1、 第1章 緒論1.1選題依據(jù)據(jù)及其意義隨著我國國民經(jīng)經(jīng)濟和人民生生活水平的不不斷提高，人人們的家居生生活條件不斷斷得到改善。由由于當今社會會城市化進程程不斷加快，城城市人口膨脹脹，外來人口口的增加，城城市里建成了了大量現(xiàn)代化化小區(qū)。另外外，加上煤氣氣和家用電器器設備使用中中的不安全因因素等，對居居民的生命和和財產(chǎn)安全構構成了很大的的潛在威脅。經(jīng)經(jīng)過分析，給給居民生命和和財產(chǎn)安全帶帶來最大的威威脅包括有兩兩大方面，一一方面是人為為引起的破壞壞(如盜竊、搶搶劫、兇殺)，另一方面面是自然災害害引起的破壞壞(如火災)。因此，人人們迫切需要要一種對室內(nèi)內(nèi)出現(xiàn)的各種種緊急意外事事件（如發(fā)生生入室盜竊、火火

2、災等）自動動發(fā)出報警信信息并通知戶戶主進行及時時處理的住宅宅安防系統(tǒng)。傳統(tǒng)的機械式（防防盜網(wǎng)、防盜盜窗）家居防防衛(wèi)系統(tǒng)在實實際使用中暴暴露了很多隱隱患，除了操操作繁瑣之外外，還沒達到到安全的效果果。同時，隨隨著社會信息息化進程的逐逐步深入，特特別是傳感器器技術和先進進的電子通信信技術的迅猛猛發(fā)展，家居居生活的網(wǎng)絡絡化與智能化化將成為人們們新的需求，智智能家居系統(tǒng)統(tǒng)也由此成為為了目前世界界范圍內(nèi)的熱熱門的研究領領域之一。智能家居安防系系統(tǒng)是以家庭庭住宅為平臺臺，融合了計計算機技術，網(wǎng)網(wǎng)絡通信技術術和自動控制制等技術，將將與家庭生活活相關的各種種應用子系統(tǒng)統(tǒng)有機的結合合在一起，為為人們提供更更加舒

3、適、高高效、便捷、安安全的現(xiàn)代居居住環(huán)境。新新的智能型家家庭安防報警警系統(tǒng)在感應應端主要通過過磁紅外、溫溫度、煤氣、玻玻璃破碎等探探測器來感應應異常的變化化，當感應器器感應到異常常情況時，自自動地把警情情發(fā)送至相關關部門和人員員，以便得到到及時的處理理，減少人員員傷亡和財產(chǎn)產(chǎn)損失。因此此，研究智能能家居安防系系統(tǒng)很有必要要。本課題旨在開發(fā)發(fā)出能夠準確確檢測是否有有陌生人闖入入居室、是否否有發(fā)生火災災的入門級家家居安防報警警系統(tǒng)。該課課題的研究，符符合社會的需需求，與同類類的智能家居居系統(tǒng)相比具具有使用簡單單方便、價格格低廉、安裝裝簡單等優(yōu)點點，具有廣闊闊的市場前景景，同時有利利于更好的改改善人

4、們生活活水平，保障障家居人身和和財產(chǎn)安全，是是一項非常具具有研究和開開發(fā)意義的題題目。文中設設計基于511單片機為核核心的新型智智能家居安防防系統(tǒng)， 使原來小區(qū)區(qū)安防系統(tǒng)的的實時性和可可靠性有了一一個新層次的的提高。本系系統(tǒng)可以對整整個家居的安安全環(huán)境進行行實時監(jiān)控， 監(jiān)控的范圍包括室內(nèi)防盜、火災報警、煤氣泄露等一系列不安全因素。一旦有上述事故發(fā)生， 該報警系統(tǒng)就會發(fā)出相應的報警信息， 用警報音向用戶發(fā)出警報，并且向遠方用戶發(fā)送相應的短信?，F(xiàn)代的單片機普普遍具備通信信接口，可以以很方便地與與計算機進行行數(shù)據(jù)通信，為為在計算機網(wǎng)網(wǎng)絡和通信設設備間的應用用提供了極好好的物質(zhì)條件件，現(xiàn)在的通通信設備

5、基本本上都實現(xiàn)了了單片機智能能控制，從手手機，電話機機、小型程控控交換機、樓樓宇自動通信信呼叫系統(tǒng)、列列車無線通信信、再到日常常工作中隨處處可見的移動動電話，集群群移動通信，無無線電對講機機等。1.2國內(nèi)外研研究現(xiàn)狀在如今互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)經(jīng)濟日益繁榮榮的時代，小小區(qū)和家庭智智能化的安防防建設已經(jīng)受受到越來越多多的重視，國國外很多知名名企業(yè)已經(jīng)能能為用戶提供供帶有安防報報警系統(tǒng)的智智能化的住宅宅解決方案，為為眾多小區(qū)和和家庭用戶提提供全面的安安全防護和信信息服務，其其自動化、智智能化水平已已相當?shù)母摺Ｈ缥鞣桨l(fā)達國家，他們具有比較完善的火災，闖入等預防，監(jiān)測，報警，搶救及善后處理等體系。他們采用有計算機通

6、過網(wǎng)絡將各個節(jié)點的數(shù)據(jù)信息采集，統(tǒng)一到中央計算機來進行實時的分析處理，準確地發(fā)現(xiàn)險情隱患點，同時判斷出險情的類型，特點，以啟動不同的應急預案。這些發(fā)達國家已經(jīng)將家居火災報警等安防系統(tǒng)和公共監(jiān)控系統(tǒng)連接在一起，及時準確的發(fā)現(xiàn)險情，最大化的降低損失，值得我們學習！在國外各大企業(yè)業(yè)研發(fā)智能家家居安防產(chǎn)品品的同時，國國內(nèi)廠商也已已開始智能家家居安防產(chǎn)品品的研發(fā)和生生產(chǎn)，特別是是一些大型IIT企業(yè)利用用自身在資金金與技術方面面的優(yōu)勢，在在低端產(chǎn)品市市場上占據(jù)了了相當重要的的地位?？傮w體來說，由于于國內(nèi)智能安安防報警系統(tǒng)統(tǒng)起步較晚，相相對于國外來來說還是有不不少差距。但但有些產(chǎn)品，比比如家庭智能能終端，中

