【基于PLC的智能防盗防火报警系统设计与实现13000字（论文）】

第第1页共8页基于PLC的智能防盗防火报警系统设计与实现摘要随着我国经济的快速发展，生活水平的不断提高，人们对居家的概念已从最初满足简单的居生功能发展到注重对住宅的人性化需求。安全、舒适、快捷、方便的智能小区，已成为住宅发展的主流趋势，其中，安全性是首要目标。智能小区安全性的实现，除了人为的因素外，主要依靠小区的智能化安全防范系统。所以研究和开发智能家居安防系统具有很高的实用价值。在安防系统中，防火和防盗是最主要的。本文研究设计了一套基于PLC的智能防盗防火报警系统,通过西门子SL-300的主控芯片采集传感器搜集到的门禁、烟感等信息，然后将信号将各种防火防盗信息传输到社区报警中心，社区报警中心可以快速响应，保障小区住户的安全，此课题的设计对于我国智能家居安防系统的发展有一定的实践意义。关键字：防盗；防火；智能安防系统；报警；PLC目录第1章引言 31.1课题来源及研究意义 31.2国内外的研究与应用概况 41.2.1国外的技术与发展概况 41.2.2国内的发展与发展概况 41.3智能安防系统概述 51.3.1智能安防系统 51.3.2智能安防的应用 51.3.3智能安防技术前景的探索 6第2章PLC简介 72.1PLC的应用领域 72.2PLC的组成 82.3西门子S7-300的简介 9第3章智能家居安防系统总体设计 103.1智能家居安防系统的系统组成 103.2智能家居系统的工作原理 103.3系统的硬件设计 123.3.1S7-300系列的PLC硬件系统 123.3.2PLC的选型 133.3.3MQ-2烟雾传感电路设计 133.3.4MQ-7一氧化碳传感器电路设计 143.3.5光电检测电路设计 153.2.6DS18B20温度传感器电路设计 163.2.7蜂鸣器的电路设计 173.2.8门禁和窗禁报警系统设计 18第4章系统软件设计 214.1程序流程图 214.2PLC的I/O分配表 214.3程序图 22第5章报警系统设置 255.1报警系统设置 255.1.1MCGS组态简介 255.1.2建立项目及项目管理器介绍 255.1.3创建组态过程画面 265.2监控系统 295.2.1STEP的硬件组态 295.2.2在线调 21第6章小区报警系统的模拟运行 226.1在STEP7中编写运行的模拟程序 226.2小区报警监控主画面 236.3运行中的报警原因画面 236.4运行中的报警楼号画面 246.5运行中的报警住户画面 256.6运行中的报警记录画面 266.7运行中的归档画面 27总结 28参考文献 30附录 31第1章引言1.1课题来源及研究意义随着智能家居的发展和人们生活水平的提高，人们对财产和人身安全的要求越来越高。安全系统不再局限于防盗，还可以防火、防移动、即时解决。在这次事件中，家庭安全模式逐渐从旧铁门铁栏杆(被动防盗)发展到各种电子探测器和报警中心(主动防盗)。智能家居安全系统已逐渐成为普通用户和智能家居设备供应商关注的焦点，因此开发安全可靠的安全设备已成为当务之急。智能家庭安全系统指的是一种智能系统,触发报警服务通过各种先进的智能电子安全设备监控的各个关键部分的房子和监控异常条件:防盗、防劫、防火、防毒泄漏和其他功能,自动报警当发生异常情况时,系统中的安全设备相互通信,这样使用者就可以坐下来,放松一下。家庭安防系统主要由防盗、防火、防漏气报警系统组成。。安全报警系统必须稳定、可靠、易于操作，并能保证实现警察报警的两大主要目标，即无报警和无误报。市场上已经有很多家庭安全系统，可以分为两类。一种是较为传统的局部监测方法，主要由报警探头和对讲门铃组成。当用户外出时，系统无法发挥应有的作用，因此设备在最需要监控的时候也无法发挥作用。一些角色。另一种方法是对传统方法的改进。当发生报警时，社区报警中心的工作人员可以将信息发送到安全中心进行检查并通知业主。通过社区联网，可编程控制器可以为整个社区内安装家庭安全系统的所有用户实现集中的安全报警管理。