Word版可编辑-宿舍防火防盗系统设计报告精心整理.doc

题目名称 宿舍防火防盗系统题目名称 宿舍防火防盗系统 摘要 摘要 宿舍是我们的家 是我们学习累了之后休息的地方 宿舍安全关系我们能 否全心全意的投入到学习中 故针对宿舍安全需求 遵循可靠性 独立性 实用性 经济 性等原则设计出一个基于 STC89F32XE 的宿舍智能防火防盗系统 该系统由烟雾传感器 红外传感器等一些传感器及其他器件组成的具有人体检测 烟雾检测 声光报警和键盘密 码解警和出入人员记录等功能 该系统具有电路设计简单 可靠性高和成本低的特点 关键词 关键词 STC89F32XE 传感器 智能控制 报警系统 学生宿舍 RFID 无 线模块 The dormitory is our home It is a reating place when we are learning tired The safety of our dormitory is work in close cooperation relation to whether we can put our heart and soul into learning To security needs for the dormitory following the principles of reliability independence security availability economics to design a dormitory STC90C51 based intelligent anti theft and fire alarm system The system is composed of smoke transducer infrared sensor and other sensors and other devices It is able to perform the functions of the anthropometric test smoke detection sound and light alarm alarm keypad solution and valuables out of the situation quarters recording functions The syetem has the characteristic of simple circuit design high reliability friendly interactivity and low cast Keyword STC90C51 sensor intelligent control warning system student dormitory REFIDcommunication module 1方案论证与比较方案论证与比较 3 1 1 主控制处理器的选择 3 1 2 宿舍与值班室的通信方式的选择 3 1 3 有无线传感器的选择 4 1 4 贵重物品检测方案的选择 4 2 2 模块技术指标模块技术指标 5 2 1 热释电人体红外感应模块 5 2 2 无线收发器 6 2 3 TCP 模块ETH2232B 6 2 4 烟雾传感器 6 3 方案设计及实现方案设计及实现 6 3 1 硬件部分 6 3 1 1 值班室安防监控器原理图 6 3 1 2 宿舍安防监控器原理图 7 3 23 2 软件流程图软件流程图 9 3 2 1 班室安防监控器软件流程图 9 3 2 2 值班室 PC 端软件流程图 10 3 2 3 宿舍安防监控器流程图 11 4 整套系统测试 11 4 1 测试项目 11 4 2 测试结果 数据 现象 12 5 5 结论结论 12 作作附录 附录 13 附 1 元器件明细表 13 附 2 仪器设备清单 13 附 3 电路图图纸 13 附 4 源程序 15 1方案论证与比较方案论证与比较 1 1 主控制处理器的选择 方案一 选用宏晶 STC89C52 单片机 该单片机具有以下硬件资源 8 位 CPU 片内振 荡器 8KB 程序存储器 ROM 256B 数据存储器 RAM 32 个可编程的 I O 线 4 个 8 位并行 I O 端口 可寻址 64KB 片外数据存储器空间 64KB 外部程序存储器空间的控 制电路等优点 方案二 选用宏晶 STC11F32XE 单片机 该单片机具有以下硬件资源 增强型 8051 内核 速度比普通的 8051 快 8 12 倍 具有 STC89C52 单片机的一切优点 双串口 可在 P3 与 P1 之间任意切换 由于考虑到分立在宿舍需要处理的任务比值班室的任务要少 决定宿舍主控处理器选 择宏晶 STC89C52 单片机 而值班室的主控处理器采用宏晶 STC89F32XE 单片机 以便其 实现多个串口之间的通信 1 2 宿舍与值班室的通信方式的选择 方案一 采用高端 CPU 利用传统地总线 485 C BUS 总线 进行信息传输 搭建宿 舍楼宇内安放系统 方案二 利用有线电话 DTMF 通信 GSM 无线通信蜂窝网络搭建远程监控 方案三 采用无线收发器 XL02 232AP1 