智能化住宅小区安防报警系统方案的设计样本

智能化住宅社区安防报警系统方案设计目录摘要: 2一．引言 3二．系统构成及原理 41．探测器 51)门磁开关 52)光束遮断式探测器 53)被动式红外探测器 54)玻璃破碎探测器 55)振动探测器 56)视频探测器 62．报警控制中心 63．报警信号传播 64．管槽敷设 65．设备清单 66．设计流程 7三。单片机电路设计 71．电路图 72．电路简介 8四． 红外防盗报警系统构成及工作原理概述 91． 微解决器及其任务 92． 被动式热释电红外电路设计 10a) 积极式红外电路设计 12b) 报警电路设计 14c) 数据通信设计 143． 某些程序代码 16五．参照文献 21摘要:随着科学技术发展以及人们生活水平提高与安全意识加强，家庭、公司、机关等场合安全防范和自动报警系统研究与设计日益被科研单机和生产厂商所注重。本文简介了入侵探测与智能报警系统原理及构成，通过传感器检测和电话自动拨号实现智能报警。本系统采用红外探测元件对入侵信号进行捕获，当有入侵信号时，由单片机控制中心（AT89S51）发出相应信号控制电话接口电路，自动拨打预设电话号码进行报警；系统语音电路可进行12s录音，对警情进行阐明；同步进行扬声器报警，可以起到震慑入侵者作用。核心字：入侵探测；报警系统；自动拨号；AT89S51单片机；IntellectualBurglarAlarmingSystemDesignAbstract：Accordingtothedevelopmentofscience&technology，theimprovementoflivingstandard，andtheenhancementofpeople'ssecurityconsciousness，thesecurityandresearch&designofautomaticalarmingsystemofsuchplacesashomes，enterprisesandorgans，hasbeenhighlyfocusedonbyinstitutesandproducers.Thispaperintroducestheprincipleandconstitutionofinvasivedetectionandautomaticalarm，inordertogetautomaticalarmthroughtheinspectionoftransducerandtelephoneautomatic-dialsystem.Thesystemapplyinfrareddetectioncomponenttocatchinvasivesignal.Whenasignalbreaks，therelativesignalsentbySCM(AT89S51)willcontrolthephonecircle，anddialthephoneautomaticallytoalarm.Therecordedcirclecanrecordfor12secondsanddescribethealarmingsituation.Atthesametime，itcanalarmbyloudspeakersystem，whichcanfeartheintruder.KeyWords：invasivedetection；alarmingsystem；automaticdialing；AT89S51;正文一．引言中华人民共和国安居工程需要大力发展安全文明社区建设，严峻社会治安形势，需要建立并完善安全文明社区防盗报警网络系统体系。如何解决在当前每个家庭经济承受能力有限状况下，建设满足防范功能及可靠性需求安全文明社区防范防盗报警网络系统，是当前急需解决课题。作为一种可行住宅社区联网报警系统，必要满足集中监控，系统容量大，防范功能齐全，性能价格比高等规定。防盗报警系统防患于未然，用来实现较周密外围全方位管理及建筑物内重要管辖区，防盗报警系统分工作区安防状态监视、结合内部对讲系统，遥相呼应，可减少管理人员工作强度，提高管理质量及管理效益。防盗报警系统作为当代化管理有力辅助手段,它将现场内各现场视频图像或是险情信号传送至主控制中心及分控室，值班管理人员在不亲临现场状况下可客观地对各监察地区进行集中监视，发现状况统一调动，节约大量巡逻人员，还可避免许多人为因素，并结合当前高科技图像解决手段，还可为后来也许发生事件提供强有力证据，有了良好环境，全方位安全保障，才干创造良好社会效益和经济效益。