多功能家庭报警器毕业论文

智能无线防盗系统的设计 摘要：系统地介绍智能无线防盗系统的基本原理、组成框图，详细地描述电话网络的接收方法；论述热释电红外传感器、语音等电路，给出部分基本电路和软件流程。 关键词：无线防盗 报警 热释电红外传感器 随着国家智能化小区建设的推广，防盗系统已成为智能小区的必需设备。本文利用单片机控制技术和无线网络技术，开发一种具有联网功能的智能无线防盗系统，并开发相关的传感器。采用无线数据传输方式，不需重新布线，特别适用于已装修用户及布线不方便的场合。 1 智能无线防盗系统的基本原理 智能无线防盗系统由传感器、家庭智能报警器、物业管理中心接警主机及相关的控制管理软件组成。图1为家庭智能报警器方框图，图2为物业管理中心接警主机方框图。 主机电路 如图1所示，主机电路由射频接收模块接收传大吃一惊器发来的报警信号，通过解码器（PT2272）解码后得到报警传感器的地址和数据类型只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收。解码输出的数字代表传感器类型解骊输出信号进入CPU的INT1，触发中断处理程序。中断处理程序通过DTMF收发电路，拨打用户预先设好的电话号码（如手机号码，办公室号码）进行远程拨号报警；同时，启动语音电路，将预先录制好的语音信号通过电话线传给主人，实现语音提示通信功能。CPU输出警笛触发信号，经放大后推动警笛或喇叭，以驱赶和震胁盗贼。用户还可通过电话线进行远程设/布防，及输入远程控制信号，通过8路控制输出端控制有线连接的电器设备，也可通过编码电路和射频发射模块控制无线连接的电器设备。显示部分采用RT12232A图形点阵LCD模块，实现汉字显示功能；显示报警时间与报警类型。键盘可实现密码修改、语音录入和信息查看功能。 物业管理中心的接收主机具有家庭报警主机的功能外，还可以通过RS232实现与物业管理中心的通信 功能，实现联网和小区控制。 DTMF收发电路 要实现电话线远程通信，关键部分为DTMF收发电路。它将实现自动拨号、忙音识别、铃声识别、远程接键数字信号识别等功能。我们选用MT8888双音多频（DTMF）收发器，与单片机及音频放大电路组合，实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生，并将DTMF信号送到电话线上，如图3所示。 MT8888是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体的集成电路。它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的妆收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。 图3 选择中断模式时，当接收或发送了有效的音频信号后IRQ/CP脚输出低电平，产生中断信号供给CPU，在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端；当选择呼叫过程（CP）方式时，只能接收250～550Hz的信号音，在拒收或无输入时，IRQ/CP脚输出低电平。 （1）电话信号音格式 忙音：450Hz,350ms有，350ms无。拨号音：450Hz，持续。回铃音：450Hz，1s有，4s无。 （2）信号音的判断方式 将MT8888的IRQ/CP脚连到AT89S52的T0脚，电话呼叫过程中的各种信号音经MT8888滤波限幅后得到方波，由MT8888的IRQ输出到AT89S52的T0脚，对T0脚信号记数5s。计数值位于2175～2357范围内，为拨号音；计数值位于1041～1212范围内，为忙音；计数值位于425～475范围内，为回铃音。在实际编程中，考虑到计数的误差以及程序的简化，可将范围适当放宽，但不能重叠。 (3)自动摘机 控制器与家里电话并接在一条电话线上。为了实现报警放打电话共用一条线，摘机电路按如下设置：将电话振铃信号通过光电耦合器TP521输入到AT89S52的IT脚，进行计数。接到振铃信号时，若连续振铃10次用户还没有摘机，则自动转到家庭智能报警器，CPU置脚为“1”，使继电器K1吸合，实现自动摘机功能。若在这10次振铃过程中，用户接通了电话，则控制器不响应，这样，使得控制器与电话不互相干扰。摘机后，检测MT8888输出的双音多频信号，以读出用户发来的远程信息，实现远程通信与控制功能。 图4 （4）自动报警 当接收到热释电传感器等发来的无线报警信号后，CPU立即发出报警信号，通过电话线传到远程用户。报警方式如下：用户通过面板设备10个报警电话，将它们存入24C04存储器中。当接到警情后，从第1个电话开始拨号，一直拨到第10个，来回拨3遍。