该无线收发器能实现 1 2KM 的通信距离 该 无线收发器具有半双工 方案四 采用以太网来通信 具有相当高的数据传输速率 目前已达到 100Mb s 能提 供足够的带宽 由于具有相同的通信协议 Ethernet 和 TCP IP 很容易集成到 IT 信息技术 世界 能在同一总线上运行不同的传输协议 从而能建立企业的公共网络平台或基础构架 等优点 比较 方案一 该设计智能化含量高 控制相当准确 但是施工工程量很大 一般得根 据相应户型量身定做 不便于移植应用或宿舍普及应用 应用对象只能是高等公寓住户 该方案不符合我们的要求 方案二 该设计科技含量高 施工工程量较方案一有所减少 无须专门布线 可移植性 好 但是该方案将占用电信信道 造成资源浪费 方案三 网络通信采用无线收发器 使得组建局域网更为简单可行 并且这些技术现已 很成熟 相应地控制传输采用无线数据传输技术 这样就可以免去相应地工程布线 可以 任意移植应用 适合任何用户应用 节约了资源的浪费 坚持走可持续发展道路 方案四 如今互联网在宿舍已经普及 宿舍楼在施工时就给每间宿舍布下网络线及留出 网络接口 本方案还有一个优点 可以直接和值班室的电脑专用软件进行通信 值班人员 可以轻松监控各个宿舍的安防情况 通过以上比较 方案三和方案四适合比较符合宿舍这个房间数众多 布控复杂度高等要 求 1 3 有无线传感器的选择 方案一 采用现成的无线烟雾传感器 热释电人体红外传感器 因为采用无线通信方式 可以省去不少布线的麻烦和移动性强等优点 但是该传感器都是采用 PT2262 编码芯片 其可实现 6561 种地址码 即可以实现 6561 个不同传感器单独使用 但是每间宿舍都会安 装多个传感器 而且一个宿舍楼里的房间数众多 难免能满足不会发生报警器的误报和乱 报 方案二 采用有线的烟雾传感器 热释电人体红外传感器 该方案虽然各个传感器与主 机之间需要布线 但是宿舍空间小 布线工作量较少 一旦安装好传感器之后 一般不对 其移动 通过以上比较 方案三更加适合在宿舍装置 1 4 贵重物品检测方案的选择 方案二 自己设计一个发射电路及检测信号的电路 要求发射电路辐射范围在 0 5 1m 内 即装有发射电路的贵重物品一旦进过门口 就能被安装在门边缘的接收器接收到信号 产 生一次报警信号 并记录 逻辑关系为 进入宿舍为 0 带出宿舍为 1 根据 Boolean 关系 便可知道贵重物品的进出情况 贵重物品发射机电路图 贵重物品检测电路 2 模块技术指标 2 1 热释电人体红外感应模块 ME003 人体感应模块工作电压范围 DC 4 5 20V 静态电流 50uA 电平输出高 3 3 V 低 0V 触发方式 L 不可重复触发 H 重复触发 延时时间 5 200S 可调 可制作范围零点几秒 几十分钟 封锁时间 2 5S 默认 可制作范围零点几秒 几十秒 电路板外形尺寸 32mm 24mm 感应角度 100 度锥角 感应距离 7 米以内 满足电子设计竞赛所要求的 5 米距离 工作温度 15 70 度 感应透镜尺寸直径 23mm 默认 2 2 无线收发器 UART 接口半双工无线传输模块 可以工作在 433M 段 符合欧洲 ETSI EN300 220 1 和 EN301 439 3 满足无线管制要求申请频率使用许可证 XL02 232AP1 的各项参数如 输出功率 串口速率 工作频率 产品关参数可以通过软件设置 客户如无特别说明模 块默认参数为 9600 8N1 1 2 千米传输距离 工作频率在 4 28 8 4 35 1 MHz 默认 433 92MHZ 可设置 ID 范围 0 65535 默认 ID 12345 串口速率 1 2K 38 4KBPS 默认 9 6KBPS 2 3 TCP 模块 eth2232B 整合度高 只需外加一个 RS 45 连接器即可实现以太网联接 10 100M 自适应网络 最高 230Kbps 速率串口支持 TCP UDP APR ICMP 和 DHCP 协议内部高达 32k 缓存作为 TCP IP 通信缓存功耗少于 250MA 信号 RXD TXD 速率 100Mbps 工作方式 全 双工或半双工 2 4 烟雾传感器 感烟火灾探测器采用特殊结构设计的光电传感器 SMD 贴片加工工艺生产 具有灵敏度高 稳定可靠 低功耗 美观耐用 使用方便等特点 电路和电源可自检 可进行模拟报警测 试 其报警灵敏度范围为 0 001 20 obs m 0 0003 6 10 obs ft 属于极早期烟雾 探测报警设备 它能够在火灾的极早期阶段对浓度或高或低的烟雾进行可靠的探测 3 方案设计及实现 3 1 硬件部分 3 1 1 值班室安防监控器原理图 该部分电路主要负责宿舍楼各个宿舍的安防总监控任务 其以单片机 STC11F32XE 为核心 外扩展有 LCD12232 4 4 矩阵键盘 存储器 ATM24C02 报警电路 无线收发模块或 TCP 模块 注 使用无线通信方式与以太网通信方式的切换简单 只需将相应通信模块接 在 无线收发模块 以太网模块接口 上 系统自行切换 电路如图 值班室安防监控器原理图 3 1 2 宿舍安防监控器原理图 