 1 1.1.2 系统特点 2

第2节 报警器的硬件设计 2

2.1元器件的选择 2

第3节 报警器的工作原理及过程 2

3.1报警器的工作原理 2 3．2 报警器工作过程 4 3.2.1 检测电路 4 3.2.2 正常入室的电路工作状态 4 3.2.3 非法入室的电路工作状态 4 3.2.4定时电路和报警解除 5

第4节 系统调试 5 4.1 电路调试要点 5

第5节 结束语 6

参考文献 7

附录 8

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家庭防盗报警系统

数理与信息工程学院 05计算机专升本 胡佩芬

指导教师：余水宝

第1节 引 言

随着经济的发展, 人们对防盗、防劫、防火保安 设备的需求量大大增加。针对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行监测和报警的系统, 其要求也愈来愈高。笔者针对上述情况及电话网络覆盖面越来越广的趋势, 采用单片机控制技术, 将MCS251 单片机、ISD2560 集成语音芯片、HT1621 液晶显示驱动 芯片及集成电路组成的双音多频拨号电路等有机地 结合在一起, 研制成一种功能先进、实用、成本低廉的智能防盗报警器。该报警器的保安功能可由用户通过小键盘设置, 配用相应的标准保安探头, 可以实现防开启、防接近、防玻璃破碎、防火灾等全面的保安功能, 并与电话网络组成自动寻呼报警系统, 当任一被监测点有事故发生时, 该点的传感器将信号送入该系统, 则系统自动通过电话网络向警讯中心或用户寻呼, 对所指定的机构或人员发出警情信号。该智能报警器可广泛用于银行、商场、金库、机要室、仓库等有特殊保安要求的场合, 较适用于家庭保安。以下就该报警器的功能、工作原理、硬件及软件设计作进一步阐述。

1.1 系统主要功能

1.1.1 系统原理

防盗报警系统主要由以下三大部分构成:

（1） 传感器阵列, 主要由红外探测器, 超声探测、玻璃破碎探测器、磁控开关、烟雾探测器等构成智能报警器的检测输入。用户根据需要可进行选择。

(2) 以单片机为核心构成的双CPU 系统, 一个以完成用户键盘输入汉字液晶显示、故障状态指示为主, 另一个完成报警检测, 若有报警事故发生, 将所监测的报警信号进行分类处理, 并且可向外界发出声光报警信号, 也可以调出已存贮好的相应语音信号, 通过电话网络向外发出警

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情信号。

(3) 模拟电话机, 采用集成电路组成的双音多频信号(DTM F)技术, 模拟电话机摘机、拨号、应答等功能, 将报警信号通过语音或DTM F 代码传送到外界所指定的地点。

1.1.2 系统特点

与其它自动报警系统相比, 该系统具有以下突出的特点和优点:

· 安装了预警蜂鸣器, 可作24 小时防盗音响恐吓和键盘操作提示, 外接大功率高音警戒音响。

· 监控8 个保安警戒防区, 每个防区可按用户要求自由设置16 项保安功能, 并有上万组可修改的密码封锁, 保密性强。

· 多项可由用户编程操作使用的报警功能: 如编程密码、警戒密码设置与修改; 进入时间、退出时间设置与修改; 警戒防区设置与修改(1～ 8 防区自由组态) 等。

· 交流直流(浮充)供电, 突然停电也能正常工作

· 具有电话线断路检测功能, 外线断路时会自 动报警。

· 系统软件采取了抗干扰、遇忙重拨、数据重发 等机制。

· 设有后备电源, 突然停电也能正常工作。

第2节 报警器的硬件设计

2.1 元器件的选择

电路中4 只运算放大器采用4 只LM 358 运放或者1 只LM 324 四运放集成电路, 普通二极管均采用1N4007, D 6 采用Ф5 的红色发光二极管, 三极管可采用9013, 也可根据实际需要替换, 电容器C1、C2、C5 采