7、國國的幾個廠商商的產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)做的很好了了，不但外觀觀漂亮，而且且功能齊全，與與國外的品牌牌相比非常具具有競爭力，比比如海爾和聯(lián)聯(lián)想公司出的的家庭智能終終端。由于目目前國家尚沒沒有正式頒布布相關的行業(yè)業(yè)技術標準，廠廠家采用各自自不同的技術術解決方案，這這在某種程度度上制約了我我國家居安防防行業(yè)的發(fā)展展，在今后相相當長一段時時問內(nèi)技術的的整合趨勢將將形成統(tǒng)一的的標準。另外外國內(nèi)建成的的智能安防系系統(tǒng)大部分采采用的是有線線通信技術，系系統(tǒng)設計、施施工成本較高高，基于無線線通信技術的的家居安防系系統(tǒng)目前還處處于起步階段段，具有廣闊闊的發(fā)展前景景。1.3本系統(tǒng)特特點本設計研究的內(nèi)內(nèi)容是以單片片機為主要控

8、控制元件，利利用熱釋電紅紅外傳感器實實現(xiàn)對住宅陌陌生人的入侵侵檢測，利用用溫度傳感器器實現(xiàn)對火災災的檢測，利利用液晶屏顯示當前的安防信息。當當出現(xiàn)警情時時，通過單片片機控制報警警電路完成警警情的聲光報報警，并在顯顯示屏上顯示示警情種類，用用戶可以根據(jù)據(jù)安置場所可可能出現(xiàn)的警警情種類，開開啟合適的報報警器開關，以達到針對性的布防效果。本系統(tǒng)制作簡單、成本低，功能齊全，安裝方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠。它是可以廣泛應用于小區(qū)住宅、酒店、倉庫等領域的多功能安防報警系統(tǒng)。本系統(tǒng)還可以通過GPRS模塊發(fā)送相應險情到指定手機號碼上，具有很強的實時性和可靠性。第2章 基本原原

9、理2.1單片機技技術及AT89cc51系列的簡介單片機是一種集集成電路芯片片，是采用超超大規(guī)模集成成電路技術把把具有數(shù)據(jù)處處理能力的中中央處理器CCPU隨機存存儲器RAMM、只讀存儲儲器ROM、多種種I/O口和中中斷系統(tǒng)、定定時器/計時器等功功能（可能還還包括顯示驅(qū)驅(qū)動電路、脈脈寬調(diào)制電路路、模擬多路路轉(zhuǎn)換器、AA/D轉(zhuǎn)換器器等電路）集集成到一塊硅硅片上構成的的一個小而完完善的微型計計算機系統(tǒng)，在在工業(yè)控制領領域的廣泛應應用。從上世世紀80年代，由由當時的4位、8位單片機，發(fā)發(fā)展到現(xiàn)在的的32位300M的高高速單片機。單單片微型計算算機簡稱單片片機，是典型型的嵌入式微微控制器（MMicrocc

10、ontrooller Unit），常用英文字母的的縮寫MCUU表示單片機機，單片機又又稱單片微控控制器，它不不是完成某一一個邏輯功能能的芯片，而而是把一個計計算機系統(tǒng)集集成到一個芯芯片上。單片片機由運算器器，控制器，存存儲器，輸入入輸出設備構構成，相當于于一個微型的的計算機（最最小系統(tǒng)），和和計算機相比比，單片機缺缺少了外圍設設備等。概括括的講：一塊塊芯片就成了了一臺計算機機。它的體積積小、質(zhì)量輕輕、價格便宜宜、為學習、應應用和開發(fā)提提供了便利條條件。同時，學學習使用單片片機是了解計計算機原理與與結構的最佳佳選擇。它最最早是被用在在工業(yè)控制領領域。由于單片機在工工業(yè)控制領域域的廣泛應用用，單片

11、機由由僅有CPUU的專用處理理器芯片發(fā)展展而來。最早早的設計理念念是通過將大大量外圍設備備和CPU集成在在一個芯片中中，使計算機機系統(tǒng)更小，更更容易集成進進復雜的而對對體積要求嚴嚴格的控制設設備當中。AAT89C551是帶4kk字節(jié)閃爍可可編程可擦除除的低電壓高高性能CMOOS8位微處處理器。也就就是我們通常常所說的單片片機。它是AATMEL公公司生產(chǎn)的一一種高效微處處理器，采用用了ATMEEL高密度非非易失存儲制制造技術，和和MCS-551指令集兼兼容。同時AATMEL的的AT89cc51可以應應用到很多的的嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)中。主要特性：壽命1000寫寫/擦循環(huán)4k字節(jié)可編程程閃爍存儲器器數(shù)據(jù)保

12、留時間110年128*8位內(nèi)內(nèi)部RAM5個中斷源可編程串行通道道全靜態(tài)工作：00HZ-244HZ三級程序存儲器器鎖定32可編程I/O線兩個16位定時時器/計數(shù)器器低功耗的閑置及及掉電模式片內(nèi)振蕩器及時時鐘電路管腳原理圖如如圖2-1所所示 圖2-1管腳說明VCC：接入電電源。VSS:接地。P0口：P0口口是8位漏極極開路雙向II/0口，每每個腳可以吸吸收8TTLL門電流。它它可以用于外外部的程序數(shù)數(shù)據(jù)存儲器，為為地址/數(shù)據(jù)據(jù)分時復用口口。P1口：p1口口是內(nèi)部已經(jīng)經(jīng)提供了上拉拉電阻的8位位雙向I/OO口，它的緩緩沖器能接受受4TTL門門電流。P2口：p2口口也是內(nèi)部上上拉電阻的88位準雙向II/