如果任意一个电话回送了“#”键确认信号，即意味着报警已收到，不再继续拨号。每个号码需拨号。每个号码需拨号时间100ms，号码之间留500ms间隔。拨号时，先检测24C04中存储的电话号码。若为空，即未设此电话，跳过不拨，继续拨下一个电话号码。这样，用户可随意设置数个报警电话号码。我们规定号码长度最多不超过4位，以便存在24C04中。 语音电路 为了便于通信，采用了语音芯片，实现语音指示和报警功能。ISD1420为单片语音记录、回放一体化芯片，记录时长为20s；可被划分为160小段，每段125ms。当REC脚为低电平时，进行录音，PLAYE或PLAYL为低时进行放音，ISD1420可进行连续录音，也可进行分段录音。 分段放音：先送停止录放音码～，再送放音首地址A7～A0，或为低电平（PLAYE或PLAYL）开始放音；延时进行放音，最后送停止录放音码～，完成本段放音。重复上述过程，可分段放出数段语音。图4为语音电路原理。 编/解码电路 PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位、通用编解码电路。PT2262/2272最多可有12位（A0～A11）三态地址端引脚（悬空、接高电平、接低电平），任意组合可提供531441地址码。 PT2262最多可有6位（D0～D5）数据端引脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。地址码必须与家庭控制主机内解码芯片PT2272编址相同，以区分家庭控制器；数据码可用于区分传感器类型。当有报警信号时，PT2262的14脚为低电平，使能PT2262，从17脚输出编码信号，通过射频模块发射出去。 解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对，VT脚才输出高电平，送到89S52的INT1，触发中断处理程序，以读取D0～D3的数据码，得知报警传感器状态和报警类型。图5为编/解码电路原理。 射频发射模块与射频接收模块 射频发射模块与射频接收模块原理如图6和图7所示，工作频率为433MHz。最大传输距离可达1000m。 传感器设计 被动红外热释电传感器 人体有恒定的体温，一般在37℃，所以会发出特定波长为10μm左右的红外线。被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线，通过菲涅尔滤光片增强后，聚集到红外感应源上。红外感应源泉通常采用热释电元件。这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时将会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后产生报警信号。 图8为双元热释电红外检测元件LHI968的内部电路。它由两个双元热释电陶瓷，感应红外信号，再经场效应管放大输出。D端的电阻和S端的电容具有抗电磁干扰能力。 图7 信号从S端引出经前级放大，通过47μF电容后再次放大，与设定门限电压进行比较，获得报警输出信号。47μF电容能够除直流成分，从而消除了使用环境（阳光、灯光、火源泉等）对探测器的影响，后面再加一延时触发电路以便主人设防与撤防。现在已有专用集成芯片BISS0001实现以上功能。为了适应主人进门时撤防的需要，设计一报警延时电路。延时长度须满足：当人以1m/s的速度从探测器的正前方移动，不产生报警；但移动3m应报警，测试速度应能检测～3m/s或更宽的速度范围。 门磁传大吃一惊器 无线门磁传感器一般案卷在门内侧的上方。它由两部分组成：较小的部件为永磁体，内部有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场；较大的是无线门磁主体，内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时（小于5mm），无线门磁传感器处于工作守候状态；当永磁体离开干簧管一定距离后，无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码（也就是数据码）的433MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码，判断是否为同一个报警系统，然后根据自身识别码（也就是数据码），确定是哪一个无线门磁报警。 2 网络中心控制主机设计 网络中心控制主机设计与家庭控制器基本相同，只是加了一个RS232接口，实现与PC机相连。通过放在物管中心的PC机实现小区网络监控功能。 结语 采用现有电话网络，结合射频无线通信技术和单片机网络控制技术，使本防盗报警系统经济、可靠，组网灵活；家庭无需为传感器布线；具有广泛的市场发展前景。