二．系统构成及原理防盗报警系统分别由探测器、区域控制器和报警控制中心三某些构成。其原理如如下系统图：1．探测器1)门磁开关：是探测器最基本、最简朴有效装置，惯用有微动开关、磁簧开关等，普通装在门窗上。开关可分为常开和常闭两种。常开式常处在开路，当有状况时(如门、窗被推开)，开关就闭合，使电路导通启动警报，这种方式长处是平时开关不耗电，缺陷是如果电线被剪断或接触不良将使其失效。常闭式则相反，寻常开关为闭合，异常时打开，使电路断路而报警。该办法长处是，在线路被剪断或线路有故障时会启动报警，但当罪犯在断开回路之前选用导线将其短路，就会使其失效。普通在门磁探测器中，大多数采用磁簧开关。2)光束遮断式探测器(又称为积极红外探器)：可以探测光束与否被遮断探测器，当前用得最多是红外线对射式。由一种红外线发射器和一种接受器，以相对方式布置构成,当非法入侵者横跨门窗或其她防护区域时，挡住了不可见红外光束，从而引起报警。为防止非法入侵者也许利另一种红外光束来瞒过探测器，因此探测器红外线必要先调制到指定频率再发送出去，而接受器也必要配有频率与相位鉴别电路来鉴别光束真伪或防止日光等光源干扰。普通较多被用于周界防护探测器。3)被动式红外探测器(又称热感式红外探测器)：不需要附加红外辐射光源，自身不向外界发射任何能量，而是探测器直接探测来自移动目的红外辐射，因而才有被动式之称。任何物体，涉及生物和矿物体，因表面温度不同都会发出强弱不同红外线，各种不同物体辐射红外线波长也不同，人体辐射红外线波长是在10／um左右，而被动式红外探测器件探测波范畴在8～14／um，因而能较好地探测到活动人体跨入禁区段，从而发出报警信号。被动式红外探测器按构造、警戒范畴及探测距离不同可分为单波束型和多波束型两种。单波束型采用反射聚焦式光学系统，其警戒视角较窄普通不大于50o，但作用距离较远(可达百米)。多波束型采用透镜汇集式光学系统，用于大视角警戒，可达90o，作用距离普通只有几米到十几米。普通用于对重要出入口入侵警戒及区域防护。4)玻璃破碎探测器：普通运用压电式拾音器，装在面对玻璃位置。它只对高频玻璃破碎声音进行有效检测，不会受到玻璃自身震动影响。当前普遍应于玻璃门、窗防护。5)振动探测器：用于铁门、窗户等通道和防止重要物品被人移动场合，以机械惯性式和压电效应式两种为主。机械惯性式是运用软簧片终端重锤受到振动产生惯性摆动，振幅足够大时，遇到旁边另一金属片而引起报警；压电效应式是运用压电材料振动导致机械变形而产生电气特性变化特性，检测电路依照其特性变化来判断振动大小并报警。由于机械式容易锈蚀，且体积较大，已逐渐由压电式代替。6)视频探测器(又称为景像探测器)：多采用电荷耦合器件CCD作为遥测传感器，通过检测被检测区域图像变化来报警一种装置。由于是通过检测因移动目的闯入摄像机监视视野而引起电视图像变化，因此又称为视频运动探测器或动目的探测报警器。视频报警器运用模仿数字转换器，把图像像素转换成数字信号存在存储器中，然后与后来每一幅图像相比较，如果有很大差别，阐明有物体移动2．报警控制中心能及时通过声光报警信号在安保控制中心精确显示出事地点，使于迅速采用应急办法。智能建筑防盗报警系统负责对建筑内外各个点、线、面和区域实行巡逻报警任务，它普通由探测器、区域控制器和报警控制中心三某些构成，最底层是探测器和执行设备，负责探测非法入侵人员，有异常状况时发出声光报警，同步向区域控制器发送信息。区域控制器负责对下层探测设备管理，同步向控制中心传送区域报警状况。普通一种区域控制器、探测器加上声光报警设备就可以构成一种简朴报警系统，但对于智能建筑来说，必要设立安保控制中心，能起到对整个防盗报警系统管理和安防系统集成管理作用。1）对设防区域非法入侵进行实时、可靠和对的无误报警和复核。误报警应减少到可以接受极低限度。漏报警是绝对不容许，2）为防止抢劫或人员受到威胁，系统应设立紧急报警装置和留有与110公安报警中心联网接口。3）系统应能准时间、按部位、区域任意编程、设防或撤防。3．报警信号传播报警信号惯用编码控制，编码控制是将所有控制命令数字化(调制)后再传播，到控制设备后再解调，还原成直接控制量，可节约线缆。这种方式传播距离长，当前工程中采用较多。