1、本科毕业设计（论文）（20 届）智能无线自动报警系统的设计与实现所在学院专业班级 电子信息工程学生姓名指导教师完成日期目录摘要 .IIIAbstract.IV第一章 绪论 .11.1 课题研究的目的及意义 .11.2 国内外研究现状 .11.2.1 无线报警系统的研究现状 .11.2.2 单片机的研究现状 .41.3 研究内容及创新点 .71.3.1 主要研究内容 .71.3.2 主要创新点 .8第二章 系统相关硬件 .102.1 8051 单片机的内部结构 .102.1.1 8051 单片机的引脚及其功能 .112.1.2 8051 单片机的存储器组织 .142.1.3 8051 单片机的特
2、殊功能寄存器 .162.2 8051 单片机的工作方式 .172.2.1 8051 单片机的工作周期 .172.2.2 8051 单片机的工作过程与工作方式 .182.3 数字通信系统的组成及工作原理 .202.4 报警发射系统的组成及工作原理 .212.5 报警接收系统的组成及工作原理 .22第三章 硬件设计 .233.1 8051 内部时钟电路及复位电路 .233.1.1 内部时钟电路 .233.2 外部程序存储器扩展电路 .243.3 八段数码管显示电路 .253.4 产生报警音电路 .253.5 设计调试过程 .26第四章 软件设计 .274.1 软件设计整体流程 .274.1.1 软
3、件设计所使用的单片机结构 .274.1.2 软件设计整体流程图 .274.1.3 串行口接收模块 .304.1.4 定时模块 .394.1.5 显示报警模块 .414.1.6 报警应答模块 .46第五章 结论 .47参考文献 .48致谢 .49附录 .50智能无线自动拨号控制器摘要近些年来，实验室和家庭的失窃事件屡屡发生，有的甚至是在保安人员值班或户主在的情况下发生的，为了减少或者避免这类事情的发生，各类防盗系统就应运而生。而传统的防盗系统只是起到警报或者震慑盗贼的作用，在没有设备通知保安人员的情况下，盗贼却可以继续作案。因此应用范围受到限制。本文是以单片机 AT89C51，双音多频解码集成电
4、路 MT8888、编码译码器PT2262/2272、F05C/J05C 发射接受模块、ISD1420 芯片为核心。红外线发光二极管作为信号源，光敏三极管作为信号接收装置。两者分别放置在实验室的门或窗户的两边。当窃贼非法进入门或窗的时候，红外线被人挡住，进而单片机执行中断程序，即播放不同的语音，震慑盗贼，起到防盗的作用。 1本文对软件和硬件都做了较详细的论述，并对流程图做了简单的介绍。其优点是隐蔽性好、抗干扰能力强、自动化程度高、安装简单、易维修、功能齐全。关键词：双音频编解码；单片机控制；自动报警Smart wireless automatic dial alarmAbstractUnless
5、 in the last few years, it suffer loss by theft laboratory and family it happen repeatedly incident,some or even not at security personnel on duty or householder in situation under take place, in order to reduce or avoid the emergence of this kind of thing, all kinds of burglary-resisting systems ar
6、ise at the historic moment. And the traditional burglary-resisting system is only the function of playing the alarm or frightening the robber, in a situation that there is no equipment to notify security personnel, but the robber can continue committing a crime . So the range of application is limit
7、ed It is with microprocessorAT89C51 that its time to design, pairs of sound many to decode integrated circuit MT8888 frequently, code decoder PT2262/2272 , F05C/J05C is it accept module to launch, ISD1420 chip that single block is a core. Infrared ray LED, as the signal source, the photosensitive tr
8、iode is regarded as the signal receive deviceThe two put the door in the laboratory on or both sides of the window separately.When someone passed the door or the window, the infrared ray was blocked , and then the one-chip computer carried out the procedure of cutting off. Broadcast different pronun