本系统主要由单片机和GSM短信模块组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。【关键词】单片机 GSM模块 传感器237513901

导语：家用燃气报警器是一种适合家庭使用的小型燃气安全防范产品。它能有效地避免因燃气泄漏而引起的爆炸、火灾、中毒等恶性事故，已经在世界上大部分国家或地区广泛应用。

国外应用

一些发达国家的城市大力推广甚至强制安装燃气报警器，如日本东京、韩国首尔、德国汉堡等城市，目前有80%以上的居民家庭安装各类燃气报警器。

日本从20世纪70年代开始推广家用燃气报警器，据统计，日本在1970年1年内共发生将近800起燃气事故，死伤人数超过500人。随着日本燃气应用的普及，家用燃气报警器的研制、开发、销售发展迅速，现在已有的燃气用户(包括管道用户和瓶装用户)装上家用燃气报警器。1998年的资料显示，城市管道燃气用户1年内发生的事故仅为16起。家用燃气报警器在日本发展40余年来，日本政府和生产企业大力推广家用燃气报警器的使用，是燃气泄漏和爆炸等事故的事故率远远低于欧美国家的重要原因之一，家用燃气报警器已成为家庭生活的必需品。 (注：应用的为传统型产品)

国内应用

家用燃气报警器在我国出现已经有十几年历史，但是即使是十多年的历史，至今家用燃气报警器还是由于种种原因受到冷落。根据媒体调查显示，2012年，哈尔滨的天然气用户为120万，而购买使用燃气报警器的用户只有30%。据北京一位业内人士透露，2010年北京天然气用户已经达到400多万户，但安装了燃气报警器的用户不超过50万户。此外，根据2013年一项网络调查数据显示，家中安装了燃气报警器的网民比例仅为。根据网络调查显示，仅有的网民愿意花钱安装家用燃气报警器，而不愿意或者认为无所谓的网民比例占到了半数以上。这些数据或许不能代表全国的情况，却也能够证明，家用燃气报警器在我国的使用情况确实不佳。大多数家庭根本没有把它当一回事，甚至不知道还有这样一个防止燃气中毒和燃气爆炸的“安全卫士”存在。

原因主要有以下几点：

一是老百姓的安全意识不够，很多人存在侥幸心理。

二是有些居民不介意花钱，毕竟一般家用燃气报警器才200元左右，但是面对市场上良莠不齐的家用燃气报警器，市民们不太信任。

因此要想大力推广家用燃气报警器，就必须加强政府的方向性指导，加强舆论对报警器知识和作用的宣传，生产企业提供有质量保障的产品。这样才能使市民真正提高安全意识，使家用燃气报警器早日进入千家万户，保护大家的安全。

据了解，我国目前还没有要求安装家用燃气报警器的强制性国家规定，但一些地方政府已经迈开了要求强制安装的脚步。

目前，在我国大部分地区，如北京、成都、哈尔滨、青岛、大连、石家庄、济南、武汉等城市，针对燃气中毒事故也采取了相关措施，部分地区将安装燃气泄漏报警器以地方法规的形式予以规定，近3年的结果显示，这些地区的燃气事故正在逐年减少。燃气供应是一个特殊的行业，国家相关规范标准和各地法规都对使用燃气的公共场所及密闭场所做出了具体的规定并强制执行。在家用燃气方面，国内部分省市明确规定新建住宅必须安装燃气泄漏安全保护装置。

山东省建设厅《关于推广使用户内燃气泄漏安全保护装置的通知》(鲁建安监字[2004]10号)第二条规定：各地要采取措施，研究制定方案，推广使用燃气泄漏安全保护装置，确保燃气使用安全。要向居民燃气用户积极推广使用户内燃气泄漏安全保护装置。管道燃气用户要安装使用户内燃气泄漏安全保护装置。新建建筑原则上都要安装使用户内燃气泄漏安全保护装置;原有建筑要逐步加装户内燃气泄漏安全保护装置。