13、O接口。同同樣其緩沖器器能接收輸出出4TTL門門電流。P22口在FLAASH編程和和校驗時接收收控制信號和和高八位地址址信號。P3口：它是雙雙功能口。可可以作為一般般的準雙向II/O口。RST：復位輸輸入口。ALE/PROOG：在訪問問外部存儲器器是，ALEE(允許地址址鎖存信號)用于鎖存出出現(xiàn)在P0口口的低8位地地址。當不訪訪問外部存儲儲器是，ALLE仍以振蕩蕩器頻率的11/6周期性性的輸出正脈脈沖信號，可可用作對外輸輸出的時鐘脈脈沖或定時目目的。/PSEN:外外部程序存儲儲器的選通信信號，低電平平有效。當從從外部程序存存儲器讀取指指令或常數(shù)時時，每個機器器周期/PSSEN兩次有有效，而訪問

14、問外部數(shù)據(jù)存存儲器是，/PSEN信信號將不出現(xiàn)現(xiàn)。/EA/Vppp:/EA位位訪問外部程程序存儲器控控制信號。當當/EA低電電平時，不管管片內(nèi)是否有有程序存儲器器，都只是訪訪問外部程序序存儲器。而而在高電平時時訪問片內(nèi)程程序存儲器。XTAL1：方方向放大器的的輸入和內(nèi)部部時鐘電路的的輸入。XTAL2：片片內(nèi)振蕩器的的反相放大器器的輸出端。2.2 GPRRS模塊基本本原理通用分組無線服服務技術（GGeneraal Paccket RRadio Serviice)的簡簡稱，它是GGSM移動電電話用戶可用用的一種移動動數(shù)據(jù)業(yè)務。GGPRS可說說是GSM的的延續(xù)。GPPRS和以往往連續(xù)在頻道道傳輸?shù)姆?/p>

15、式式不同，是以以封包（Paacket）式式來傳輸，因因此使用者所所負擔的費用用是以其傳輸輸資料單位計計算，并非使使用其整個頻頻道，理論上上較為便宜。GGPRS的傳傳輸速率可提提升至56甚甚至114KKbps。自自從首次實現(xiàn)現(xiàn)文本信息傳傳輸以來，無無線數(shù)據(jù)應用用已經(jīng)歷了飛飛躍式的增長長，單是看看看歐美知名廠廠商大肆宣傳傳通用分組無無線業(yè)務(GGPRS)的的勁頭，似乎乎也能讓人感感到下一代移移動數(shù)據(jù)應用用時代的行將將來臨。將在在99年底或或是20000年初開啟的的通用分組無無線業(yè)務GPPRS，作為為邁向第三代代個人多媒體體業(yè)務的重要要里程碑，將將使移動通信信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡絡合二為一，使使IP業(yè)務得得以

16、引入廣闊闊的移動市場場。盡管目前前移動數(shù)據(jù)的的使用相對較較少，但在某某些市場中，不不同的用戶群群卻正在快速速發(fā)展，其推推動力量主要要是在移動領領域中采用數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務的商商業(yè)市場。不不論是愛立信信、諾基亞還還是阿爾卡特特，幾乎所有有宣傳GPRRS的廠商都都以商業(yè)用戶戶市場的快速速成長來游說說運營商。 GSMM系統(tǒng)的分組組移動數(shù)據(jù)通通信（即GPPRS）是基基本分組無線線業(yè)務，采用用分組交換的的方式，數(shù)據(jù)據(jù)速率最高可可達164kkbs、它它可以給GSSM用戶提供供移動環(huán)境下下的高速數(shù)據(jù)據(jù)業(yè)務，還可可以提供收發(fā)發(fā)Emai11、Inteernet例例覽等功能。2.3傳感器原原理2.3.1紅外外傳感器紅外技

17、術是在最最近幾十年中中發(fā)展起來的的一門新興技技術。它已經(jīng)經(jīng)在科技國防防和工農(nóng)業(yè)生生產(chǎn)等領域獲獲得了廣泛的的應用。紅外外光傳感器按按其應用可以以分為以下幾幾個方面1 紅外輻射計計用于輻射和和光譜輻射測測量2搜索和跟蹤蹤系統(tǒng)用于搜搜索和跟蹤紅紅外目標確定定其空間位置置并對其運動動進行跟蹤33熱成像系統(tǒng)統(tǒng)可以產(chǎn)生整整個目標紅外外輻射的分布布圖像如紅外外圖像儀多光光譜掃描儀等等。4紅外測距和和通訊系5混混合系統(tǒng)是指以上各各類系統(tǒng)中的的兩個或多個個的組合一紅紅外輻射基礎礎 紅外輻射射又稱紅外線線它是一種不不可見光由于于是位于可見見光中紅色光光以外的光線線故稱為紅外外線。它的波波長在0.776um1000

18、uum紅外線在在電磁波譜中中的位置如圖圖所示工程上上又把紅外線線所占據(jù)的波波段分為四部部分即近紅外外中紅外遠紅紅外和極遠紅紅外紅外光傳傳感器按工作作原理可以分分為光量子型型和熱電型兩兩大類其量子子型可以直接接把紅外光能能轉(zhuǎn)換成電能能如對紅外線線敏感的光敏敏電阻和PNN結型光生伏伏特效應器件件它們能在低低溫下工作靈靈敏度高響應應速度快但紅紅外光的波長長響應范圍窄窄可以用于遙遙感成像等方方面。熱電型型吸收紅外光光后變成熱能能使材料的溫溫度上升電化化學特性改變變?nèi)藗兝眠@這個現(xiàn)象制成成了測量光輻輻射的器件。這這類器件中應應用最廣泛的的是紅外光敏敏熱釋電效應應器件2.3.2煙霧霧氣體傳感器器在探測器的