该部分的安防监控电路 主要负责各个宿舍的安防和时时监控 报警等任务 其以单片机 STC89C52 为核心 外扩展无线收发器 以太网模块 热释电红外人体感应器 1 热释电红 外人体感应器 2 烟雾传感器等组成的安防监控器 电路如图 宿舍安防监控器原理图 3 2 软件流程图 3 2 1 班室安防监控器软件流程图 3 2 2 值班室 PC 端软件流程图 3 2 3 宿舍安防监控器流程图 4 整套系统测试 5 1 测试项目 5 2 测试结果 数据 现象 4 1 测试项目 1 人体检测 设备启动 10 秒后 当人体进入热释电红外感应器感应范围内 从机自动声光 报警 并向值班室总机发送报警信号 2 烟雾传感器 设备启动 10 秒后 当把烟雾收集瓶打开 并移动至烟雾传感器附近 延时 3 秒之后自动声光报警 并向值班室总机发送报警信号 3 键盘解防 当设备处于声光报警状态时 在值班室总机或是值班室 PC 软件输入服务器 密码 便解除声光报警 4 异地监控 将值班室总机移动到隔壁房间或是宿舍楼外 当宿舍内的报警器发出报警信 号 总机任然可以接收到 并声光报警 5 宿舍人员的进出情况及人数的记录 通过总机键盘输入密码进入操作相应查询界面 液 晶屏以汉字提醒方式显示 并可退出当前项查看 转而去查看其他项记录 优为人性化 6 宿舍无人提醒锁门 当服务器查询到宿舍里的人员为 0 时 自行发出声光报警信号 7 人体检测范围 5 米左右 设备启动 10 秒后 人直线与热释电人体红外感应器最大距离 米尺测量 7 56 米 8 记录最近几天的宿舍安防情况 通过在值班室总机或是值班室 PC 机专用软件输入房间号 及该房间的密码 即可查询到该房间最近几天的安防情况 如火情次数 盗窃次数等 9 网络控制 监控多个宿舍 已经做好成品有一个总机和两个分机 及一套 PC 软件 可 以通过无线形式或是互联网进行监控 10 贵重物品进出情况的检测 自行设计一套无线发射和接收电路 分别位于贵重物品的礼 盒或是包装盒中和宿舍门口附近 由于无线发射功率小 对人体辐射小 辐射半径仅为 0 5 米 减少了误报率 4 2 测试结果 数据 现象 5 结论 本系统结构简单 可靠性高 由于采用nRF2401传输数据 将多个分散的宿舍信息集中到监 控中心统一处理 实现了对学生宿舍监控的无线组网 免除了有线组网重新布线的问题 使整个系统安装方便 便于维护 宿舍智能防火防盗系统的实现 加强了学生宿舍生活的 安全性 给广大在校学生平安接受教育提供了保障 参考文献 参考文献 1 季昌瑞 李爱秋 nRF401在学生宿舍用电管理控制系统 中的应用 J 低压电器 2008 24 39 41 2 辛洁 孙运强 张伦 基于ATmega16和nRF2401的无线 射频收发系统的设计 J 电子测试 2009 4 60 63 3 nRF2401的工作原理 DB OL e html 作附录 附 1 元器件明细表 1 STC89F32XE 2 24C02 3 MQ 2 烟雾传感器 4 HC SR501 人体红外传感器 5 RFID 无线模块 附 2 仪器设备清单 1 低频信号发生器 2 数字万用表 3 失真度测量仪 4 数字示波器 5 稳压电源 附 3 电路图图纸 123456 A B C D 654321 D C B A Title Nu mberRev isionSize B Date 31 Jul 20 11Sheet o f File C D ocuments and S etting s Ad ministrator LEN OVO 6B19 37B5 My D ocuments PRO TEL 99 MyDesign dd bDrawn B y P1 0 1 P1 1 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 RST VPD 9 P3 0 RX D 10 P3 1 TX D 11 P3 2 INT 0 12 P3 3 INT 1 13 P3 4 T0 14 P3 5 T1 15 P3 6 WR 16 P3 7 RD 17 XT AL2 18 XT AL1 19 Vss 20 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A1 0 23 P2 3 A1 1 24 P2 4 A1 2 25 P2 5 A1 3 26 P2 6 A1 4 27 P2 7 A1 5 28 PSE N 29 AL E PR OG 30 EA Vpp 31 P0 7 AD 7 32 P0 6 AD 6 33 P0 5 AD 5 34 P0 4 AD 4 35 P0 3 AD 3 36 P0 2 AD 2 37 P0 1 AD 1 38 P0 0 AD 0 39 Vcc 40 80C 52 U1 80C 52 VS S 1 VD D 2 VE E 3 R W 5 RS 4 E 6 DB 0 7 DB 1 8 DB 2 9 DB 3 10 DB 4 11 DB 5 12 DB 6 13 DB 7 14 VC C 15 GN D 16 J8 LC D160 2 5 R1 10K 