1、 河 南 科 技 学 院 2014 届本科毕业论文（设计） 论文（设计）题目 :智能小区无线防盗系统的设计 学生姓名： 所在 学院 ： 机电学院 所学专业： 电气工程及其自动化 导师姓名： 完成时间： 2014 年 5 月 18 日 智能小区无线防盗系统的设计 摘要 随着近几年来智能化行业的飞速发展，安防系统已由原来特殊待业，专门应用逐渐普及到各行各业。随着社会的不断发展，居家安全是人们安居乐业的基础，也是共建和谐社会的重要环节。尤其是比较分散、比 较偏远、环境相对比较复杂的居民区，安全形势不容乐观，传统的门卫值班和保安巡逻等治安管理手段已经不能适应新形势下住宅安全保障的需要。因此，需要在小区
2、中安装智能化的防盗报警系统，在有不安全因素存在时能够及时的防范。 在本项设计中，主要采用单片机控制技术和无线网络技术，从而发展具有联网功能的智能化小区无线防盗系统。本文主要研究了信号的编码，发射，接收，解码，单片机的处理，报警以及 LED 显示等。 关键词：小区防盗系统，无线网络，单片机 THE DESIGN OF INTELLIGENT WIRELESS ANTI-THEFT SYSTEM Abstract With the rapid development of intelligent industry in recent years, the security system has b
3、een developed from the original special unemployment, specialized application gradually spread to all walks of life. With the continuous development of society, safety is the foundation of the people to live and work in peace and contentment, is also an important link in to build a harmonious societ
4、y. Especially scattered, relatively remote, residential environment is relatively complex, the security situation is not optimistic, traditional security guard on duty and security patrol and other security management means already can not adapt to the new situation the needs of the housing security
5、. Therefore, we need to installation in residential intelligent anti-theft Alarm system, and the presence of unsafe factors in a timely manner. In this design, mainly adopts single-chip microcomputer control technology and wireless network technology, to develop an intelligent community of networkin
6、g wireless security systems. This paper mainly studies the signal encoding, launch, receive, decoding, single chip processing, alarm and LCD display etc. Key Words: Community Anti-theft System, Wireless Network, SCM 目录 1 绪论 . 2 1.1 小区无线防盗系统的发展概况及市场竞争力分析 . 6 1.2 小区无线防盗系统的应用及意义 . 6 2 智能小区无线防盗系统概述 . 7
7、2.1 方案选择论证 . 7 2.2 系统设计要求 . 7 2.3 系统的工作流程框图 . 错误 !未定义书签。 3 硬件设计部分 . 8 3.1 原理描述系统功能框图 . 8 3.2 系统各模块设计 . 9 3.2.1 无线防盗报警信号发射电路 . 9 3.2.2 无线防盗报警信号接收电路 . 4 3.2.3 电源设计电路 . 5 3.2.4 单片机系统电路 . 5 3.2.5 报警设计电路 . 错误 !未定义书签。 3.2.6 LCD12864 显示设计电路 . 11 3.3 主要芯片功能描述 . 7 3.3.1 PT2262/2272 芯片简介 . 7 3.3.2 LM386 芯片简介
