基于无线网络的家居安防系统的设计研究.doc

摘要：本设计主要研究一种基于单片机系统的成本较低、操作简单灵活并适合旧居改造的无线网络的家居远程安全防卫控制方案，结合普通使用家庭的基中国论文网 本情况，采用无线的身体探测部分，无线门磁部分，自动拨打报警部门，时钟部分，液晶显示部分，除此之外，还可以根据用户的实际需要和选择增加无限氧化碳的探测部分，无线温感部分等，能够实现后期的系统扩展和升级。关键词：单片机；家居安防；at89s51；无线远程控制中图分类号：tu855 文献标识码：a 文章编号：1671-7597（2012）0120098-010 引言当前，我国大部分的城市人群仍居住在普通的住宅小区，小区住户虽然有老式的对讲装置和安全防盗门，但是科技高速发展的今天，安全防御方面还是具有局限性，安全隐患非常大，所以现在的消费者更愿意从本源上加固家居的安防控制系统。鉴于上述原因，本文主要实现了一种利用基于单片机的无线远程控制智能家居安防系统的设计，使用模块化设计，经过这种形式设计实现的系统不但能够保证它的通用性，还可以便于系统的维护。1 安防系统设计基本结构无线智能预警系统的组成部分有警报主机和各项前沿探测装置。各个探测装置形成一个预防区域，一旦出现非法侵入，火灾突发等警情，甚至家中有人生病紧急求救都会及时触发对应的感应装置，安装在家中的警报主机会马上把警报信号发送到主人设置的电话号码上，假设都没回应，还会以其它形式，例如：email、qq等交流手段进行提醒，使主人能够随时监听到这些信息；控制系统的总框架图如1所示。住户住宅有些警报可以独立地利用用户单元报警系统进行处理，同时对家电设备进行开关控制。在上述网络系统中，各个住户的家庭主机都是使用单片机组装的，各个家庭主机都要和上位机实现双向通信，用来传输各警报传感器在现场扑捉的报警信号，同时被上位机时操控，这种方式就是多机的通信方式。因为各个报警信号都是由单片机传输给上位机，使用以往的主机和从机的传输方式会非常麻烦，还不能满足需求。本文搭建了一个新式的网络形式，也就是多个主机的通信方式，各个主要的控制机器都可以变成主机，能够直接向上位机传送信息或者命令，同时接收上位机的回馈。1.1 无线数据发射模块无线远程数据发送模块的工作频率为315m，使用音感谐振器saw稳定频率，若能很好的稳定频率，遇到环境温度在零下25到零上85度之间转化时，频漂只有3ppm/度。对于发多收少的无线远程数据发射系统非常适用。声音谐振器发出的频率稳定度只比晶体稍逊一筹，但是普通的lc振荡器频率稳定程度和统一性能非常差，即便使用高性能的细微调控电容，温度差别和振动都无法确保已经调好的频率点不能发生位置偏移。无线远程发送模块没有设置编码集合电路，而是增设了一个数据调制用的三极管q1，这样的架构会让它非常便捷的与别的固有的编码电路、流动码电路和单片机对接，而不用对编码电路的工作压强和输出幅度数据值的大小加以考虑。无线远程数据发送模块具备宽泛的工作压强范围312v，如电压发生改变则发送频率基本持平，与发送模块配套的接收模块没有任何变化就可以稳定的接收。当发送电压为3v时，空地发送距离为20至50米，发送功耗很小，当电压是5v时，大概有100到200米，当电压是9v时大概有300到500米，当发送电压是12v时，就是最好的工作压降为最佳工作电压，会有很高的发送效力，发送电流为60ma，空旷地发送距离700到800米，发送功率大概500uw。如电压大于12v时功率增加，发送有效的功率不能显著提升。无线远程数据发送模块使用功ask方式调制，用来降低功率，一旦数据讯号终止时，发送电流降为0时，则单片机串行口发送端口的txd可以使用电阻或者和无线远程数据发送模块输入端直接连接。1.2 无线数据接收模块无线远程数据接收电路采用下图2所示一款超外差无线远程数据接收模块。从上图看出，无线远程数据接收模块从对外天线接收到信号经由c10耦合到l2、c11形成的选频网络通过电阻变换后输入rx3310a里的高频放大器14脚输入端，通过经芯片里的高频放大后（增益为15-20db）的讯号再通过混频器和本机振荡信号（316.8m）混频，形成1.8m的中频信号，这个中频信号通过内部中频放大后经过第3脚输出，之后进入比较器放大调整，到最后数据将从第8脚输出，也可以直接或者通过电阻和单片机串口接收端rxd相连。1.3 无线数据接收模块与单片机接口电路无线数据的接收端口模块和单片机在进行数据衔接时应该设置电气隔离电路，这样可以保证接收模块免受到不必要的电磁干扰。本设计的波特率全部设置为2.4kbs，以保证通讯正常。无线数据远传收发模块和单片机，还有计算机在综合使用时，单片机或者微机的时钟可能会干扰没有很好的布局的电路，甚至使数据的远传输距离骤减，一般而言这种通讯方式下的传输距离在200米以内为宜，但是通过中继器能达到1000米的距离，这对于老百姓的居住小区是非常够用的。1.4 无线数据远传收发模块与串drs-232的接口电路设计rs-232一般是用来给pc系统的某些重要的数据终端的设备和数据电路的终接设备之间的电气性能定义的。例如显示器crt、打印机串口与cpu的通信一般用到得是rs-232接口，也有一部分用的是u扣。本例中的单片机与上位机的通信也是采用这种接口类型，因为简单实用性很强。我们知道任何单片机都有一个全双工的串行通讯接口，因此本案中采用的单片机用rs一232进行串行接口的总线排布是非常方便。在设计此处的数据通讯接口时，根据需要来选择标准的数据串口接口，并考虑到传输的介质和高低电平转换等一系列问题。当单片机和计算机通信时，我们通常采用rs-232的接口来进行高低电平的转换。2 结束语本系统以at89s51单片机为核心，不用对电话网进行任何改造，实现对家居设防点进行自动检测和语音报警。使用功能完备、市场评价高、价格低廉的芯片，使用公共电话线路当作信息传输的媒介。这种方式可以让机器所受干扰很小，错误报警率低，适用区域比较宽泛。只要有公共电话的区域报警信息都能够传输到，不因距离受影响。高效的使用公用电话线路这种普遍的优点可以很大程度上减少成本，进而简化设计，提高可靠性。参考文献：1金艳，gprs/gsm在安全监