《上海市燃气管理条例》第二十五条规定：在室内公共场所、地下或者半地下建筑物内使用燃气的场所，应当安装使用燃气泄漏安全保护装置;未安装使用燃气泄漏安全保护装置，燃气企业不得供气。安装燃气泄漏安全保护装置的燃气供气站点和用户，应当委托专业的检测机构定期对燃气泄漏安全保护装置进行检测。本市提倡居民用户使用家用燃气泄漏报警器。

《城镇燃气设计规范》GB 50028—2006第条规定：住宅厨房内宜设置排气装置和燃气浓度检测报警器。

从2002年开始，国家对可燃气体探测报警产品实行强制认证制度，并针对产品质量制定了严格的生产许可程序。

1、符合《可燃气体报警控制器》GB 16808—2008

2、通过国家消防电子产品质量监督检验中心检验，取得合格《检验报告》

3、公安部消防产品合格评定中心颁发《产品型式认可证书》。

4、国家认监委批准，新修订的《强制性产品认证实施规则火灾报警产品》于二O一四年九月一日起实施，家用天然气报警器必须具备3C国家强制性认证，家用天然气报警器3C认证是在沈阳消防所进行消防型式认可。

5、根据《中华人民共和国计量法》及其相关实施细则等法规要求，以销售为目的制造计量器具的单位和个人必须具备相应的.条件，取得制造计量器具许可证，即“CMC认证”。

家用燃气报警器一般安装在厨房，燃气报警器的核心是探测器，当探测器检测到燃气浓度达到报警设定值时，便会输出信号给燃气报警器，燃气报警器发出声光报警并可显示燃气浓度或启动外部联动设备(如排风扇、电磁阀)。对于探测器在安装现场对气体泄漏的感应能力，通常以各种气体爆炸下限的25%以下为报警浓度。根据《家用燃气泄漏报警器》CJ 3057—1996第条，天然气的报警体积分数为～，人工煤气的报警体积分数为～，液化石油气的报警体积分数为～。

不同的可燃气体的爆炸下限和爆炸上限各不相同。根据相关规范，现有燃气报警系统的设计中均设定可燃气体的体积分数在爆炸下限的20%～25%(或以下)和50%时发出警报。这里，爆炸下限的20%～25%时报警称作低限报警，而爆炸下限的50%时报警称作高限报警。

同时，物业也不能疏忽对公用消防设备的维保，推荐使用类似于 iFire 消防宝的软件，通过信息化技术四维定位工作人员，确保各类巡查记录表的客观性、准确性，实现设施设备管理的无纸化与数据可视化，有效降低公司运营成本，提升了维保的质量。

(1)分类

目前我国国内市场上的燃气报警器种类繁多，按探测器类型大致可分为三种：①接触燃烧式、②电化学式、③半导体式。最常见的是半导体传感器式报警器。由于其敏感度高，体积小，价格低廉等优势使其在众多的报警器中脱颖而出。这种报警器是利用半导体气体传感器作为报警器的探测装置，根据半导体的物理特性，探测装置又可分为电阻式和非电阻式两种。

(2)工作方式

家用燃气报警器有独立型、联网型、混合联网型3种工作方式。独立型报警器独立安装，外接220V或者12V、24V电压，报警器独立工作。检测空气中可燃气体浓度，当达到设定的浓度时，通过报警器上的声光报警装置发出报警信号，以达到预防燃气泄漏、保证人身财产安全的目的。

在联网型工作方式中，燃气管道上的紧急切断电磁阀可与燃气泄漏报警系统连锁或与消防及其他智能报警控制终端模块等连锁，实现现场或远程的连动控制。联网型家用燃气报警器的主要功能是：燃气发生泄漏后，当超过燃气报警浓度时系统便自动切断该用户的燃气供应，并发出声光报警信号，连动控制排风扇。联网型家用燃气报警器工作原理见图1。

在混合联网型工作方式中，报警器在报警的同时自动切断电磁阀，并通过小区门禁系统或者其他消防报警系统将信号送到小区监控中心，可以通过小区短信平台将用户家里燃气泄漏报警信息发送到用户的手机上。有也的产品配备控制主机，可向用户发送短信或拨打电话提醒。