每个家庭的安全系统通过总线向管理中心发送报警信号。管理员可以确认报警的位置和类型，电脑也会显示一些与住户有关的信息，以便安全人员及时正确的执行。被警察接待。安全监控系统是智能住宅小区的重要组成部分。其监控系统对社区重点区域进行实时监控和逐层防御。让业主生活在无形的防盗网络中。它安全人性化，使智能住宅小区具有全方位的安全性。随着楼宇自动化的不断发展，旧的家居安全模式(被动防盗)已远远不能满足居民的需求。本次设计的家庭安防系统采用可编程控制器S7-300系列，不仅可靠性高，而且运行可靠。、修改、扩展极为方便，提高了安全系统的功能和性能。该可编程序控制器与个人计算机、图形工作站、小型计算机等相结合，实现了屏幕显示、数据采集、记录保存、环板显示等功能。目前市场上已经出现了家用安全控制系统，其中可以分为两大类。一种是较为传统的局部监测方法，主要由报警探头和对讲门铃组成。当用户外出时，系统无法发挥作用，所以设备无法在最需要监控的时候发挥作用。对传统方法的另一个改进是，当报警发生时，信号可以通过小区报警中心，小区报警中心的工作人员派保安人员检查并通知业主。1.2国内外的研究与应用概况随着智能产业的发展，智能家居已经成为人们生活中的一个热点。很多人需要智能家居控制系统，并在装修新房的过程中自觉地提出一些与智能家居生活相关的问题;一些人已经开始尝试享受智能家居带来的便利。1.2.1国外的技术与发展概况当第一个“智能建筑”出现的时候，它也拉开了在世界上建造智能家居的序幕。美国对智能家居行业进行了一项调查，美国的智能家居渗透率最高。全球智能家居市场排名前五的国家分别是:美国、日本、德国、中国和英国。国外只能让家居普及率如图1.1所示。图1.1智能家居普及率1.2.2国内的发展与发展概况在中国，传统的“智能社区”已经延伸到展示高效、舒适、安全、便捷的个性化客厅。中国的智能家居在过去几十年里不断发展。人们过去常常想到它，但今天它真的进入了我们的生活，经历了一个艰难的过程。我国智能家居的发展经历了初始期、启动期、缓冲期和蜕变期四个阶段。中国智能家居行业现近几年市场状况如图1.2所示图1.2智能家居现状在社会的基础上，越来越多的社区意识到高速公路的宽带接入已经铺设到社区并进入家庭。智能家居建设和运营的基本条件初步具备。近年来关于智能家居概念的争论在潜移默化中对市场培育和消费者教育起到了一定的作用。1.3智能安防系统概述1.3.1智能安防系统智能安防系统可简单地归纳成一个具备能对图像的传输、图像的存储、数据的存储和数据的处理准确而选择性操作的技术系统。通常情况下，一个功能齐全的智能安防系统主要由门禁、报警和监控这三个部分构成。智能化是区分智能安防与传统安防的判断依据，安防产业在我国的发展跟普及速度都比较快。相对于智能安防来说传统安防对人有着比较强的依赖性，而且所要耗费的人力也是非常大的，但是智能安防利用机器的智能判断就能摆脱对人的依赖，并且能轻易地达到人们所要的预期效果，所以为了摆脱传统安防对人的依赖发展智能安防非常有必要。1.3.2智能安防的应用得益于科学技术的推动，信息技术的应用已牵涉到我们生活中的方方面面、并且在多个领域给我们带来的重大的影响，如今在物质经济条件充裕科学技术发达的现状下，人们对居住和办公的环境的要求已不仅仅局限于优雅舒适了，对他们来说一个安全可靠的办公或者生活环境才是他们所想拥有的，为了给大家架构一个安全舒适的环境我们就必须把智能安防引入到人们的生活中来。安全管理需要有一个实用有效的智能安防系统提供保障，市场上常见的安防系统一般具备监控和报警的功能，其报警是基于防盗、煤气泄漏、消防等警情来说的，而监控一般是视频监控，借助监控系统我们能快速地知道警讯发生的原因从而解除或者侦破案情。在我们的生活中，我们所需要的智能安防应该是能够通过自动监管来实行安全防范的一个智能化系统，比如针对生活中普遍存在的火灾，还原性及有毒气体的泄漏等情况能实施自动监管，并且能及时识别警情进而报警的这样一个系统基本上就构成了一个智能安防系统；其中火情大致上是以烟雾、温度以及可燃气体等探测器为主对其进行监控；而防盗的报警系统则是通过安装红外或激光等类型的报警探测器对其进行监管。