家庭安防系统设计毕业论文

第1章 绪 论随着经济的发展，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检测和报警的系统，其需求也越来越高。本设计运用单片机技术设计了一新颖红外线防盗报警器。而本设计中的输入部分主要是各种各样的传感器。不同类型的探测器用不同的手段探测各种入侵行为；不同作用的传感器，也可检测出不同类型的情况。本章节主要介绍了本设计的选题背景、课题介绍、本文主要工作、方案论证。选题背景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[1]。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[2]。当我们考虑的范围广一点：若是在小区每一住户内安装防盗报警装置。当住户家中无人时，可把家庭内的防盗报警系统设置为布防状态，当窃贼闯入时，报警系统自动发出警报并向小区安保中心报警[3]。周界报警系统：在小区的围墙上设置主动红外对射式探测器，防止罪犯由围墙翻入小区作案，保证小区内居民的生活安全[4]。目 录第1章 绪 论 选题背景 课题介绍 本文主要工作 方案选择论证 单片机的选择 显示器工作原理及其选择 液晶显示和数码显示 防盗报警选择传感器的选择 硬件系统总体设计 AT89C51芯片的介绍 引脚功能 结构原理 AT89C51定时器/计数器相关的控制寄存器介绍 MAX708芯片介绍 单片机复位设置 8255A芯片介绍 8255A的引脚和结构 8255的工作方式 8255的控制字 AT89C51与8255的接口电路 显示部分 七段显示译码器 7448译码驱动 单片机与7448译码驱动器及LED的连接 外部地址锁存器 23第3章 检测信号放大电路设计 热释红外线传感器典型电路 红外光敏二极管警灯电路 光敏二极管控制电路 红外线探测信号放大电路设计 光电耦合器驱动接口 集成电路运算放大器 精密多功能运算放大器INA105 低功耗、双运算放大器LM358 34第4章 电源设计 单片机系统电源 检测部分电源 主程序设计 核对子程序设计 中断子程序设计 读数子程序设计 程序设计说明 程序清单 41第6章 调试 安装调试 音响（和继电器）驱动线路具体连接 程序修改 程序执行过程 47结论 48参考文献 49致谢 51原理图 52基于单片机控制的红外防盗报警器的设计[摘要]：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，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。 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。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。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方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89S51。整个系统是在系统软件控制下工作的。系统程序可以划分为以下几个模块： 数据采集、键盘控制、报警和显示等子函数。[关键词]：单片机、红外传感器、数据采集、报警电路。Infrared burglar alarm design controls which basedon the monolithicintegrated circuitAbstract :Along with society's unceasing progress and science and technology,economical unceasing development, the people living standard obtainsthe very big enhancement, to private property protection consciousnessin unceasing enhancement, thus set the new request to the securitymeasure. This design is for satisfy the family type electron securitysystem which the modern housing security needs to present in the market condition equips mainly has the pressure totouch the hair style burglar alarm, the switch electron burglar alarmand the pressure shields light the hair style burglar alarmand so on each kind of alarm apparatus, but these kind of quite commonalarm apparatuses all have some shortcomings. This system used hashotly released the electricity infrared sensor, its manufacturesimple, cost low, installm the antijamming ability strong, thesensitivity high, safe was reliable. This kind of security