19、電離離室內(nèi)放一放射源Amm241，其其不斷地持續(xù)續(xù)放射出粒粒子射線，以以高速運動撞撞擊空氣中的的氮、氧等分分子，在粒粒子的轟擊下下引起電離，產(chǎn)產(chǎn)生大量的帶帶正負電荷的的離子，從而而使得原來不不導電的空氣氣具有導電性性，當在電離離室兩端加上上一定的電壓壓后，使得空空氣中的正負負離子向相反反的電極移動動，形成電離離電流。具體體電流的大小小與電離室本本身的幾何形形狀、放射源源活度、粒粒子能量、電電極電壓的大大小及空氣的的密度、溫度度、濕度和氣氣流速度等因因素有關。當當煙霧粒子進進入電離室后后，由于氣熔熔膠吸附大量量的正負離子子，使其中和和。煙霧越濃濃，導致離子子復合幾率加加快，從而使使空氣中電離離電

20、流迅速下下降，電離室室阻抗增加，因因此根據(jù)R值變化可以以感受到煙霧霧濃度的變化化，從而實現(xiàn)現(xiàn)對火災的探探測。傳感器器的感煙時當當火災場所發(fā)發(fā)生的煙霧進進入到監(jiān)測電電離室，位于于電離室中的的檢測源镅2241放射a射線，使電電離室內(nèi)的空空氣離成正負負離子。當煙煙霧進入時，內(nèi)內(nèi)外電離室因因極性相反，所所產(chǎn)生的離子子電流保持相相對穩(wěn)定，處處于平衡狀態(tài)態(tài)；火災發(fā)生生初期釋放的的氣溶膠亞微微粒子及可見見煙霧大量進進入檢測電離離室，吸附并并中和正負離離子，使電離離電流急劇減減少，改變電電離平衡狀態(tài)態(tài)而輸出檢測測電信號，經(jīng)經(jīng)后級電路處處理識別后，發(fā)發(fā)出報警，并并向配套監(jiān)控控系統(tǒng)輸出報報警開關信號號。 2.4本

21、系統(tǒng)基基本框架本設計包括硬件件設計和軟件件設計兩個部部分。硬件模模塊劃分為紅紅外傳感器模模塊、煙霧傳傳感器模塊、單片機控制模塊、聲報警模塊、TFT顯示模塊、控制模塊。就此設計的幾幾個模塊來說說，單片機是是設計的中心心模塊，所以以此系統(tǒng)也是是單片機應用用系統(tǒng)的一種種應用。單片片機應用系統(tǒng)統(tǒng)也是有硬件件和軟件組成成。硬件包括括單片機、輸輸入/輸出設設備、以及外外圍應用電路路等組成的系系統(tǒng)，軟件是是各種工作程程序的總稱。單單片機應用系系統(tǒng)的研制過過程包括總體體設計、硬件件設計、軟件件設計等幾個個階段。從設計的要求求來分析該設設計需包含如如下結構：電電源、傳感器器電路、單片片機控制電路路、鈴音報警警電

22、路、復位位電路、TFFT顯示組成成。處理器采用用51系列單片片機。整個系系統(tǒng)是在系統(tǒng)統(tǒng)軟件控制下下工作的。設設置在監(jiān)測點點上的各種數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊塊將原始信息息轉(zhuǎn)化成電信信號，經(jīng)放大大電路、比較較電路送至門門限開關，打打開門限閥門門送出TTLL 電平至單單片機。在單單片機內(nèi)，經(jīng)經(jīng)軟件查詢、識識別判決等環(huán)環(huán)節(jié)實時發(fā)出出報警狀態(tài)控控制信號。驅(qū)驅(qū)動電路將控控制信號放大大并驅(qū)動聲光光報警電路完完成相應動作作。當報警延延遲5秒后自動解解除，也可人人工手動解除除報警信號，當當警情消除后后復位電路可可使系統(tǒng)復位位。第3章 系統(tǒng)設設計3.1方案選擇擇論證家庭安防報警系系統(tǒng)一般包含含幾個部分，包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)

23、據(jù)處理部分、報警顯示部分。數(shù)據(jù)采集部分具體可分為：紅外入侵檢測報警，火災報警，煤氣泄漏報警三大塊?？梢钥闯鰯?shù)據(jù)采集部分可供選擇的只有傳感器模塊，數(shù)據(jù)處理部分和報警顯示部分有多重選擇。該部分系統(tǒng)設計計方案有以下下三種：方案一；利用AARM作為數(shù)數(shù)據(jù)處理器，以GPRS模塊發(fā)送短息為報警警示，以TFT顯示屏作為顯示警報。好無疑問，ARM具備強大的計算能力，能夠輕易勝任此數(shù)據(jù)處理工作。但是目前市場上ARM模塊價格大大增加的本系統(tǒng)的成本。本方案有待商榷。方案三：以MSSP430芯片為為數(shù)據(jù)處理器器，配合GPRRS模塊等進進行作業(yè)。MMSP擁有低低功耗，片上上資源豐富等等優(yōu)點。但是是考慮到本系系統(tǒng)需求，采