1.3.3智能安防技术前景的探索自从改革开放以来我国的经济不断腾飞，但这种腾飞是相对于某些城市来说的，正是由于这种局部的发展使得城乡差距逐渐浮现，为了寻找出路谋求发展许许多多的外来人口开始从乡下涌向了城市。这样一来一系列的犯罪案件也就相继在城市上演，其中最典型的就是盗窃，为了给市民营造一个安全性的生活、工作环境，在这里我们有必要形成智能安防这一观念。在当今生活中的盗窃案件中主要有以下特点：作案手法种类繁多、作案手段越发高超、能熟练地借助高科技化解阻碍，这样那种依赖于人的传统防范方式就显得形同虚设了，因为它已经达不到最基本的防范的要求了，就拿传统的防盗措施来说：通过安装防盗门、防盗网来设防似乎起不到多大的作用了，而且这种安防措施也违背了防火的要求，最重要的还是这种防盗措施已经阻止不了窃贼对住宅的入侵了。基于上述缘故，在以后的防范工作中，我们需要借助科技的力量来帮助我们加以防范，智能安防就是科技发展的成果。鉴于智能安防能够及时而且准确地监测到各类警情，这就为防范工作提供有力支持，所以，人们对它的重视程度越来越高。所以说为了满足大众的安防需求，我们在科技发达、经济快速发展的背景下应该引入智能安防系统。智能安防是一种面向生活或者工作中许许多多个领域的安防系统，基于智能安防系统应用的广泛性的特点在未来的安防市场上智能安防应该是往后发展的主流。第2章PLC简介2.1PLC的应用领域PLC使用可编程控制器将逻辑操作和顺序控制等操作指令存储在内部存储器中。目前，PLC已广泛应用于国内外工业生产和生活娱乐的各个行业。其特点为：（1）程序可变；（2）外部接线比较少，可靠性高；（3）功能多；（4）编程简单易懂；其中使用的情况大概分为几类；如表2-1。表2-1PLC的种类及作用种类作用开关量逻辑控制它代替了继电器电路，实现了逻辑控制、顺序控制，既可以用于单个的设备控制，也可用于多个机械控制及自动化流水线。工业过程控制过程控制是指一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量，PLC采用相应的A各种各样的控制算法程序，来完成闭环控制。运动控制PLC能用于圆周运动和直线运动的控制。现在可使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛的用于各类机床、机器人、电梯等场合。数据处理PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。通讯及网络PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。事实上，PLC的应用在工业的生产越来越广泛。工业、冶金、机械、化工、轻工、食品、建材等行业几乎都需要。2.2PLC的组成PLC由CPU模块、输入模块、输出模块、存储器和通信接口组成。PLC工作时反复循环扫描程序，一旦满足条件就执行扫描程序。PLC硬件系统框图如图2.1所示。图2.1PLC系统框图如图2.2所示，是PLC硬件组成框图。虽然PLC种类很多，但组成的结构都大致相同。图2.2PLC硬件组成框图2.3西门子S7-300的简介S7-300是一个模块化的小型PLC系统，它分为多个模块，每个模块之间可以相互连接，实现其功能。网络配置图如图2.3所示：图2.3网络配置第3章智能家居安防系统总体设计3.1智能家居安防系统的系统组成智能安防控制系统是智能家居系统中不可或缺的一项功能，是指为保障财产安全和人员安全而设置的安防和报警控制。它分为防盗报警和火灾报警。报警系统图如图3.1所示。图3.1小区家居安防系统框图（1）室内防盗设计防盗报警系统可以根据不同的地点分为两部分，即家中防盗和住宅周围防盗。住宅室内防盗是指在重要通道和重要房间安装红外探测器;住宅周边防盗是指在房屋门窗上安装磁性开关[1]。当有人在房子里时，这时房子周围的防盗报警装置就会被加固，同时房子里的防盗报警装置就会被解除布防。