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用涤纶电容器, 其余电解电容器耐压为16V , 所有电阻采用1ö8 W 碳膜电阻器, 扬声器采用直径为10 mm 的微型小扬声器, SB3 为按纽开关。

第3节 报警器的工作原理及过程

3.1 报警器的工作原理

该报警电路主要由检测电路、自锁电锁、解锁电路、振荡电路和扬声器等组成, 其框图如图1所示.报警器原理图如图2所示。门开关SB1、锁开关SB2 和集成运算放大器N 1、N 2 组成检测电路部分, R 3、R 4、R 5 为分压电阻, 为运算放大器N 1、N 2提供两个基准电压; 二极管D 1、D 2 及电阻器R 2、电容器C1 组成输入端保护电路; 运算放大器N 3 组成报警自锁电路; 三极管Q 1、电阻R 6、R 7、R 8、二极管D 5、电容C2 和按纽SB3 组成定时解锁电路和人工解锁电路; 运算器N 4 和电阻R 15、R 16、R 17、电容C4、C5 构成文氏振荡电路, 当报警时, 振荡器驱动扬声器发出警报。

图1 报警器原理

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图2 报警器原理

3．2 报警器工作过程

3.2.1 检测电路

本报警器的接口检测电路采用的是电压触发报警接口, 并设有防破坏功能。将开关SB1 装在门上(门打开时SB1 断开, 门关上时SB1 闭合) , 将锁开关SB2 装在锁内(锁打开SB2闭合, 锁锁上时SB2 打开)。R 3、R 4、R 5 为运算放大器提供两个基准电压,N 1 的反相输入端C 点电位约为612 V , N 2 的同相输入端D 点电位约为517 V ,正常情况下,A 点的电位约6 V 左右。当主人通过钥匙打开门正常入室时, SB2 闭合,SB1 断开, A 点电压不变, 运算放大器N 1、N 2 输出点E 为低电平, 这时不应报警。当不通过钥匙开门入室时,A 点变为高电平, 运算放大器N 1 输出点E 为高电平, 这时电路应报警;若报警接口被人为短接, 则运算放大器N 2 输出点E 为高电平, 电路仍然报警。同时, 二极管D 1、D 2 及电阻器R 2、电容器C1组成输入端保护电路, 即使人为故意破坏, 在输入线上连接高

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电压, 由于二极管的保护作用, 也很难损坏本报警器的输入端。

3.2.2 正常入室的电路工作状态

在正常的合法入室时, 检测电路输出E 点为低电平, 使G 点也为低电平, 而由于R 10、R 13的分压, 使H 点的电位为6V , 所以运算放大器N 3 的输出J 点为低电平, 发光二极管D 6 截止不亮; 而二极管D 7 导通, 使运算放大器N 4 构成的振荡器不能起振, 故扬声器不发出声音, 此时电路处于“待报警状态”。

3.2.3 非法入室的电路工作状态

在非法入室时,检测电路输出E 点为高电平, 使G 点变为高电平, 这时V G> V H , 运算放大器N 3 输出J 点为高电平, 电路处于报警自锁状态。在这种情况下, 发光二极管D 6导通发光; 二极管D 7 截止, 运算放大器N 4 构成的文氏振荡电路起振, 产生交流信号, 电流通过C6 驱动扬声器发出鸣叫声, 此时电路处于“报警状态”。

3.2.4 定时电路和报警解除

本报警电路设有定时电路, 可使电路报警状态只能维持一定时间, 以免影响他人。定时电路采用阻容定时电路, 由三极管Q 1、电阻R 6、R 7、R 8、二极管D 5、电容C2 构成。工作过程如下:电路报警时, E 点处于高电位, 此时E 点通过R 6 对C2 进行充电。当C2 上电压不足, 使三极管Q 1饱和导通时, Q 1 输出点F 为高电平, D 5 截止(即定时时间未到) , 电路E 点保持高电位, 维持报警状态不变; 当C2 上电压较大, 足以使Q 1 饱和导通时(定时时间到) , F 点为低电平, 这时E 点被箝位在低电位上, 使V G< V H , 变为“待报警状态”, 报警自动解除。若要立即解除报警, 则可通过按纽SB3 进行人工解锁。当SB3 接通时, G 点接地, 变为低电平, 使电路变为正常状态。