24、采用MSP將將浪費大兩資資源。方案三：以MCCU51作為為數(shù)據(jù)處理中中心。目前MMCU技術已已經(jīng)相當成熟熟，價格便宜宜，開發(fā)容易易，后期維護護簡單。就功功能而言，MMCU完全能能夠處理本系系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過比較，方案案三能滿足我我們的多樣化化需求，更加加人性化，更更加簡單有效效，故本設計計選擇方案三三3.2系統(tǒng)硬件件總體設計單片機是本設計計的中心模塊塊，所以此系系統(tǒng)也是單片片機應用系統(tǒng)統(tǒng)的一種應用用。單片機應應用系統(tǒng)也是是有硬件和軟軟件組成。硬硬件包括單片片機、輸入/輸出設備、以以及外圍應用用電路等組成成的系統(tǒng)，軟軟件是各種工工作程序的總總稱。單片機機應用系統(tǒng)的的研制過程包包括總體設計計、硬件設計

25、計、軟件設計計等幾個階段段。從設計的要求求來分析該設設計需包含如如下結構：傳傳感器ADCC電路、單片片機控制模塊塊、GPRS模模塊、TFTT顯示模塊組組成。它們之之間的構成框框圖如圖3-1所示：圖3-1 系系統(tǒng)設計框圖圖處理器采用588系列單片機機。整個系統(tǒng)統(tǒng)是在系統(tǒng)軟軟件控制下工工作的。設置置在監(jiān)測點上上的各種數(shù)據(jù)據(jù)采集模塊將將原始信息轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成電信號號，經(jīng)ADC模模擬轉(zhuǎn)數(shù)字電電路，將 TTL 電電平至單片機機。在單片機機內(nèi)，經(jīng)軟件件查詢、識別別判決等環(huán)節(jié)節(jié)實時發(fā)出報報警狀態(tài)控制制信號。驅(qū)動動電路將控制制信號放大并并驅(qū)動聲光報報警電路和GGPRS模塊塊完成相應報報警。當報警警延遲5秒后自動解除

26、除，也可人工工手動解除報報警信號，當當警情消除后后復位電路可可使系統(tǒng)復位位。3.3系統(tǒng)軟件件總體設計系統(tǒng)軟件的設計計主要是通過過單片機實時時檢測ADCC輸入電平變變化。當單片片機判斷出警警情時，單片片機會處理并并控制聲光報報警電路、顯顯示電路和GGPRS模塊塊完成報警動動作。本系統(tǒng)統(tǒng)軟件部分流流程大致為：首先初始化化MCU，判判斷ADC信號是是否正常，如如果指標不正正常，進行煙煙霧氣體報警，指標正正常則返回初初始化階段反反復進行檢測測；同時進行行紅外傳感器器的檢測，如如果不正常，則進行闖入入報警，正常常則返回初始始化階段，反反復檢測數(shù)據(jù)據(jù)。在確認發(fā)發(fā)生險情的情情況下，發(fā)送送相應的短信信到指定的

27、手手機號碼上，并并可與物管點點電腦進行互互動，達到防防火滅火保護護人身財產(chǎn)安安全的目的。本系統(tǒng)所涉及的的軟件部分的的框圖如圖33-2所示：圖3-2 主程程序工作流程程圖本主程序?qū)崿F(xiàn)的的功能是：當當單片機檢測測到ADC數(shù)數(shù)據(jù)異常時，表表示有人闖入入監(jiān)控區(qū)或發(fā)發(fā)生了火災險險情，從而經(jīng)經(jīng)過單片機內(nèi)內(nèi)部程序處理理后，驅(qū)動聲聲光報警電路路開始報警，報報警持續(xù)5秒秒鐘后自動停停止報警，然后程序開開始循環(huán)工作作，檢測是否否還有下次觸觸發(fā)信號，等等待報警從而而使報警器進進入連續(xù)工作作狀態(tài)。同時時，利用中斷斷方式可以實實現(xiàn)報警持續(xù)續(xù)時間未到55秒鐘時，用用手工按鍵復復位停止聲光光報警的作用用。第4章 系系統(tǒng)的實

28、現(xiàn)4.1 系統(tǒng)硬硬件平臺介紹紹4.1.1 YYT-16DD實驗箱 本系統(tǒng)統(tǒng)以單片機實實驗箱YT-16D為硬硬件平臺，該該試驗箱功能能強大，攜帶帶方便，能實實現(xiàn)多個功能能。下圖4-1為試驗驗箱具體功能能構造圖樣。圖4-1 YTT-16D試試驗箱4.1.2 GGPRD模塊塊 系統(tǒng)采采用SIM3300GPRRS/GSMM模塊進行短短信報警。SSIM3000是小體積即即插即用模組組中完善的三三頻/四頻* GSM/GPRS解解決方案。使使用工業(yè)標準準界面，使得得具備GSMM/GPRSS 900/1800/1900MMHz功能的的SIM3000C以小尺尺寸和低功耗耗實現(xiàn)語音、SSMS、數(shù)據(jù)據(jù)和傳真信息息的

29、高速傳輸輸。SIM300的的優(yōu)良性能讓讓它應用于許許多方面，例例如WLL、MM2M、手持持設備等等：三頻/四頻GSSM/GPRRS模塊，外外形尺寸400 x33x22.85mmm支持用戶定定制的MMII和鍵盤/LLCD內(nèi)嵌強強大的TCPP/IP協(xié)議議?；诔墒焓炜煽康募夹g術平臺，無線線通訊模塊的的技術支持從從產(chǎn)品定義到到設計和生產(chǎn)產(chǎn)的全程服務務4.2 紅外報報警器模塊的的實現(xiàn)紅外入侵報警器器是由發(fā)射機機和接收機組組成，發(fā)射機機是由電源、發(fā)發(fā)光源和光學學系統(tǒng)組成，接接收機是光學學系統(tǒng)、光電電傳感器、放放大器、信號號處理器等部部分組成。主主動紅外報警警器是一種紅紅外線光束遮遮擋型報警器器，發(fā)射機中