反之，当房子里没有人的时候，房子周围的防盗警报系统就会被加固，同理，房子里的防盗警报系统也会被加固的。当发生非法入侵时，智能控制主机将会通过报警系统向社区报警中心发送报警信息，发出警示楼宇中出现非法入侵。（2）家庭室内消防设计家庭火灾报警系统由家庭火灾报警、家庭火灾探测器和火灾报警三部分组成。其中，家中的每个卧室和客厅至少应放置一个火灾探测器，厨房应放置易燃气体探测器。3.2智能家居系统的工作原理当防盗报警系统满足以下条件时，小区报警中心主机才能允许门磁和窗磁接通报警：房主将系统设为设防状态，报警系统的复位按钮处于常开状态，门磁和窗磁开关都有数字信号输出时，系统才能发出报警。如果主人将系统设为撤防状态，小区报警中心将不允许门磁和窗磁接通报警。无论主人将系统设为布防还是撤防状态，只要当烟气和燃气的浓度超过安全指数时以及有紧急报警信号输入时，就会立刻把报警信号发给小区报警中心。图3.2小区报警的系统框图如果小区的工作人员在报警之后没有按下报警复位按钮，报警系统就会一直处于报警状态，直到小区报警中心工作人员按下报警复位按钮才会消除报警。如果不按下复位按钮就不会再收到其他报警。小区报警的系统框图如上图3.2所示。3.3系统的硬件设计3.3.1S7-300系列的PLC硬件系统S7-300系列的PLC是分模块的，主要由CPU、扩展模块、编程模块、通讯模块、控制模块组成。可如图3.3所示。PU机展块展块程具机面讯块图3.3S7-300硬件系统框图S7-300系列的PLC有很多个小模块，各个模块之间的功能也不一样。如表表3-1PLC的模块及功能PLC的模块功能电源模块电源模块可以连接到120/230V交流电源或24/48/60/110V直流电源。它与其他信号模块之间通过电缆连接。中央处理器单元模块为了能让用户更方便，S7-300有了很多性能不一样的CPU。CPU模块除了能够实现执行用户程序的主要任务，还可以提高5V直流电源给S7-300总线，且通过接口和其他中央处理器或编程装置进行通信。接口模块接口模块用在多个机架配置时连接主机架和扩展机架。S7-300通过分布式知道主机架和3个扩展机架，至多可操作达32个模块。信号模块信号模块使不同的过程信号电平和S7-300的内部信号电平相匹配。不同的信号模块都配有各自的自编码的螺旋型前连接器。功能模块主要用于实时性强、存储计数量较大的过程信号处理任务3-1所示。它们之间的连接可以通过系统内部的总线，从而可以使得不同模块之间互相配合，就可以完成用户的标准要求。3.3.2PLC的选型通过对以上西门子S7-300PLC的分析，可以看出该PLC的选型能够满足工艺要求，功能强大。基于以上对系统的分析和对价格的考虑，本次设计的选型如表3-2所示。表3-2S7-300的组成类别型号特性CPU315-20P用于包括分布式及集中式I/O的任务中。具有64KB，内置96KB的装在存储器，可用存储卡扩充装载存储器。电源模块PS307/10A可装在S7-300的专用导轨上，除了给S7-300CPU供电外，也可给I/O模块提供负载电源。输入模块32点DC24V/6.5V提供开关触点，输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离器和滤波，然后送至输入缓冲器等待CPU取样。数字量输出模块32点DC24V/6.5V输出模块没有反极性保护措施，输出具有短路保护功能，适用于驱动电磁阀和直流接触器。接口模块IM360和IM361用于多机架配置时链接主机架和扩展机架。3.3.3MQ-2烟雾传感电路设计MQ-2烟雾传感器是一种可燃气体探测器，所以在安防领域应用十分广泛，二氧化锡半导体气敏材料是构成MQ-2型烟雾传感器的主要素材，离子式N型半导体主要依附在该传感器的表面。当温度介于二百摄氏度到三百摄氏度的时侯，MQ-2中的二氧化锡就会对自然空间中的氧进行吸附，这种吸附实质上是氧的负离子吸附，此时半导体中的所含的电子密度就会减少，而其电阻的在数值方面也相应的增长。