installmenthiding, was not easily discovered by the bandits and its signal after monolithic integrated circuit systemprocessing the convenience and P the C machine correspondence, isadvantageous for the multiuser unification design designs two parts including the hardware and software. Thehardware partially including the monolithic integrated circuit controlcircuit, infrared pokes head in the electric circuit, the actuationexecution alarm circuit, the LED control circuit and so on the partialcompositions. The processor uses 51 series monolithic integratedcircuits AT89S51, the overall system is works under the systemsoftware control. The system program may divide into following severalmodules: The data acquisition, the keyboard control, reports to thepolice with the demonstration small steelyard words: AT89S51 monolithic integrated circuit, infrared sensor,data acquisition, alarm circuit.目 录1. 绪论 1 前言 设计任务与要求 12. 热释电红外传感器概述 PIR传感器简单介绍 PIR 的原理特性 PIR 结构特性 33. AT89S51单片机概述 AT89S51单片机的结构 管脚说明 主要特性 振荡器特性 AT89S51单片机的工作周期 AT89S51单片机的工作过程和工作方式 AT89S51的指令系统 164. 方案设计 系统概述 总体设计 系统硬件选择 硬件电路实现 软件的程序实现 215. 结论概述 主要结论 结束语 27致谢 28参考文献 29

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创导智能新生活—智能家居DIY方案随着科技的发展及人们生活水平的不断提高，居住环境的改善备受关注，家庭生活中每个成员的舒适、安全与便利的需求越来越受到开发商的重视。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑设备、网络通信、信息家电和设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的智能化控制系统，该系统可满足并实现高效、舒适、安全、便利、环保的人文居住环境。随着家居智能化的快速兴起，现代家居中的监视、对讲、安防、管理及控制等更多地功能被集成应用，从而使得可视对讲、家庭安防到家居的灯光、电器的智能控制，子系统越来越多、线路日趋复杂。在满足不断增长的功能需求的同时，提高系统的集成度，进一步提升系统的性价比，使安装及维护工作更为简单化，并能保证很好的灵活性，是现代家居智能化的发展趋势。深圳市麦驰智能技术有限公司推出的“未来之家”家庭智能终端，它采用触摸屏，集成了可视对讲、访客图像拍照功能、更为强大的家庭安防、自动抄表功能，小区短信、物业报修等服务，适应了这一需求，麦驰智能家居系统特点：l 功能更为完整、系统集成度更高l 性价比优越l 分布式控制总线使系统扩展灵活、故障分散l 模块化结构设计能满足各类用户的需求l 语音提示使系统更具人性化l 五种操作方式使操作更为简单、快捷l 控制线路简单、施工成本低智能家居DIY方案：本项目为一套2室2厅，室内建筑格局为：客厅、餐厅、厨房、次卧、主卧、卫生间、阳台，如图1所示：针对业主对智能家居控制系统的实际需求，我们的设计充分考虑了照明、家电、电动窗帘、娱乐控制的一体化的体验，同时结合了家庭的安全性要求。该控制系统由系统终端主机、各种智能模块、传感设备、精密机械设备等组成。系统充分体系了以高科技打造舒适、安全、便捷的人居环境。系统原理图 如2所示：总体方案设计：1． 入口走廊及客厅：l 入口大门安装1对门磁探测器，玄关处墙上安装1台彩色可视“未来之家”终端设备。l 入口处安装3个3键智能灯光控制模块，分别控制走廊灯、客厅的电视墙射灯和吊顶灯调光和开/关客厅电动窗帘、阳台灯。l 客厅放置一个无线遥控器，可以实现对室内所有的灯光和家电进行控制。l 在电视、空调等设备容易接收到红外信号地方安装1个红外控制模块，红外模块和被控家电无阻挡物。l 客厅阳台入口安装1个红外探测器用于探测非法闯入者从阳台进入时，形成一道非法入侵报警防线。客厅沙发旁安装1个紧急求救按钮。按键控制：l 在出门前一键控制开关所有灯光、电器。l 情景模式：一键控制客厅灯、走道灯及辅助灯光设备亮度100%、窗帘打开无线控制：l 在客厅可以运用遥控器遥控家里所有的灯光和家电设备：例如，你也可以坐在沙发上，动动手指头，就可以轻松控制家里的灯光及控制各种场景。例如：影院模式：客厅灯光设备亮度调暗到30%。营造室内灯光舒适的氛围。