30、中的紅外發(fā)光光二極管在電電源的激發(fā)下下，發(fā)出一束束經(jīng)過調(diào)制的的紅外光束(此光束的波波長約在0.80.995微米之間間)，經(jīng)過光光學系統(tǒng)的作作用變成平行行光發(fā)射出去去。此光束被被接收機接收收，由接收機機中的紅外光光電傳感器把把光信號轉(zhuǎn)換換成信號，經(jīng)經(jīng)過電路處理理后傳給報警警控制器。由由發(fā)射機發(fā)射射出的紅外線線經(jīng)過防范區(qū)區(qū)到達接收機機，構成了一一條警戒線。正正常情況下，接接收機收到的的是一個穩(wěn)定定的光信號，紅紅外光束被遮遮擋，接收機機收到的紅外外信號發(fā)生變變化，提取這這一變化，經(jīng)經(jīng)放大和適當當處理，控制制器發(fā)出的報報警信號。一一般應用在周周界防范居多多，最大的優(yōu)優(yōu)點就是防范范距離遠，能能達到被動紅

31、紅外的十倍以以上探測距離離。紅外傳感感器發(fā)射及接接受連接原理理圖如圖4-2。圖4-2紅外傳傳感器發(fā)射及及接受連接原原理圖在本系統(tǒng)中，紅紅外線報警器器為單片機控控制核心提供供闖入信號的的檢測。主要要程序段為：void IR_Seend_Reev (vooid)unsigneed chaar i,ppulse_num;IRSend_A=0; /關閉2個發(fā)射管IRSend_B=0; pullse_nuum=0;/清零脈沖沖計數(shù) for(i=0;i8) Lefft_Flaag=1;/如果判斷斷有障礙，點點亮LED_B指示，否否則熄滅else Lefft_Flaag=0;pulse_num=00; /脈

32、沖計數(shù)數(shù)for(i=0;i8) Rigght_Fllag=1;/如果判判斷有障礙，點點亮LED_A指示，否否則熄else Rigght_Fllag=0;4.3 溫度度報警模塊的的實現(xiàn)4.3.1 概概述本系統(tǒng)采用的是是電阻控制型型的氣敏器件件MQ-2，其其阻值隨被測測氣體的濃度度而變化。氣氣敏器件又是是一種“氣電”傳感器器件，它將被被側(cè)氣體的濃濃度信號轉(zhuǎn)變變成相應的電電信號。器件件放置一段時時間后， 再再通電使用時時，阻值是先先下降，然后后又上升，通通電大約100分鐘后（叫叫初期穩(wěn)定時時間），才能能穩(wěn)定到與氣氣氛狀態(tài)相應應的阻值。為為了避免通電電開始時的誤報報動作，應特特別注意要設設置十幾分鐘鐘

33、的延遲電路路。器件的響響應時間約為為10秒，恢恢復時間約為為30秒660秒。使用用氣敏器件，要要避免油浸或或油垢污染，更更不要將氣敏敏器件長時間間放在腐蝕氣氣體中。長時時間使用時，要要有防止灰塵塵堵塞不銹鋼鋼網(wǎng)的措施。煙霧氣感火災報警模塊的原理圖如圖4-3.4.3.2 AA/D轉(zhuǎn)換器器本系統(tǒng)使用的AAD轉(zhuǎn)換器是是PCF8559.PCF85591是一個個單片集成、單單獨供電、低低功耗、8-bit CCMOS數(shù)據(jù)據(jù)獲取器件。PPCF85991具有4個個模擬輸入、11個模擬輸出出和1個串行行I2C總線線接口。PCCF85911的3個地址址引腳A0, A1和AA2可用于硬硬件地址編程程，允許在同同個I

34、2C總總線上接入88個PCF88591器件件，而無需額額外的硬件。在在PCF85591器件上上輸入輸出的的地址、控制制和數(shù)據(jù)信號號都是通過雙雙線雙向I22C總線以串串行的方式進進行傳輸。AADC連接原原理圖如圖44-4.圖4-3 ADDC連接原理理圖PCF859程程序代碼：/*讀ADC08332函數(shù)*/采集并返回回unsigneed intt Adc00832(uunsignned chhar chhannell) /ADD轉(zhuǎn)換，返回回結果 uchhar i=0; uchhar j; uinnt datt=0; uchhar nddat=0; if(channnel=00)channnel=2

35、2; if(channnel=11)channnel=33; ADDDI=1; _noop_(); _noop_(); ADCCS=0;/拉低CSS端 _noop_(); _noop_(); ADCCLK=1;/拉高CCLK端 _noop_(); _noop_(); ADCCLK=0;/拉低CCLK端,形形成下降沿11 _noop_(); _noop_(); ADCCLK=1;/拉高CCLK端 ADDDI=chaannel&0 x1; _noop_(); _noop_(); ADCCLK=0;/拉低CCLK端,形形成下降沿22 _noop_(); _noop_(); ADCCLK=1;/拉高C

36、CLK端 ADDDI=(chhannell1)&0 x1; _noop_(); _noop_(); ADCCLK=0;/拉低CCLK端,形形成下降沿33 ADDDI=1;/控制命令令結束 _noop_(); _noop_(); datt=0; forr(i=0;i8;ii+) dat|=ADDOO;/收數(shù)數(shù)據(jù) ADCLLK=1; _nopp_(); _nopp_(); ADCLLK=0;/形成一次次時鐘脈沖 _nopp_(); _nopp_(); dat=1; if(ii=7)ddat|=AADDO; forr(i=0;i8;ii+) j=0; j=j|ADDO;/收數(shù)據(jù)據(jù) ADCLLK=1;

37、 _nopp_(); _nopp_(); ADCLLK=0;/形成一次次時鐘脈沖 _nopp_(); _nopp_(); j=j7; ndatt=ndatt|j; if(ii=1; ADCCS=1;/拉低CSS端 ADCCLK=0;/拉低CCLK端 ADDDO=1;/拉高數(shù)據(jù)據(jù)端,回到初初始狀態(tài) datt=8; datt|=ndaat; retturn(ddat); /reeturn ad k4.4 液晶顯顯示模塊4.4.1 概概述 液晶晶顯示器簡稱稱LCD，是是一種低壓微微耗的平板型型顯示器，屬屬于被動顯示示器件，本身身并不發(fā)光，是是借助于對外外界光的調(diào)制制來顯示的。液液晶顯示器具具有壽命長