当该传感器感触到有烟雾的存在的时，若晶粒间隔所在地方的势垒因为受到这些气体的调制而发生了变化，那么表而电导率也会相应地被引起变化。基于这一原理我们就可以探知还原性气体的烟雾是否存在了，另外如果烟雾越密集，就会造就较高的电导率这时会使得电阻值越小。根据其这一特性，所设计的电路如图3-3所示。图3.3MQ-2传感器电路如图3-3所示该传感器主要是检测还原性气体的，其工作原理是：当检测到有高浓度还原性气体的时候通过比较器LM393比较正相、反相输入端的电压大小：正相大于方向的时候LM393就输出“1”，反之则输出“0”，所以探测到有烟雾的时候输出端为“0”，反之的话输出端为“1”。3.3.4MQ-7一氧化碳传感器电路设计MQ-7电路原理图跟MQ-2相同，所使用的材料也是二氧化锡，但是检测原理却不相同。当电压为1.5V的时候开始加热，检测空气中的一氧化碳，传感器的电导率与一氧化碳的浓度成正比，当电压为5V的时候，开始清洗在1.5V附着上去的杂散气体，这种方式称为高低温循环检测方式。使用简单的电路就能将电导率转换成气体浓度输出，进过换算得到浓度。由于MQ-2、MQ-7输出的是模拟信号，所以需要A/D转换成数字信号，本次设计使用的是ADC0832进行采集。图3.4MQ-7接线图3.3.5光电检测电路设计基于激光在误报率、抗干扰、适应能力等方面的突出优点，所以将其引入到本智能安防系统设计中来，将其与一光敏电阻搭配从而形成一个光电检测电路，这样一来就为智能安防系统提供了一项良好的防御功能。激光的透射能力强，不会受空气干扰。放射电路时I/O口驱动一个PNP的三极管控制，发射电路和接收电路如图3-5所示。图3.5光电检测电路这一个接收头，其原理是通过感应不同的光线的阻值不同。当人走过门的时候，人就会挡住激光的射线，使光敏电阻的阻值瞬间升高，这时候引脚P1.6采集回来低电平进而触发报警，当没有物体遮挡的时候激光对射导通，这时候P1.6采集回来高电平。具体的控制流程图如图3-6所示。图3.6光电检测控制流程图3.2.6DS18B20温度传感器电路设计DS18B20引脚以及其电路图如图3-9所示。数字温度传感器DS18B20提供9位（二进制）的温度读数，因为信息是通过单线接口进出DS18B20的，因此从单片机到DS18B20仅需要一条线（和地线）在本系统设计中让温度传感器与单片机P3.5脚相连，DS18B20的测量值介于-55℃到+125℃之间，其增量值为0.5℃，DS18B20传感器能在1S内把温度变换成数字。由于DS18B20是在一根IO口上完成读写的功能，所以读写的功能是比较严格的，这确保时序与通信协议的正确性与完整性。通信的系统可以分为几个模块：初始化，读模块，写模块。每一次读出一个温度的时候，都要进行写指令的操作的步骤。不过与大多数的通信系统不相同的是数据和指令的传输都是数据的地位在前。其中控制的流程图为图3-7所示。图3.7DS18B20引脚及其电路图（1是GND接地端；2是DQ数字输入/输出端；3是VDD可选5V电源端）3.2.7蜂鸣器的电路设计蜂鸣器分为有源和无源。对于有源蜂鸣器，单片机只要输出高低电平就能驱动。而无源蜂鸣器就要输入PWM方波，一般使用2K或4K频率。本次设计使用的是有源蜂鸣器。因为51单片机的驱动电流不足以驱动蜂鸣器，所以在电路中加入一个三极管作为驱动电路。另外三极管还起着开关的作用。蜂鸣器电路中是负责报警的作用，普通I/O直接蜂鸣器两端是驱动不了，因为蜂鸣器要求驱动电流是比较大的，所以用一个三极管放大电路放大电流驱动蜂鸣器。不过P3.6口要接上拉电阻，为三极管的基极提供更大的驱动电流。但是在单片机的初始化中，P3.6口要设置为低电平,防止蜂鸣器乱叫。当有人把密码输了三次错误的密码的时候，蜂鸣器就会叫，当温度达到50度以上蜂鸣器也会叫。当有人进门的时候，但无有输进密码，蜂鸣器也会叫的。其电路设计为图3-8所示。图3.8蜂鸣器电路图3.2.8门禁和窗禁报警系统设计（1）系统总体分析PLC防盗门报警器控制系统，它是利用可编程控制器为核心元件，通过化实现绝大部分逻辑控制功能，再附加一些接触器，开关元件，保护电路而构成的控制系统。