5 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P25 P26 P27 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P00 51 2 3 4 5 6 7 8 9 J5 CO N9 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P27 P20 C3 103 C9 10U F 5 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 RST P30 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P37 X2 X1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 J3 CO N20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J13 CO N9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J12 CO N9 5 5 P30 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P37 P17 P16 P15 P14 P13 P12 P11 P10 1 2 3 Y1 C10 22PF C11 22PF X2 X1 S19S18S17 P32 P33 P34 12 34 56 J29 5 12 34 56 J30 GN D 5 1 2 J10 CO N2U1 4 LE D10 R15 360 R7 100 C2 10U F 5 P33 P32 1 2 3 SM 0038 1 2 3 制制制制 CO N3 1 2 3 BE EP CO N3 1 2 3 制制制制 CO N3 1 2 3 J CO N3 P24 GN D P00 GN D P23 GN D GN D P22 VC C VC C VC C VC C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 J4 CO N20 1 6 2 7 3 8 4 9 5 J11 DB 9 1 6 2 7 3 8 4 9 5 J12 DB 9 VS S 1 VD D 2 VE E 3 R W 5 RS 4 E 6 DB 0 7 DB 1 8 DB 2 9 DB 3 10 DB 4 11 DB 5 12 DB 6 13 DB 7 14 VC C 15 GN D 16 J9 LC D160 2 R2 10k 5 5 P25 P26 P27 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 R1 IN 13 R2 IN 8 T1 IN 11 T2 IN 10 C1 1 C1 3 R1 OUT 12 R2 OUT 9 T1 OUT 14 T2 OUT 7 C2 4 C2 5 GND 15 V 2 V 6 VCC 16 U3 MA X232 CPE C12 474 C6 474 C7 474 C13 474 C4 474 5 P30 C22 474 C23 474 C24 474 C25 474 C21 474 5 R1 IN 13 R2 IN 8 T1 IN 11 T2 IN 10 C1 1 C1 3 R1 OUT 12 R2 OUT 9 T1 OUT 14 T2 OUT 7 C2 4 C2 5 GND 15 V 2 V 6 VCC 16 C4 MA X232 CPE P30 附 4 源程序 include define uint unsigned int define uchar unsigned char uchar code table1 In uchar code table2 Out All uchar code table3 close the door uchar code table4 uchar code table5 ALL uchar code table6 Enter coding uchar code table7 Welcom to home uchar code table8 ERROR uchar code table9 Warning uchar num1 num2 num1n num2n uchar shi1 ge1 shi2 ge2 shi3 ge3 uchar temp uchar key1n key2n key3n sbit check1 P2 3 sbit check2 P2 4 sbit bell P2 2 sbit key1 P3 2 sbit key2 P3 3 sbit key3 P3 4 sbit check3 P0 0 sbit check4 P0 1 sbit light P1 0 lcd 引脚声明 sbit lcdrs P2 5 sbit lcdrw P2 