38、、功功耗低、體重重輕、抗干擾擾能力強、顯顯示內(nèi)容豐富富等眾多優(yōu)點點，所以在很很多單片機系系統(tǒng)中得到了了廣泛的應用用。4.4.2 液液晶顯示原理理 液晶晶是一種性能能介于液體和和晶體之間的的有機高分子子材料，它能能在一定溫度度范圍內(nèi)具有有液體的流動動性、黏度、形形變等機械特特性，同時又又具有晶體的的熱（熱效應應）、光（光光學各向異性性）、電（電電光效應）、磁磁（磁光效應應）等物理特特性。 我們們知道，光線線穿透液晶的的路徑由構成成它的分子排排列所決定。人人們發(fā)現(xiàn)在給給液晶充電時時會改變它的的分子排列，從從而造成光線線的扭曲或折折射。液晶面板自身是是被動顯示器器件無法實現(xiàn)現(xiàn)自主發(fā)光，但但是它可以起

39、起到對光的遮遮擋作用，所所以在顯示屏屏的兩邊都設設有作為光源源的燈管，同同時在液晶顯顯示器的背面面有一塊背光光板和反光膜膜。背光板由由熒光物質(zhì)組組成，可以發(fā)發(fā)射光線，作作用主要是提提供均勻的背背景光源。背背光板發(fā)出的的光線在穿過過偏振過濾層層之后，進入入了包含成千千上萬水晶液液滴的液晶層層，液晶層中中的水晶液滴滴都會被包含含在細小的單單元格結構中中，一個或者者多個單元格格構成屏幕上上的一個像素素，而這些像像素可以是亮亮的或者不亮亮的，這樣大大量排列整齊齊的像素中亮亮與不亮便形形成了單色的的圖像。為了了實現(xiàn)完整的的顯示功能，必必須為它設計計一套背光組組件。背光源源發(fā)出光線，經(jīng)經(jīng)反射板、導導光板、

40、光學學擴散片、棱棱鏡片等輔助助部件后再照照射到液晶面面板上，液晶晶面板在電信信號的驅(qū)動下下確定每個像像素區(qū)域的光光通和光斷情情況，并在彩彩色濾光片的的作用下形成成明暗不一、顏顏色各異的光光線再輸出。這這樣就是用戶戶所看到的液液晶顯示屏上上的彩色畫面面。本課題的研究選選取TFT彩彩屏液晶顯示示器。4.4.3TFFT的基本特特點 TFTT屏幕是薄膜膜晶體管，是是有源矩陣類類型液晶顯示示器，在其背背部設置了特特殊光管，可可以主動對屏屏幕上的各個個獨立的像素素進行控制，這這也是所謂的的主動矩陣TTFT的來歷歷，這樣可以以大大提高響響應時間，約約為80mss，它還有出出色的色彩飽飽和度，還原原能力和高對

41、對比度，在太太陽光下依然然看得很清晰晰。缺點是比比較耗電和成成本較高。4.3.1 TTFT的連接接原理圖本流程圖首先進進行系統(tǒng)的初初始化，然后后對LCD控控制寄存器及及地址寄存器器進行改寫，設設置一些LCCD的參數(shù)，配配置Bufffer的起始始地址和Buuffer大大小等一些參參數(shù)，然后清清屏，最后系系統(tǒng)可以通過過控制器發(fā)出出的指令來調(diào)調(diào)用相關函數(shù)數(shù)，完成相應應的示功能。原理理圖如圖4-4.圖4-4TFTT連接原理圖圖4.4.5 TTFT的程序序TFT部分的程程序主要是顯顯示英文字符符、漢字、字字符串、寫命命令、寫數(shù)據(jù)據(jù)等等。具體體的程序代碼碼如下：/* 顯示英文文字符輸入?yún)?shù)：x 橫坐標 y

42、 縱坐標 c 需需要顯示的字字符 fCoolor 字字符顏色 bCoolor 字字符背景顏色色*/#includde 8XX16.hvoid LCCD_PuttChar88x16(uunsignned shhort xx, unssignedd shorrt y, char c, unnsigneed intt fCollor, uunsignned innt bCoolor) unsignned innt i,jj; LCD_SeetPos(x,x+88-1,y,y+16-1); for(i=0; i16;i+) unsiggned cchar mm=Fontt8x16c*16+i;for(

43、jj=0;j8;j+) if(m&0 x880)=00 x80) Wriite_Daata_U116(fCoolor);elsee Wriite_Daata_U116(bCoolor);m=1;/* 顯示英文文字符輸入?yún)?shù)：x 橫坐標 y 縱坐標 c 需需要顯示的字字符 fCoolor 字字符顏色 bCoolor 字字符背景顏色色*/void LCCD_PuttChar(unsiggned sshort x, unnsigneed shoort y, charr c, uunsignned innt fCoolor, unsiggned iint bCColor) LCD_PPutChaar8

44、x166( x, y, c, fCollor, bbColorr );/* 顯示漢字字輸入?yún)?shù)：x 橫坐標 y 縱坐標 c 需需要顯示的漢漢字碼 fCoolor 字字符顏色 bCoolor 字字符背景顏色色*/#includde GBB1616.h/16*16漢字字字模void PuutGB16616(unnsigneed shoort x, unsiigned shortt y, unsiggned cchar cc2, unsiggned iint fCColor,unsiggned iint bCColor)unsignned innt i,jj,k;LCD_SeetPos(x, xx+