它将逻辑控制功能设计，从系统整体设计中划分开来，即软件，硬件分开进行设计是PLC防盗门报警器控制系统的一大特点。系统控制过程为从PLC的输入模块将必要的信号输入，通过PLC程序的执行，再通过输出模块，从而达到控制系统的目的。由于PLC实现了绝大部分逻辑控制功能，控制线路简单，发生故障的可能性大为降低，这对系统而言，大有好处。PLC本身是工业用品，搞干扰能力强具有较高的可靠性，另外，可编程控制系统的控制功能通过软件来实现，并且在设计过程中不需要考察触点数目以及触点容量。而且编程语言（即梯形图）方法简单方便，因而具有较高的灵活性、可靠性、高精度等。所以从总体来看，PLC防盗门报警器控制是比较理想的防盗门报警器控制系统，我将采用它作为本设计的控制核心。系统的工作过程是，持卡者进门（或双向读卡出门）是读卡器读卡，将个人识别卡中的信息传输给门禁控制器，门禁控制器根据卡号、当前时间和内部数据库中的信息，判断该卡是否有效，之后控制电锁是否打开。系统还可以进行实时监控，每一次读卡，门禁控制就将卡号登录时间、有效、无效等信息作为一条事件记录下来，传输控制中心计算机并在显示屏上显示来。硬件实现为：图3.9防盗门报警系统硬件框图由以上系统分析可知，防盗门控制系统的硬件设计主要包括读卡器、控制器、步进电机的设计。（2）读卡器读卡过程读卡器的读卡过程：接触式卡IC卡是将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式，其内部没有电源，但有存储器，可记录卡片号码、发行商信息，也可记录持卡人的信息，卡内表面有从C1到C8共8个触点。使用者在进门前需要用读卡器读取持有的卡片，读卡器通过触点C1和C5给卡片提供电源，并从触点C7串行读出卡中的信息，送给门禁控制器，门禁控制器根据法则执行比较判断，根据结果控制锁具的开启和闭合。门禁控制器与读卡器的连接可见图3-10所示。图3.10门禁控制器与读卡器的连接（3）门禁控制器作为控制单元，门禁控制器主要负责整个系统输入、输出信息的处理和储存、控制等，可验证门禁读卡器输入信息的可靠性，并根据出入规则判断其有效性，若有效则对执行部件发出动作信号。3.3.1门禁控制器的功能1）门禁控制器的复位防盗门报警系统的复位方式有三种：上电复位、按键复位、和系统遥控复位。2）持卡人及门的管理门紧控制器能完成对持卡人的管理，对识别卡分类，监视识别卡状态，对持卡人划分群组，按时段进行群组管理，控制门的属性和出/入门方式，检测门的开关状态。3）事件管理事件分为读卡引发事件和非读卡引发的事件两种。4）系统通信门禁控制器与控制中心上位机的通信采用RS232/RS485总线方式。控制器的基本信息由上位机通过控制网络下载。5）电源管理防盗门报警系统控制出入口的特点决定其电源必须连续工作，因此门禁控制器应具有市电/备用电池自动转换及充电功能。6）提示和指示门禁控制器应对其电源状态、运行状态有所指示。还应对读卡后的处理结果有返回提示信息。第4章系统软件设计4.1程序流程图根据这个设计，经过分析，我们可以设计一个流程图，让我们更加直观的了解这个设计的基本流程。智能家居安全控制系统程序流程图如图4.1所示。图4.1智能家居安防控制流程图如图4.1所示，当业主打开报警器时，烟气就会处于报警状态。如有烟雾或气体泄漏，则会产生烟雾或气体报警;反之，如果没有检测到烟雾、气体等，则不会发出警报。户主也可以自行设置报警系统:当户主设置解除武装状态时，即使有人靠近门窗也不会产生报警;当主人设置好开机状态，当有人出现在门窗附近时，会发出报警。无论是在烟雾或气体产生报警后，还是在门窗产生报警时，报警系统都会自动复位，确保以后发生危险事故。4.2PLC的I/O分配表智能家居安防控制系统的I/O地址分配表如下表3-2所示。其中，输入信号为I0.0-I0.07、I1.0-I1.7、I2.0-I2.9、I3.0-3.1。输出信号为Q0.0-Q0.8、Q3.1-Q3.5。