采用了较为可靠又便宜线缆，即用非屏蔽护套软信号电缆传播。4．管槽敷设为防止电磁干扰和外电源及变频电梯等干扰，电缆应敷设在接地良好金属管或金属桥架，以及PVC线管敷设，同步保护线缆。5．设备清单1报警系统主机VISTA-120台12一防区扩展器4293SN台1023操作键盘6148CH个14红外探测器200ABT-200个275红外探测器100ABT-100个486红外探测器60ABT-60个57红外探测器30ABT-30个158红外探测器20ABT-20个79紧急按钮PB-2个1312警卫中心软件GCW-1.51套114蓄电池BT127个5115电脑串行接口4100SM个120主控电脑P4/512M/80GB/17''套121电缆RVV2x0.5米22电缆RVV6x0.5米23电缆RVVP2x1米24电源电缆RVV3x1.0米25镀锌线管DN20根6．设计流程三。单片机电路设计1．电路图2．电路简介本系统电路设计重要有三某些构成：红外探测电路、微波探测电路、单片机控制电路。咱们重点简介单片机电路。咱们所采用AT89C2051单片机是一款兼容原则MCS一51指令功能强大单片机，虽然它只有20个引脚，但它包括甚至超过了原则40脚封装单片机所有功能。单片机控制电路有红外、微波两个报警触发信号输入(图3中INT0、INT1)，三种工作状态：单路触发报警状态、双路触发报警状态和睡眠状态，分别由三个LED灯批示(图3中R15、R20、R21)，通过设计面板上按钮(图3中S2、s3)和单片机控制电路可以在三种检测状态之间进行切换。系统工作于单路触发报警状态时，红外、微波探测电路中只要由一路触发报警，单片机就做出报警响应(驱动音频电路模仿发出报警声)；系统工作于双路触发报警状态和睡眠状态时，必要两路同步发出触发信号，或在一定延时时间内相继触发，单片机才做出报警响应；系统工作于睡眠状态时，对任何触发信号不做出响应。固然，这种切换模式还可以依照顾客自己需求进行相应改良工作，例如可以做到不进行现场报警，但将触发报警信号通过内网或传播线传播至电脑，以达到现场监控目(睡眠状态)。单片机程序设计流程如图2所示，可采用C语言进行编写，电路设计如图3所示。红外防盗报警系统构成及工作原理概述本系统共提成四大块：热释红外感应模块、积极式红外发射接受块、声光报警和串口通信块。系统以微解决器进行智能控制，随时检查与否有红外物体在所属区域活动，一但发现，及时进行声光报警，并将这一成果告知主监控系统，同步咱们红外感模块还能鉴别白天或黑夜进行工作。本系统框图如图1。图1系统构成图微解决器及其任务该系统咱们选MS-51系列单机，AT89C2051作为主CPU进行各项工作解决。AT89C2051有2KFLASH；128字节RAM；15条I/O引线；2个16位定期器/计数器；一种5向量2级中断构造；一种全双工串行口；一种精密模仿比较器以及片内震荡器和时钟电路。此外，AT89C2051是用可降到0频率静态逻辑操作设计，并支持两种可选软件节能工作方式。空闲方式停止CPU工作，但容许RAM、定期器/计数器、串行口和中断系统继续工作。掉点方式保持RAM内容，但振荡器停止工作，并禁止所有其她部件工作直到下一种硬件复位。重要性能和MCS—51产品兼容。2KB可重编程Flash存储器。耐久性：1000次写/擦除。2.7~6V操作范畴。全静态操作：0Hz~24MHz.2极加密程序存储器。128×8位内部RAM。15条可编程I/O引线。2个16位定期器/计数器。6个中断源。可编程串行UART通道。直接LED驱动输出。片内模仿比较器。低功耗空载和掉电方式。本设计红外检测，CPU采用中断方式进工作。当检测到所属区域发生变化时，中断口有信号变化，从面达到监测目。用单片机P3.2、P3.3两个端口。声光报警用P1.0口。串口通信用P3.0、P3.1和总控系统通信。系统硬件如图2。图2微解决器硬件图被动式热释电红外电路设计此电路由热释电传感器(带菲涅尔透镜)，带通放大器，比较电路，光控电路和输出电路构成，构成框图如图3。图3被动式电路框图菲涅尔透镜作用是将人体辐射红外线聚焦、集中，以提高探测敏捷度。热释电传感器功能是将人体辐射出为特定波长红外线检测到，并产生微电信号。如果没有透镜，探测距离只有1~3米，使用菲涅尔透镜后普通能达到10米以上，因而菲涅尔透镜作用相称重要。