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第4节 系统调试

4.1 电路调试要点

调试此电路要注意两点：

· 对定时时间的调试通过R 6 电阻值和C2 电容量来改变定时时间(充电 时间常数S= R C) , 只要选好这两个参数, 即可得到所需的定时时间。

· 扬声器声音频率的调试 可通过改变C6 的电容量来达到。此报警器检测电路新颖可靠, 制作简单。通过调试, 工作稳定, 具有自锁功能和防破坏功能, 使盗贼不能人为解锁。

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结 束 语

本报警系统采用了微电脑控制技术, 从而使得报警系统具有智能化色彩, 在防范和化解由偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故而引发的危害方面起到不可估量的作用。另外, 本报警系统的报警方式可通过电话网络将求救信号无声地传送到公安部门, 以对犯罪分子进行隐蔽性的捕获, 也可通过报警器直接产生声光呼救信号, 对犯罪分子产生一种威慑力量。该系统具有多功能、低成本、易普及、高可靠性等突出优点, 可部分替代进口同类产品, 其应用前景十分看好。另外, 本系统的设计思想, 对于远程抄表(水、电、气)等系统的开发, 也具有一定的借鉴意义。

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参考文献

[1] 谢自美，《电子线路设计·实验·测试》。华中理工大学出版社 [2] 张鑫，《单片机原理与应用》。电子工业出版社

[3] 陆子明，《单片机设计与应用基础教程》。电子工业出版社 [4] 周立功，《增强型80C51单片机速成与实战》。北京航天航空出版社 [5] 潘永雄，《新编单片机原理与应用》。西安电子科技大学出版社

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附录

程序设计思想与程序清单

******************************************** 程序说明: ① P1口设置为输出状态，直接驱动红外发射管; ② P3.0～P3.5设置为输入端，检测红外接收管的状态; ③ 正常状态的判断标准应根据红外收发管安装位置和监视的目标而定: 例如：L1和V1之间正常时有遮挡物，当把该物体移动后为异常，其余红外收发管之间无遮挡为正常，有遮挡时为异常，则当P1口输出00H时，P3口的正常状态数据是＃01H。当报警时，从P3.7口输出高低电平间隔1秒的脉冲信号。

******************************************** ORG 0000H AJMP MAIN

ORG 000BH ； 定时器/计数器T0中断入口 LJMP WTO ORG 30H

MAIN：MOV SP，＃50H ；设置初始值 MOV 20H，＃0 MOV 24H，＃0 MOV P3，＃0 MOV P1，＃0 MOV THO，＃6 MOV TLO，＃6

MOV TMOD，＃02H ；设置定时器Ｔ０为工作方式１ SETB EA ；ＣＰＵ开中断

SETB ETO ；允许定时器Ｔ０中断 SETB TRO ；启动定时器Ｔ０计数 M：MOV P1，＃00H MOV A，P3 ANL A，＃7EH

CJNE A，＃7FH，W37 ；软件计数器单元中的值到了７Ｆ吗？到了， ；继续执行，否则，转入Ｗ３７

WTO：PUSH ACC ；将ＡＣＣ推入堆栈保护

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CJNE A，＃200，TORETI MOV 22H，＃0 INC 23H MOV A，23H

CJNE A，＃10，TORETI ；ls MOV 23H，＃0 JNB 00H，WBJ TORETI：POP PSW

POP ACC RETI WBJ：CPL P3.7 AJMP TORETI W37：INC 24H

CJNE 24H，＃10，M SETB 00H AJMP M END

；恢复ＡＣＣ ；中断返回

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