表4-1智能家居控制系统I/O地址分配表信号功能信号功能信号功能I0.0报警复位I1.61#楼02住户撤防Q0.0门磁报警I0.11#楼01住户门磁I1.71#楼03住户门磁Q0.1窗磁报警I0.21#楼01住户窗磁I2.01#楼03住户窗磁Q0.2烟感报警I0.31#楼01住户烟感I2.11#楼03住户烟感Q0.3燃气报警I0.41#楼01住户燃气I2.21#楼03住户燃气Q0.4紧急报警I0.51#楼01住户紧急I2.31#楼03住户紧急Q0.51#楼I0.61#楼01住户布防I2.41#楼03住户布防Q0.62#楼I0.71#楼01住户撤防I2.51#楼03住户撤防Q0.73#楼I1.01#楼02住户门磁I2.61#楼04住户门磁Q0.84#楼I1.11#楼02住户窗磁I2.71#楼04住户窗磁Q3.11住户I1.21#楼02住户烟感I2.81#楼04住户烟感Q3.22住户I1.31#楼02住户燃气I2.91#楼04住户燃气Q3.33住户I1.41#楼02住户紧急I3.01#楼04住户紧急Q3.44住户I1.51#楼02住户布防I3.11#楼04住户布防Q3.55住户4.3程序图

如图3.5所示，为01栋1号楼的拆装系统流程。第一个常闭开关I0.7表示1号楼01处于解除武装状态，第二个常开开关I0.6表示1号楼01处于武装状态，最后一个M0.0表示开关传输。信号，按下常闭开关时，01号楼1户处于解除武装状态;按下常开按钮后，01栋1号楼的住户将处于武装状态。无论M0.0是武装还是解除武装，信号都被传输到M0.0,M0.0具有自锁功能。图3.6住户的门磁报警程序图如图3.6所示，为01号楼1号门磁报警程序框图。第一常开开关I0.1表示1号楼01门磁报警;第二个常闭开关I0.0表示报警复位。门磁报警响后，报警系统需要复位，否则下次需要门磁报警时，门磁报警不会报警。最后将报警信号传输给M0.1,M0.1具有自锁功能。如图3.7所示，它是01栋1号楼的家用烟雾探测器。第一常开开关I0.3表示1号楼01的烟雾报警器;第二个常闭开关I0.0表示报警复位。当烟雾报警器响起时，信号将传输到M0.3。当警报响起时，复位开关将复位报警系统。3.71#楼01住户的住户烟感报警器图3.8为01号楼的应急报警系统程序。第一个I0.5表示1号楼01户的紧急报警，第二个常闭开关I0.0表示报警复位。报警信号在报警过程中传输到M0.5。M0.5具有自锁功能。图3.81#楼01住户的紧急报警系统智能家居安防控制系统具体程序图见附录1。第5章报警系统设置5.1报警系统设置5.1.1MCGS组态简介MCGS组态软件又称监控软件，它可用于数据的采集和过程的控制。它提供了一个良好的用户开发界面，并以一种简单的方式，在通用的配置中让你能在灵活使用它[2]。MCGS具有操作方便简单、容易学习、容易上手等突出特点。这个集团的软件广泛应用于石油化工、电力系统、水处理、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域。在实际条件下，经过许多现场长时间的运行，验证了系统稳定可靠。5.1.2建立项目及项目管理器介绍（1）打开MCGS配置软件，在用户窗口中创建一个新窗口，并在右侧窗口属性中将其重命名为“小区报警系统”。如图4.1所示。4.1用户窗口创建图（2）创建动画显示画面窗口:打开用户窗口后，显示的屏幕如图4.2所示。主屏幕顶部的一些小图标可以用来模拟项目运行。右边是工具箱，里面有可供用户使用的各种符号和元器组件。图4.2制作动画显示图5.1.3创建组态过程画面（1）创建组态的主画面打开组态的用户窗口，在主屏幕的右侧有一个图标（矩形通过箭头连向圆形），点击这个图标，它是一个工具箱，工具箱中有各种组件。例如，本实验中使用的树木、建筑传真机、按钮等。选择右侧工具箱中的“插入元件”图标，将打开对象组件库。有一个对象类型，双点击“其他”对象类型，在右侧滑动组件库，找到树的图标，点击它，点击右下角的确定，树的图标就会出现在主屏幕上。