“未来之家”智能终端控制l 当你在离家出门前，在彩色可视智能终端上设置“离家布防”让安防系统启用进入到布防状态，当主人离开房间布防延时结束后。家中所有的灯光和电器关闭、厨房机械手自动将煤气阀门关闭，家中所有的感应探测设备进入到警戒状态。l 你可以在智能终端触摸显示屏菜单中点击设备名称来开启灯光和电器。l 定时控制模式：可以按照生活起居习惯设定智能系统的状态。例：业主度假,每天一定时间规定区域灯按时开启按时熄灭。同时也可打开卫生间和厨房排气扇对室内空气换气。l 电话远程控制：在炎热的夏季或瑟瑟的冬天，你可以通过电话进行远程家电设备操作，在到家前提前将家中的空调打开。感应探测器联动灯光和家电控制：l 夜间回家推开家门时，玄关灯会以渐亮的方式自动打开。l 紧急情况下，例如安防系统探测到客厅红外或大门门磁入侵信号时，该设备可以自动拨出6个不同号码，然后按照预设的程序，通过发出报警或迅速开启相应灯光及窗帘，对入侵者起到阻吓的作用。2、餐厅及厨房l 餐厅安装1个3键智能灯光控制模块，控制餐厅灯具的调光和情景模式。l 厨房安装1个3键智能灯光控制模块，控制厨房灯具和排风抽烟机。l 厨房安装1个智能插座模块控制厨房家电。l 厨房安装1个煤气探测器和1个机械手。功能描述：l 就餐时，可以通过遥控器上的情景键或在餐厅的3键模块操作一个按键即可达到预先设定的就餐场景。l 厨房3键开关按钮可对厨房内的灯和排风扇、插座进行控制。l 通过电话远程打开厨房设备。例：电饭煲；l 通过智能终端机设定的定时控制模式，按照系统设定的时间自动打开排风扇对厨房排风换气。l 如厨房煤气泄漏达到一定浓度时，煤气探测器感输出报警信号，同时通过机械手自动将煤气管道阀门关闭。3、次卧l 次卧室内门口和床头各安装1个3键智能灯光控制模块，控制灯具的调光和开关、情景模式。l 安装1个紧急求救按钮功能描述：l 就寝模式：按下床头3键智能灯开关模块上的“关”按键，所有灯光关闭。l 起夜模式：半夜要夜起时，只要按一下床头3键灯光模块的一个按钮，通往洗手间的全部灯光会柔和的亮起，既方便你的行动又不用担心影响家人。l 紧急情况下，按下紧急按钮系统自动将报警信息输入，并自动拨出6个不同号码。4、主卧l 主卧室内门口和床头各安装1个3键智能灯光控制模块，控制灯具的调光和开关、情景模式。l 放置一个无线遥控器，可以实现对室内所有的灯光和家电进行控制。l 安装1个紧急求救按钮功能描述：l 就寝模式：按下遥控器上的起夜模式键或按下床头3键智能灯光模块一个按键，所有灯光关闭。l 起夜模式：当你半夜要夜起时，只要按一下遥控器上的“夜起”按钮，那么l 通往洗手间的灯光会柔和的亮起，你再也不用担心影响你的家人休息了。l 紧急情况下，按下紧急按钮系统自动将报警信息输出，并自动拨出6个不同号码。5、卫生间l 安装1个3键智能灯光控制模块，控制灯具的灯光和排气扇l 安装1个无线接收模块，接收无线遥控器灯光电器控制指令。功能描述：l 卫生间3键开关按钮可对卫生间内的灯和排风扇进行控制。l 通过智能终端机设定的定时控制模式，按照系统设定的时间自动打开排风扇对卫生间的异味排风换气。灯光电器多控制方式组合：1．按键控制：通过智能灯光控制模块的按键和智能插座上的按键可控制相应的灯光电器。2． 智能终端控制：通过智能终端的触摸屏可控制系统的各种灯光电器。3． 遥控器控制：通过遥控器可控制系统的各类灯光电器。4． 电话远程控制：通过电话实现远程灯光电器控制。若晚上家中无人时可通过电话打开家中的灯光电器，以使人有“家中有人”的感觉，具有隐性安防功能。5． 网络控制：可通过互联网进行控制（必须开通网络业务）。系统组成设备：n“未来之家”智能终端：安防报警、家电控制、可视对讲集成一体化机Ø 触摸屏及感应按键操作；Ø 功能完善，集成度高，综合成本低；Ø 一体化结构，整体美观，安装方便；Ø 控制方式多，人性化语音提示，操作方便；Ø 与红外模块联动，实现灯光智能化控制，实现“人来灯亮、人走灯熄”；Ø 编程方式多样，住户可通过“未来之家”智能终端随意设置不同的定时控制； n智能灯光控制模块 CR-Bus总线兼容可编程设备 按钮可用于开关控制、开关切换、调光和场景控制。 多种按键形式可供选择 输出具有淡入淡出功能技术参数： 工作电压：18VDC 工作电压：40mA—100mA 开关输出：250V/50Hz 调光回路：300w 开光回路：600w 调光级数：256 安装底盒尺寸：76mm×76mm×80mmn 智能插座模块Ø CR-Bus总线兼容可编程设备Ø 一个输入按钮可用于插座通断控制。技术参数：Ø 工作电压：18VDCØ 工作电压：40mA—70mAØ 输出电源：15An 红外自学习控制模块Ø CR-Bus总线兼容可编程设备Ø 具有自学习功能，能对空调、电视机、影碟机及电动窗帘等具有红外接口有设备进行控制技术参数：Ø 工作电压：18VDCØ 工作电流：32mAØ 载波频率：38kHz和 33kHz可切换Ø 通道数：3个Ø 通道一：可学习空调开、关、摆页、换气等四个动作。Ø 通道二：可学习电视机换台（+）、换台（-）、选台（+）、选台（-）、关、静音、TV/AV、直接选台等八个动作Ø 通道三：可学习影碟机的选歌、音量、关、播放等八个动作，或窗帘的外帘开关、内帘开关、停止、等八个动作Ø 遥控距离：≤7mØ 遥控夹角：≤120°Ø 安装底盒尺寸：76mm×76mm×65mmn 无线接收模块Ø CR-Bus总线兼容可编程设备Ø 无线控制无方向性技术参数：Ø 工作电压：18VDCØ 工作电流：46mAØ 室内最远接收距离：≤50mØ 可使用遥控器数量：5×8个Ø 载波频率：433MHzØ 安装底盒尺寸：76mm×76mm×65mmn 无线遥控器Ø 功能齐全、外形精巧、美观。Ø 集成了空调、电视、影碟及电动窗帘等电器的控制功能Ø 能实现多种场景模式的控制Ø 每户可使用5×8个遥控器