9、ciation , frighten robber , make it stop behavior of stealing and dial cell-phone number or office number of security personnel until answering automatically, play a theft-proof role.Have designed and all done more detailed argumentation to the software and hardware, and has done the simple introduc
10、tion to the flow chart . Its advantage is that disguise is good, the strong , easily to maintain multiple functionally. Key words: a pair of audio frequency compiled code,one-chip computer control, autoalarm第一章 绪论1.1 课题研究的目的及意义目前，随着科技的不断进步，电子技术的快速发展，人们的生活水平得到了很大的提高，手机、空调等高科技产品的使用越来越成为家庭生活的主旋律。但是，除了环
11、境因素外，科学技术的发展也给人们的生活、财产带来不安定因素，利用社会进步创造出来的技术产品达到个人犯罪目的的事情时有发生。这就为监控设备在居家安全、政府文件保密等领域的研究提供了必要的前提。随着人们生活质量的提高、安防观念的增强，报警系统将会得到越来越广泛的应用。无线报警系统与有线系统相比具有无需布线，方便灵活的特点，而且无线系统的安全与可靠性已经可以与有线系统相比拟。但目前无线报警系统在中国的市场应用率还很小，因此，对于中国的无线报警业来说，还有相当多的工作要做。因此，针对上述无线系统的应用特点，本课题的研究以为人们提供操作简易、安装灵活、外形美观、网络多样性等更符合人们的审美及使用习惯，智
12、能化程度越来越高的无线报警器为目的，不仅免去了有线系统布线的繁琐，而且具有高的抗干扰性及安全性。对于提高我国无线系统研究的地位，促进我国无线技术的向前发展具有重要的意义。而且应用报警系统的地区一旦有警情发生，人们可以立即对其采取相应的措施，对于人们的生命安全及财产安全、社会的安定具有非常重大的意义。1.2 国内外研究现状1.2.1 无线报警系统的研究现状据国外权威机构统计，到 2003 年，全球无线报警设备已占到整个防盗报警产品总量的 26.2%。与有线报警系统相比，无线报警系统的优势是不言而喻的，无线系统避免了布线的烦恼，去除了钻孔走线带来的辛苦，以及对家居整体装饰的破坏，安装迅速，可以节省
13、大量的人力、物力及时间。近几年，经过许多国际一流安防厂家的多年研发和投入(包括 GE、DSC、Electronics Line 3000)，目前，无线报警的技术发展已经越来越成熟，其安全和可靠性已经非常高。特别是在下列方面，取得了很大的进步：高安全性：目前最先进的无线安防系统均采用滚码技术，例如 EL3000 的Infinite 无线系统中的 SeclmCode 加密技术，其加密数据可达到四十亿组，系统不会对同一个传输码响应两次，系统和探测器传输的代码同步滚动，这样窃贼就不能使用当时截取的布/撤防代码再来突破此系统。强抗干扰性：为了防止各种干扰源和电源等因素对无线系统工作稳定性的影响，新一代无
14、线系统采用了多种技术。例如采用 FM 调频技术，大大增强了抗射频/电磁干扰，保证了信号发射的稳定性；采用两步法信号放大 (震荡器和缓冲放大器)，从而保证频率稳定，防止天线载波失真(尤其是遥控按钮)，采用AFC 自动频率控制，防止由于发射器频率变化引起的数据丢失，例如环境温度或电池电压引起的频率变化。低误报率：采用先进的智能化探测器，具有数字 ASIC 技术，满足客户的多种需要。低维护费用：新型的无线探测器采用了最先进的低功耗技术，平时的耗电量才 6 微安，配以高能锂电池，电池寿命可达到 25 年；另外，新一代的无线系统能够在键盘上，量化显示出所安装无线设备所处位置的无线信号强弱度，从而最大限度
15、地保证无线安防系统工程安装的质量，确保各个无线设备发射信号的稳定接收。 2智能化的系统升级：新一代无线安防系统还会在主板上附带 FLASH 闪存升级接口，当新的功能和版本出来时，用户可通过相关软件对自己的安防系统进行升级，享受到最新科技带来的益处。但从目前无线报警系统在中国市场的表现来看，情况却不是很乐观。相当一部分厂商都认为无线系统在未来的两三年内仍将处于缓慢增长期，还需要加大市场开发的力度。某些厂商表示，他们开发出来的无线报警系统只是作为有线系统的一个补充；甚至有工程商表示，现阶段无线报警系统多运用在一些不方便布线的、陈旧的建筑物防盗系统中，而在一些大型的工程项目中，能不用无线报警系统的，
16、就尽量不用。那么，无线报警系统在国内的发展状况如何呢？从技术面来说，人们提到的无线报警系统通常包括：报警主机、各种类型的探测器、遥控器、紧急按钮和转发器等等。对于市场上普遍认为“无线报警系统相对于有线系统的安全，可靠性要低一点”的这一观点，大多数业内人士都持赞同的意见，这与无线系统自身的技术特征有关。但与此同时，他们也强调到，凡事都没有绝对；有线报警系统同样也有它安全性较弱的地方。无线报警系统随着目前各方面技术的不断成熟，在某些领域，特别是在小范围的家居防盗系统的应用上，已基本上不存在技术安全性的问题。安全措施之一：FM 调频发射目前，市面上一般的无线报警系统，其通道多采用的是 AM 调幅制式
17、。但随着无线电通信技术的迅猛发展，FM 窄带调频制式越来越显示出抗干扰能力强、传输效率高的优越性，因此也开始渐渐走入了汽车防盗、无线报警的应用领域。安全措施之二：信号加密由于无线通讯技术具有开放性的特点，因此，在无线报警系统中，从发射器发出某一报警信号，到接收端接收到该报警信号的整个传输过程，就成为了最易受到外界攻击的薄弱环节。信号的防截取、防破译，以及防复制的能力，是无线报警系统安全可靠性的最关键保障。时下，一些技术较为雄厚的厂家都使用大容量的滚动码数据，来进行对信号的加密措施，某些系统采用的滚动码数据高达几十亿、上万亿组。安全措施之三：系统自检一般情况下，无线报警系统只是简单地采用当有警情