在主屏幕中，按住鼠标左键将组件移动到适当的位置，也可以更改其大小。创建的静态屏幕如图4.3所示。图4.3创建的组态静态画面如图4.3所示，如果单元格中发生了警报，您可以单击左边的警报原因，查看发生警报的原因是哪个方面。显示警报的指示灯为红色，不显示报警的指示灯为绿色;点击报警大楼号码，就可以看到是哪一栋楼发出的警报;点击报警居民就可以查到是哪一户的居民报警，他的房号就会显示出来，以便更准确地了解报警位置和紧急情况，使社区安全部门能够及时做出反应策略，减少或避免危机户主的人身和安全的产生以及私人财产的损失。图4.4报警记录画面（2）报警记录画面如果小区的警报发出之后，点击图4.3左侧的报警记录查看具体的报警时间和日期。如图4.4所示，不同时段的报警原因也是不相同得。点击报警日期和时间，将显示相应的报警原因。这样将会使它更容易操作。（3）归档监视器在运行过程中，对收集到的数据信息进行归档，并将归档后的数据保存到数据库中。在运行过程中，可以将系统运行中的过程值以表或图的形式输出，便于观察，也可以将存档的过程值打印为记录。为了便于社区管理员对数据进行组织，在主屏幕上设置了归档屏幕，并记录和归档了所有的报警记录。点击图4.3中的存档显示，可以显示具体家庭的具体时间和报警原因。如图4.5所示。5.2监控系统5.2.1STEP的硬件组态

图4.5归档监控画面打开步骤7的硬件配置软件，选择CPU型号和MPI地址。在本设计中，为了在CPU列表中选择CPU315-2DP模型，MPI接受默认值“2”，如图4.6所示。然后单击Next按钮。图4.6硬件组态的型号和MPI第第29页共8页（1）从站建立1.创建新项目：在STEP7中点击右键，会有一个菜单，在菜单里选择“InsertNewObject”—“SIMATIC300Station”，插入S7-300从站。2.组态的硬件：双击“Hardware”选项，进入界面窗口。单击“Catalog”的标志就可打开硬件目录，按硬件安装次序依次插入机架、电源、CPU等进行硬件组态。从站建完之后要连接到主站上，如图4.7所示。图4.7从站连接主站图（2）建立主站从站建立完成后，用建立从站方法建立S7-300主站并组态，本次设计中的地址站设置为2，且还有选择与从站相同的PROFIBUS网络，如图4.8所示。图5.8主站建立5.2.2在线调在SIMATIC管理器中，通过单击要下载的组件并单击download按钮，可以将相应对象的内容下载到CPU。当选择一个块时，下载该块;选择目录后，下载整个目录中的所有块;下载硬件配置信息需要CPU处于停止模式。硬件配置图如图4.9所示。图5.9硬件组态第6章小区报警系统的模拟运行6.1在STEP7中编写运行的模拟程序打开图4.7右侧的OB1，将出现图6.1页面，执行STEP中编写的程序，PLCSIM运行界面中的CPU称为“RUN”(即在线调试文件)。打开主屏幕。在MCGS中，点击工具栏上的run按钮，就可以调试社区报警监控系统。。编写程序界面如图6.1所示。图6.1程序编辑器6.2小区报警监控主画面小区的报警监控应是如图6.2所示的画面。这样监控更加直观方便。图6.2小区报警监控主画面6.3运行中的报警原因画面当报警系统发出报警信号时，如果是门窗报警，门窗报警指示灯变为红色，没有报警信号的指示灯仍为绿色。报警后，炮弹报警号和报警居民可以知道具体的门牌号，以确保事故发生的准确位置。运行中的报警原因画面如图6.3所示。6.3运行中的报警原因图6.4运行中的报警楼号画面如图6.4所示，若建筑物编号产生报警，则报警建筑物编号的指示灯为红色，其他未报警建筑物编号的显示灯为绿色;点击报警原因，查看发生何种情况，并采取具体的急救措施;您还可以点击报警家居按钮，查看家居的主要位置，节省急救时间。点击后退按钮，可以看到手机报警监控的主屏幕。图6.4运行中的报警楼号画面6.5运行中的报警住户画面如图6.5是运行中的报警住户画面。图6.5运行中的报警住户画面如图所示，如果某户显示报警，报警户的指示灯为红色，未报警户的指示