8、. 14 3.3.3 门磁传感器简介 . 14 3.3.4 LCD12864 芯片简介 . 15 4 软件设计部分 . 16 4.1 程序模块简介 . 17 4.1.1 撤防 程序 . 18 4.1.2 布放 程序 . 17 4.1.3 停电 程序 . 17 4.2 主程序流程图 . 14 5 结束语 . 20 致 谢 . 21 参考文献 . 22 附录一 ：总电路图 . 23 附 录二 ：源程序 . 错误 !未定义书签。 1 绪论 1.1 小区无线防盗系统的发展概况及市场竞争力分析 近年来随着科技的发展，安全防 范领域有了突出的发展，许多的安防产品都应用到了人们的日常生活中，为了发挥其重要的
9、作用，就必须做好社区和家庭的安全防卫工作。防盗报警系统作为安防系统中的子系统，在很多地方都发挥了十分重要的作用。现在越来越多的开发商渐渐把社区安全性作为楼盘销售的突出亮点，但据普遍信息显示，这样的安全性并没有达到真正意义上的防范作用，很多的防盗报警设施只是个摆设，未起到安全防卫的作用。那么是什么造成这种现状的发生呢 ? 一方面，因为防盗报警系统主要由开发商和承包商决定，但实际使用者是用户本身，用户不了解防盗器的工作过程，往往对防盗 器的质量是否稳定和售后服务是否到位缺乏必要的了解，所以摆设版的防盗报警系统就是个空壳，在实际的工作中没有发挥应有的作 。 另一方面，防盗报警系统操作过程相对复杂，专
10、业水平要求程度高，应用程序的编写过程和密码掌握过程相对比较繁琐，对年长的人和专业技能相对薄弱的人来说，很难掌握，造成很多用户对这个装置发生质疑，不感兴趣深入研究。 但是整体分析看来，虽然小区的智能防盗报警系统仍存在许多方面的问题，但只要生产厂商投入人力财力愿意解决这些问题，小区的无线防盗报警设备会有乐观的市场发展竞争力。 1.2 小区无线防盗系 统的应用及意义 随着人们生活质量的提高，小区家庭安防系统正在渐渐引起人们的重视。经济飞速发展，年轻人总是奔波于工作中，为了更好的发展，大部分的时间投入在工作中，年迈的家人无法照顾，身体不适的病人更是无能为力，当出现危机情况时，他们来不及打电话求助， 1
11、20 更是需要一连串的回答，漫长的等待已错过了最好的救助时机。所以，智能化小区无线防盗系统装置可以让物管中心及时通过显示屏监控到社区的随时动态。在危机的时刻，只需触动网络终端防盗报警器的紧急按钮，自动反馈信息到物管中心，用户也能及时获得消息。如果小区装有联网报警系 统，很大程度上能避免悲剧的发生。一些突发紧急事故，以及社区被抢时寻求援助，这些种种都能很好的应急处理。 物管中心的监控显示系统和无线防盗报警器组成了整个小区无线防盗报警中心。接警中心与用户报警设备的数据交换，是通过公用或内部无线网络传输的，从而实现了报警信号的发送和接收过程。虽然防盗报警的产品很早就进入了国内安防市场，但由于技术薄弱
12、，质量不稳定等相关原因，发展速度缓慢。随着社会化大生产，人们的安全防范意识也正不断提高，为不同的领域提供了不同的安全防范标准，为未来我国报警服务行业开辟更大的商业市场。相信往后， 报警服务行业会步入更加规范化的安防市场。 2 智能小区无线防盗系统概述 2.1 方案选择论证 防盗报警系统一般是由入侵探测器、防警控制器和接警中心（硬件加软件组成）。它的最简单形式是本地（家庭、单位）报警系统，它的组成部分是入侵探测器和本地报警控制器，以及声光报警器。 该系统设计方案有以下两种： 方案一：利用固定点电话联网防盗报警系统来实现家庭防盗报警，该系统由编程主机、探测器、门磁和遥控器组成，一旦发生警情，能把报
13、警信息通过邮电通讯网络瞬间远程传输到用户设定的固定电话上，同时向接警中心报告，中心联网电脑可通 过电子地图、数据库、电脑语音提示、监听现场情况，显示发生警情的单位、地址、方位、发案时间、所辖派出所（巡逻大队）经历分布，及时调动警力做出快速处理。 方案二：通过传感器检测家庭安全隐患，把检测到的信号进行四分频处理，然后放大信号，进而进行编码解码，之后送入单片机，通过单片机控制报警电路和显示电路的启动。 通过比较，方案二能满足我们实时快捷的要求，更加简单有效，固本设计选择方案二。 2.2 系统设计要求 无线发射接收 ; 转发距离 :100m; 转发频率 :314MHZ; 单片机 :AT89C51;