6 sbit lcde P2 7 串口声明 uchar a flag uchar lcd data void delay 50us void write 1602com void write data1602 void jiance void init 1602recode void init 1602arecode void init 1602warning void warning void keyscan void zhuanhuan void seperate void init uchar read 1602com void uchar read 1602data void 延时 50us void delay 50us uint t uchar j for t 0 t for j 19 j 0 j 1602 程序 void write 1602com uchar com lcd 写指令 lcde 0 lcdrs 0 lcdrw 0 P0 com delay 50us 10 lcde 1 delay 50us 20 lcde 0 void write 1602data uchar dat lcd 写数据 lcde 0 lcdrs 1 lcdrw 0 P0 dat delay 50us 10 lcde 1 delay 50us 20 lcde 0 void init 1602 lcd 初始 delay 50us 300 write 1602com 0 x38 delay 50us 100 write 1602com 0 x38 delay 50us 100 write 1602com 0 x38 write 1602com 0 x38 write 1602com 0 x08 write 1602com 0 x01 write 1602com 0 x06 write 1602com 0 x0c void jiance 人员检测 uchar i j k if check1 0 while check1 if check2 0 num1 if check2 0 while check2 if check1 0 num2 delay 50us 20 ge1 num1 10 shi1 num1 10 ge2 num2 10 shi2 num2 10 ge3 num1 num2 10 shi3 num1 num2 10 if shi3 0 for i 0 i 16 i write 1602com 0 x80 write 1602data I write 1602com 0 x80 1 write 1602data n write 1602com 0 x80 2 write 1602data write 1602com 0 x80 3 write 1602data delay 50us 10 write 1602com 0 x80 40 for j 0 j 4 j write 1602data table2 j delay 50us 10 write 1602com 0 x80 0X40 10 for j 0 j 3 j write 1602data table5 j delay 50us 10 write 1602com 0 x80 6 for k 0 k 11 k write 1602data table4 k delay 50us 10 write 1602com 0 x80 4 write 1602data 0 x30 shi1 write 1602com 0 x80 5 write 1602data 0 x30 ge1 write 1602com 0 x80 0 x40 4 write 1602data 0 x30 shi2 write 1602com 0 x80 0 x40 5 write 1602data 0 x30 ge2 write 1602com 0 x80 0 x40 14 write 1602data 0 x30 shi3 write 1602com 0 x80 0 x40 15 write 1602data 0 x30 ge3 else write 1602com 0 x80 for i 0 i 16 i write 1602data table3 i delay 50us 10 write 1602com 0 x80 40 for j 0 j 16 j write 1602data table4 j delay 50us 10 解码程序 void init 1602recode uchar i write 1602com 0 x80 for i 0 i 14 i write 1602data table6 i delay 50us 10 write 1602com 0 x80 0 x40 for i 0 i 16 i write 1602data table4 i delay 50us 10 void init 1602arecode uchar i write 1602com 0 x80 for i 0 i 15 i write 1602data ta