带通放大器，由于热释电传感器输出电脉冲信号幅度很小，其频率约在0.3~10Hz左右，是属于超低频信号，因而，需要高增益低噪声、低频带通放大，进行高增益放大解决，才干送到下一级电路。放大增益约为70~75dB。比较器，为了有效抑制噪声干扰，是提高模块工作可靠性，减少误动作概率，感应模块内设立了电压比较器。电压比较器普通采用双限窗口比较器，它有一种门限电，此值越大，抗干扰能力强，但敏捷度降度随之下降，此值小，易受干扰而产生误动作。当放大器输出信号到比较器，其幅值达到比较器门限值时，比较器输出脉冲信号。光控电路，该电路重要是运用光敏电阻对光敏感特性，对输入到比较器信号进控制，可灵活让其工作在白天或者晚上，这样就较好起到了光控目。输出电路，通过上述电路解决后，在输了端就会满足，当有红外生物通过所属区域时，输出端就是体现为高电平；反之，就输出低电平，运用这一点，就可以较好和微解决器接口。下图4为本设计电路图:图4热释电感应原理图如图所示，左端D为热释电红外传感器，3脚为电源连接端，2脚为接地端，1脚为输出端。经1脚输出后，一方面需要一匹配电阻，约为47KΩ。再通过C147UF电容耦合到放大器U1反相输入端，U1、U2构成带通滤波器和增益放大器，带通滤波器下限截止频率由R4、C1决定，上限截止频率由R3、C5决定，放大U1增益由R5，R4决定（R5/R4），U2增益由R9、R8决定（R9/R8），放大器电压增益可以用放大倍数取对数得到（20LgAv），两级放大电路总增益为70dB。电阻R3、R4、R6、R7构成偏置电路，将两能运放偏置电压设在1/2VCC上。R10、R11、R12、R13、W、D1、D2、U3、U4构成双限比较电路，比较基准电压由R10、R11、R12、R13决定。U3反相输入端设立为不不大于1/2VCC，耍U4同相输入端设立不大于1/2VCC，U2静态时输出为1/2VCC。此时，当红外传感器没有感到红外线时，放大器U2输出为1/2VCC，可推断，U3同相端不大于反相端，输出低电平，同理可得U4输出也为低电平；当有红外线时，U2将会输出一种相对于1/2VCC脉冲信号。当U2为正脉冲时，可分析，U3将会输出高电平，U4将会输出低电平；当U2输出为负脉冲时，U3将会输出低电平，而U4将会输出高电平，也就是说只有感应到红外线输出端都会有正脉冲输出，图中，D1、D2重要起隔立作用，防止当一种浮现高电平时，被另一种短路掉。图C7、C8为电源退耦电容。电阻R23为光敏电阻，阻值是随着光增强而减小，此电路中，当晚上光线比较暗，阻值较大，U3、U4门限值较高，检测到红外线不容易得到输出，白天，光线较强，门限值减小，按正常设定报警，进而达到光控目。最后输出和单片机相接，实现智能控制。积极式红外电路设计积极式红外电路包括两个某些：一某些为红外发射电路；另一某些为红外接受电路。电路由红外发射部发出一束红外光，由红外接受电路检测出发出红外光，正常状况对发对收不会发出报警，当有移动物体遮挡住红外光线时，接受电路不能接受到红外光，电路发出声光报警。从而达到防盗目。发射电路，咱们采用采普通红外发射管，试应用场合不同，还可以采用大功率红外发射管，以提高检测距离，由单片机2051来进行编码，硬件电路如图5。图中由P1.0口输出外电路接一三极管配合红外发射管，进行红外线发射。同步发射电图5积极式红外发射电路红外发射也采用编码方式发射，以脉宽调制串码作为红外信号传播。普通以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms，周期为1.125ms组合表达二进“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms，周期为2.25ms组合表达二进制“1”，其“0”、图6红外编码格式就这样发单独发射，采用调制方式。将上图编码格式调制在高频载波上面，这样不但仅节约频带资源，同步利于远距离传送，提高抗干扰能力。咱们接受采用HS0038，它规定咱们把发射码调制在38KHz载波上面发射，因此咱们在软件编程时要作一种38KHz方波信号，同步要设计0.565ms、0.56ms、1.68ms时间控制电路。接受电路用HS0038作接受。