45、16-11,y, yy+16-11);for (kk=0;k64;k+) /64標標示自建漢字字庫中的個數(shù)數(shù)，循環(huán)查詢詢內(nèi)碼 if (codeeGB_166k.IIndex0=cc0)&(coddeGB_116k.Indexx1=c1) foor(i=00;i322;i+) unssignedd shorrt m=ccodeGBB_16kk.Mskki; forr(j=0;j8;jj+) if(m&0 x880)=00 x80) Wriite_Daata_U116(fCoolor);elsee Wriite_Daata_U116(bCoolor);m=1; /* 顯示字符符串可以中英文同時時顯

46、示輸入?yún)?shù)：x 橫坐標 y 縱坐標 *s 需要顯示的的字符串 fCoolor 字字符顏色 bCoolor 字字符背景顏色色*/void LCCD_PuttStrinng(unssignedd shorrt x, unsiggned sshort y, unnsigneed chaar *s, unsiigned int ffColorr, unssignedd int bColoor) unsiggned cchar ll=0;while(*s) if( *s 88;n=y;Write_Cmd(00 x00,xx);Write_Data(m,n);/* 寫116位數(shù)據(jù)*/void WWrite

47、_Data_U16(uunsignned innt y)unsignned chhar m,n;m=y88;n=y;Write_Data(m,n);/* 寫命令*/void Wrrite_CCmd(unnsigneed chaar DH,unsiggned cchar DDL)CS=0;RS=0;DataPoort=DHH;RW=0;RW=1;DataPoort=DLL;RW=0;RW=1;CS=1;/* 寫數(shù)據(jù) 雙雙8位*/void Wrrite_DData(uunsignned chhar DHH,unsiigned char DL)CS=0;RS=1;DataPoort=DHH;RW=0

48、; RW=1;DataPoort=DLL;RW=0;RW=1;CS=1;第5章 系統(tǒng)的測試試5.1 系統(tǒng)初初始及顯示 本系統(tǒng)在在YT-166D試驗箱上上的測試情況況如下：TFFT顯示的狀狀態(tài)主要包括括溫度、煙霧霧濃度、時間間日歷，設計計者等信息。正正常初始頁面面顯示如圖5-1所示：圖5-1 初始始頁面當無任何險情發(fā)發(fā)生的時候，系系統(tǒng)屬于待機機狀態(tài)，讀取取系統(tǒng)時間。讀讀出系統(tǒng)的溫溫度，顯示實實時溫度。主主頁面顯示設設計者信息以以及當時的煙煙霧濃度，可可燃氣體COO的濃度以及及可燃氣體CCH4的濃度度。5.2氣體泄漏漏時系統(tǒng)顯示示及短信內(nèi)容容 當系統(tǒng)統(tǒng)檢測到COO或CH4濃度超超標時，系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)生報

49、警，蜂蜂鳴器連續(xù)風風鳴報警，并并且在TFTT顯示屏上顯顯示險情的種種類信息，具具體顯示如圖圖5-2。圖5-2氣體濃濃度超標顯示示 在系統(tǒng)統(tǒng)報警的時候候同時，系統(tǒng)統(tǒng)會把險情發(fā)發(fā)送到用戶指指定的手機號號碼上，提醒醒用戶及時作作出措施。發(fā)發(fā)動的短信如如圖5-3.圖5-3 氣體體泄漏時短信信內(nèi)容5.3 溫度超超標時系統(tǒng)顯顯示及短信內(nèi)內(nèi)容 當系統(tǒng)檢測到溫溫度超標時，系系統(tǒng)同樣會鳳鳳鳴報警，作作出相應的反反應。TFT顯示示和短信息如如圖5-4。圖5-4 溫度度超標短信顯顯示5.4 有人闖闖入時系統(tǒng)顯顯示及短信內(nèi)內(nèi)容 當系統(tǒng)統(tǒng)檢測到有人人闖入時相關關反應如上具具體顯示如圖圖：圖5-4 闖入入報警時TFFT顯

50、示5.5測試總結結 進過實實體模擬各種種險情后系統(tǒng)統(tǒng)才生的反應應及發(fā)送的短短信，我們可可以看出本系系統(tǒng)能及時有有效的檢測各各種險情，能能有效的警示示各種險情。具具有一定的實實用性?？偨Y論文在查閱國內(nèi)內(nèi)、外相關資資料，對現(xiàn)有有家居安防系系統(tǒng)性能比較較的基礎上，完完成了基于單單片機的智能能家居安防系系統(tǒng)的設計。論文完成的主要要工作如下：1）.完成了火火災，闖入自自動警報系統(tǒng)的系統(tǒng)統(tǒng)總體設計框框圖，包括硬硬件部分和軟軟件部分。2）.完成了軟軟件系統(tǒng)的設設計，完成了了總體系統(tǒng)流流程圖的設計計，并完成了了信號采集、液液晶顯示、AA/D轉(zhuǎn)換等等模塊的子程程序編寫和調(diào)調(diào)試。4）.系統(tǒng)采用用多傳感器綜綜合應用采集集信號，提高高了系統(tǒng)信息息傳輸?shù)目煽靠啃?，減小了了漏報率和誤誤報率。本文設計的安居居安防系統(tǒng)能能及時的檢測測到險情，為有效效地防止和減減少意外財產(chǎn)產(chǎn)損失，對所所監(jiān)測家居安全提供供保障，對人人們生活做出出了一定貢獻獻。致謝本文得以完成，首首先要感謝我我的指導老師師易詩老師，本本論文的全部部研究工作都都是易詩老師師的精心指導導和嚴格要求求下完成的。易易詩老師的治治學態(tài)度和淵淵博的學知對對我的一生都都會有重要的的影響。在論論文工作期間間，無論是學學習上，還是是生活中，老老師都給我以以耐心的教誨誨和極大的幫幫助。老師踏踏實