18、触发探测器时，即报警；而在正常状态时，就不发送信号的“应答机制 ”。但这种方式在一定程度上，也存在着较明显的安全隐患。例如，当发射单元遇到故障(如电量不足等)，或由于人为破坏的因素，系统就不能正常地发送报警信号，尽管此时的确有警情发生，但系统仍然处于正常状态，从而造成“漏报 ”的情形。为此，在无线报警系统内部，无论是主机到中心(或报警电话)，还是主机与前端各探头之间，在每隔一定的时间段做周期性的自巡检查报告都是避不可少的，它就像一根根隐藏的连线一样，加强各组成部分的联合防御力量。除此之外，信号强弱显示、警铃/电话线切断报警、低电量报警、防破坏报警等功能也是许多无线报警系统所具备的自检内容。安全
19、措施之四：智能探测无线系统比有线系统更易受到外部环境的影响，为了提高无线报警系统的安全可靠性，降低误报、漏报率，系统对前端探头的智能化，以及对意外情况的鉴别能力也是提出了更高的要求。例如 Visionic 开发出来的“无活动探测” ，就是针对一些独身老人一个人在家的情况，探头被安装在卫生间的某一位置，并设定好感应间隔时间，如果当老人上洗手间时发生意外，探头就会在所设定的一定时间内感应不到有人从反方向经过，因此，立刻发送报警信号到用户电话上，告诉主人家中的老人发生了事故。而且，也可以在其红外移动探头上整合自动温度补偿功能，当周围环境的温度接近或超出人体温度时，探头会自动做出修正，保证了探头在恶劣
20、条件下的性能。安全措施之五：延长电池使用寿命有的用户在使用报警产品时，可能一段时间内没有警情，就放松了对系统的关注，也没有及时检查电池的电量是否充足，导致在电池电量不足的情况下，当有警情发生，需要触发报警时，反而报不了警。对于这一现象，也要求无线报警系统的电池具有高效能的特点，因此大多数系统均采用高能量的碱性或锂电池，使用寿命有的甚至可以达到十年左右。除了电池本身的高容量外，系统电路板的设计也要求功耗要低，以增加电池的使用寿命。无线报警系统之所以在中国发展的较慢，还有一个原因是由于国内的人工劳动力便宜，加上产品本身昂贵，因此安装有线系统的成本会较为划算；而国外的情况则相反那里的人工较贵，这样，
21、无线正好发挥出它特有的节省时间和装修费用的优点。安防行业正日益进入人们的日常生活中，报警系统一定要跟上人们的潮流，才能使用户主动选择和使用它。未来安防市场一定会日益细分化，随着无线系统越来越多地走进人们的生活，一些厂商开始计划将已在欧美市场上发展的较为成熟的无线报警联网系统引入中国。中国的无线报警系统正朝着智能化、微型化、网络化、使用简易化方向发展，它一定会为人们的工作、生活与社会的安全安定做出巨大的贡献。1.2.2 单片机的研究现状随着大规模集成电路技术的发展。可以将 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及输入/输出 I/O 接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上。这样所组成的
22、芯片级的微型计算机称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)，直译为单片微机或单片机。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了微机系统的含义。由于单片机从功能和形态来说都是为满足控制领域应用的要求，并且发展到新一代 80C51、M68HC05 M68HC11 系列单片机时，在其中着力扩展了各种控制功能，如 A/D、PWM、PCA 计数器捕获/ 比较逻辑、高速 I/O 口、WDT 等，已突破了微型计算机(Microcomputer)的传统内容，所以更准确地反映单片机本质的叫法应是微控制器(Microcontroller MCU)，与之相应，则将通用的计
23、算机称为微处理器(MPU)。根据单片机的结构和微电子设计的特点，应用系统中虽然往往仅以单片机为核心，但是它已完全融人应用系统之中，故而也有将单片机称为嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller)的。在我国，单片机的叫法仍然有普遍的意义，但是这里我们把它认为是一个单片形态的微控制器。按内部数据通道的宽度，单片机可分为 4 位、8 位、16 位及 32 位等。单片机中的中央处理器(CPU) 和通用微处理器基本相同，只是增设了“ 面向控制”的处理功能。例如：位处理、查表、多种跳转、乘除法运算、状态检测、中断处理等，增强了实时性。单片机有两种基本结构型式：一种是在通用微型计算机中
24、广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿(Princeton)结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为哈佛(Harvard)结构。 Intel 公司的 MCS-51 和 80C51 系列单片机采用的是普林斯顿结构，而 Motorola 公司的 M68HC11 等则采用的是哈佛结构。考虑到单片机“面向控制”实际应用的特点，一般需要较大的程序存储器。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。单片机即微控制器(MCU)自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS-48 开始、迄今已有二十多年了。由于 MCU 集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前己渗入到人们工作和生活的各个角落，几乎是“无处不在，无所不为” 。MCU 的应用领域己从面向工业控制、通讯、交