由于此电路内部已集成了滤波、AGC、解调电路，其输出就能鉴别逻辑“0”、“1图7HS0038内部构造图在本设计中，硬件采用图8所示：图8红外接受某些硬件图如图所示，红外接受头，接受到红外光，然后在内部滤波解调还原出编码信号，在本设计中，咱们规定发射电路始终发射一逻辑“1”，那么经解调后，在1脚输出端输出脉宽为“1”信号，一旦当检测不到“报警电路设计当红外探测设备检测到有异常状况发生时，及时发出一段报警信息能单片机P1.0输出，让扬声器发出报警声，同步发光管发光，如图9所示：图9报警电路如图所示，单片机P1.0口输出后加到三极管Q2基极，Q2集电极接一继电器，发射极接地。当基极为高电平时，经倒相后集电极输出为低电平，继电器K线圈中有电流流过产生磁场，使开关K吸合，电源一方面通过R20加到蜂鸣器或扬声器相端，使之发声；另一方面通过R22加到发光二极管两端，使之发光。当单片机端口输出高电平时，三极管Q2截止，集电极输出高电平，继电器不被吸合，因而，蜂鸣器，发光管自然也不会发声，发光。电路中，二极管D2重要起一种隔立作用，使电流不要倒流。在程序中，咱们只要让P1.0口输出不同频率信号，在蜂鸣器中就会发不同声音，发光管也不断闪烁，进而达到声光报警目。数据通信设计数据通信重要是运用单片机已有串口进行，本设计中重要是向主监控传信号，如果要在被监控场合形成一小型局域网，那么可以采用RS-232转RS-485这样既简朴，又经济网络，达到整个系统智能化。咱们用2051单片机内部提串行通信模块进行数据传播。该串口可以工作于同步和异步通信方式，当工作于异步时，它具备全双工操作功能，也就是说，它可以同步进行数据发送与接受，串行口内接受器采用是双缓冲构造，可以在接受到第一种字节从接受寄存读走之前就开始接受第二个字节，串口发送和接受操作都是通过特殊功能寄存器中数据缓冲寄存器SBUF进行，但在SBUF内部，接受寄存器和发送寄存器在物理构造上是完全独立。如果将数据写入SBUF，数据会被送入发送寄存器准备发送。如果执行SBUF指令，测读出数据一定来自接受缓冲器，因而，CPU对SBUF读写，事实上是分别访问2个不同是寄存器。它有四种不同工作方式，咱们在应用时，针对不同需求，选取不同方式。RS-232原是基于公用电话网一种串行通信原则，推最大电缆长度为15米，即传播距离普通不超过15M，也就是上面咱们提到RS-485这个概念，例如说，咱们要在一种社区内建立各种防盗监控设备，规定各个端口都要入网，那么咱们就不用简朴用RS-323这个原则了，由于距离太近了，用RS-485则可解决。它逻辑电平以公地为对称，其逻辑“0”电平规定在+3~+25V之间，逻辑“1”电平则在-3~-25V之间，因而它不但要使用下负极性双电源，并且老式TTL等数字电路逻辑电平不兼容，两者之间必要使用电平转换。这个电平转换可采用MAXIM公司Max232、Max220、Max图10Max232构造图本设计串行通信硬件电路如图11图11串行通信硬件电路如图所示，单片机串口P3.0、P3.1分别为RXD、TXD，串行数据接受端，串行数据发送端。这两个端口不能直接和其他微处接口，必须通过中间电平变换电路才行，也就是上述所示Max23作为接口芯片，再通过9针连接口传播，达到双向通信目。某些程序代码整个系统程序也提成四个某些，被动式红外感应电路辨认程序、红外编码程序、红接受程序、报警程序、串行通信程序等几种某些，如下为程序框图12和程序代码。图12a主程序框图b热释电红外报警程序框图C红外光发码程序d红外线解码程序框图如下为解码程序：阐明：如下为红外线解码程序，解码重要是判断“0”“1”，咱们在发码电路中，让其始终发“1”，这样在解码电路采用中断方式，用INT1下降沿中断，只要发生了中断，阐明0.56ms低电平已来到，咱们在调1ms延时，再检测与否为高电平，如果是阐明已收到对方发射红外光，如果不是，阐明没收到红外光，也许发生险情，及时作出相应解决(在程序处里时，咱们持续检测三次，以确宝可靠性)。IN1EQUP3.1TMPEQU30HCOUNTEQU31HFLAGEQU32HIN：CLREAPUSHACCLCALLDEL//调1ms延时MOVA，P3MOVR0，#02ANLA，R0CLRCSUBBA，#02MOVA，CADDA，FLAGMOVFLAG，AADDA，#1MOVCOUNT，A//判三次，都相似阐明无异常状况MOVA，#03SUBBA，COUNTJNBC，YYYY：JZFLAG，XX//接受码如果为1，阐明收到红外光则退出。LCALLBAOJIN//否则，收