智能無(wú)線家居報(bào)警設(shè)計(jì)

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1、2012-2013學(xué)年第2學(xué)期《智能家居無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目:智能家居無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)專業(yè):電氣工程系自動(dòng)化班級(jí):10自動(dòng)化(2)姓名:趙懷潤(rùn)學(xué)號(hào):1009111126指導(dǎo)教師:臧大進(jìn)電氣工程系2013年5月21日智能家居無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)該系統(tǒng)主要包括紅外探測(cè)電路、LCD控制電路、聲光報(bào)警電路及單片機(jī)控制電路等。自動(dòng)檢測(cè)功能由紅外探測(cè)電路實(shí)現(xiàn),當(dāng)有盜賊穿過此裝置時(shí),紅外傳感器立即將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理后傳送給主機(jī)電路,由主機(jī)來判斷信號(hào)并驅(qū)動(dòng)電路報(bào)警。報(bào)警功能由揚(yáng)聲器、蜂鳴器等發(fā)聲裝置實(shí)現(xiàn),同時(shí)通過RS-485通信報(bào)警給小區(qū)警衛(wèi)。本設(shè)計(jì)通過紅外傳感器探測(cè)人體紅外

2、線信號(hào),從而達(dá)到報(bào)警的功能,滿足了人們?nèi)粘I顚?duì)防盜報(bào)警功能的需要。1.1系統(tǒng)流程及設(shè)計(jì)要求1.1.1系統(tǒng)流程利用被動(dòng)式熱釋電型紅外傳感器檢測(cè)人體輻射的紅外線,當(dāng)檢測(cè)到紅外信號(hào)變化時(shí),將其轉(zhuǎn)化為微弱的電信號(hào),經(jīng)過信號(hào)處理電路對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、比較、輸出高電平作為告警信息送給CPU,CPU判斷是否報(bào)警,如果滿足報(bào)警條件,就會(huì)發(fā)出控制信號(hào),完成聲音報(bào)警和發(fā)光報(bào)警。此外,CPU有一個(gè)全雙工的串行通信口,需通過RS-485總線通信將報(bào)警區(qū)域的地址傳送到小區(qū)監(jiān)控中心的PC機(jī)上,監(jiān)控中心可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)報(bào)警的具體地點(diǎn),進(jìn)行警情的處理。信號(hào)處理電路89C51單片機(jī)傳感器1傳感

3、器5復(fù)位電路12864液晶顯示小區(qū)警衛(wèi)聲光報(bào)警電路......RS485總線時(shí)鐘電路圖1.1系統(tǒng)流程圖1.1.2設(shè)計(jì)要求12系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能:當(dāng)人員外出時(shí),可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài),探測(cè)器工作起來,當(dāng)有人闖入時(shí),熱釋電紅外傳感器將探測(cè)到動(dòng)作,設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào),經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān),打開門限閥門送出TTL電平至89C51單片機(jī),經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號(hào)發(fā)聲,并通過RS-485總線傳送給小區(qū)警衛(wèi)。1.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等子模塊。電路

4、結(jié)構(gòu)可劃分為:熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LCD控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警等功能。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說,單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元,所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng),軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu):熱釋電紅外傳感探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成1.3系統(tǒng)硬件設(shè)

5、計(jì)1.3.1熱釋電紅外傳感器傳感器采用雙元熱釋電紅外檢測(cè)元件RE200B。該傳感器翻用熱釋電材料極化隨溫度變化的特殊探測(cè)紅外輻射,并采用雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制干擾,以提高傳感器的工作溫度。其內(nèi)部電路如下:1腳接工作電壓,其工作電壓低且范圍寬(2.2~15V);2腳為輸出源極電壓;3腳為公共地。使用時(shí),一般在2腳與3腳之間加47KΩ的源極電阻,但應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,適當(dāng)調(diào)整源極電阻。圖1.3.1RE200B紅外檢測(cè)元件內(nèi)部電路圖121.3.2電源電路設(shè)計(jì)電源電路的功能介紹:此電路在整個(gè)設(shè)計(jì)中起著很重要的作用,是提供器械運(yùn)轉(zhuǎn)的原動(dòng)力。此電源為直流穩(wěn)壓電源包括降壓、整流、濾波、

6、穩(wěn)壓三部分,最終將電網(wǎng)中220V的交流電壓轉(zhuǎn)換為5V的直流電壓提供給后面的工作電路。在整個(gè)電路中電源部分起到重要的作用,如果電源部分不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路都不能運(yùn)行。圖1.3.2直流穩(wěn)壓電源電路1.3.3放大電路的設(shè)計(jì)最基本的放大電路,Vi是輸入電壓信號(hào),Vo是輸出放大的電壓信號(hào)。由于本模塊考慮到模塊實(shí)用性的問題,所以運(yùn)放芯片采用低電壓、單電源、低功耗LMV324芯片。LMV324功耗是比同類產(chǎn)品低120μA;在5V時(shí),其典型工作電流為100μA。該運(yùn)放芯片工作電壓為2.5~5.5V,采用軌到軌的輸出。LMV324的引腳和NS、TI和Maxim的LMV3XX系列兼容,因此

7、可直接替換。當(dāng)LMV324工作在5V時(shí),帶寬為1.4MHz,轉(zhuǎn)換速率為1.5V/us。1.3.4鍵盤電路設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示電路由三個(gè)獨(dú)立的按鍵組成,其中這三個(gè)獨(dú)立的按鍵與單片機(jī)的P1.0~P1.2口連接,S2為功能鍵,S3為加一鍵,S4為減一鍵,可通過控制按鍵實(shí)現(xiàn)所需的實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘功能12圖1.3.4鍵盤電路1.3.5時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件,XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期,而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期,所以一個(gè)機(jī)器周

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