14、传感器 :门窗传感 器 ; 供电电源 :5V; 安装 :无线布控，不需布线。 2.3 系统的工作流程框图 本设计主要介绍了该控制系统的硬件电路设计和软件程序设计两个部分，首先介绍硬件电路，包括无线转发防盗报警发送电路、无线防盗报警接收电路、电源设计电路、报警电路及一些主要芯片 (如： LCD12864、 PT2262/PT2272、 LM386等 )的简介。其次介绍软件程序，包括主程序分析和模块程序分析（停电模块，布防模块，撤防模块等）两部分。系统工作流程图如图 1 所示。 图 1 系统工作流程图 3 硬件设计部分 3.1 原理 描述系统功能框图 系统总框图如图 2 所示。 图 2 系统总框图
15、 在无线转发防盗报警发送电路中 ,当关上门时 ,传感开关闭合 ,D 触发器CD4013(11)管脚通过传感开关接地， (1)脚输出低电平 ,电源控制切断高频发射及编码调制供电回路，此时静态电流仅为 3uA， 故可不设电源开关。 门窗传感器 信号发射 信号编码 信号分频放大 LCD 显示 单片机控制 信号解码 报警响应 信号接收 发射信号 接收信号 解码芯片PT2272 编码芯片PT2262 传感信号产生 A T 8 9 C 5 1 1 LED 显示 响应报警 若有人非正常打开门窗时，传感开关将失去门磁从而断开， CD4013(11)管脚被高电平触发， (13)管脚输出约 5s 单稳态低电平并进
16、一步触发 (6)管脚， (l)管脚输出控制周期约为 1s 的高电平脉冲。该脉冲控制着电源及编 码发射的接通和断开，从而使编码调整管及超高频发射管间歇工作 5s 后自动停止，完成对报警信号的发送任务。改变 (1)脚的电阻值，可调整被触发后发射电路的工作时间，改变 (6)脚的电阻值，可调节间歇发射周期。 接收报警电路在有效转发范围内接收到信号时，高频接收组件输出已解调编码脉冲至 PT2272 的 （ 14） 管脚，若编解码地址管脚地址设置一致时， PT2272的 (10)、 (11)、 (12)、 (13)、 (17)脚输出预置数据至单片机电路，由单片机去控制报警。 3.2 系统各模块设计 3.2
17、.1 无线防盗报警信号发射 电路 当门窗被非法打开时，门磁传感器内部结构弹簧片与磁场被迫断开，发生振动，由于其振动周期较短，所以对信号进行四分频，然后放大信号，即接入 D触发器，使 D 触发器 CD4013（ 1） 管脚输出控制周期约为 1s 的高电平脉冲。这个脉冲控制着电源及编码发射的接通和断开，在编码输出管脚 （ 17） 输出串行的编码信号，发射模块及超高频发射管间歇工作 5s 后自动停止，完成对报警信号的发送任务。发射原理图如图 3 所示。 图 3 发射原理图 3.2.2 无线防盗报警信号接收电路 该电路主要由无线接收、数据解 码、数据处理部分组成。整机接收频率为315MHZ，数据解码采
18、用与 PT2262 芯片相配套的 PT2272 芯片，可靠性及稳定性传感器信号输入GNDVCCNPNR15KR2200KC120uFC220uFGNDR44.7MANTR35KA01A12A23A34A45A56A6/D57A7/D48A11/D013TE14OSC215OSC116Dout17VCC18VSS9A8/D310A10/D112A9/D211PT2262VCC1VSS2IN3OUT4F05CQ11Q12CP13R14D15S16VSS7S28D29R210CP211Q212Q213VDD14CD4013较好。 接收原理图如图 4 所示。 ANTC30.1uFVCCR5100KGN
19、DGNDR6820KA01A12A23A34A45A56A6/D57A7/D48A11/D013DIN14OSC215OSC116VT17VCC18VSS9A8/D310A10/D112A9/D211PT2272vcc1VSS23out4in5J04E图 4 接收原理图 3.2.3 电源设计电路 本设计系统中芯片，单片机等所用电源为 5V 到 12V,因此需要把家用交流电转换为直流电，家用交流电经过整流滤波后，再采用稳压芯片 7805，产生 5V的直流电源，为整个系统电路供电。电源设计原理图如图 5 所示。 TDC4100uFin1out3gnd27805GND5V 直流电源220V交流电GN
20、DC5100uF图 5 电源设计原理图 3.2.4 单片机系统电路 单片机系统由 AT89C51 单片机和具有一定功能的外部 电路组成，含有复位电路辅助单片机提供电压的，晶振提供系统频率，对外接的电容值没有严格的要求，但是电容的大小会影响振荡器频率的高低、谐振器的稳定性、起振的快速性、温度的稳定性。晶体可在 1.2MHz 到 12MHz 之间任选，电容 C1 和 C2 的典型值在 20pF 到 100pF 之间选择，但在 60pF 到 70pF 时振荡器具有较高的频率稳定性。典型值通常选择为 30pF 左右，因此本电路采用 30pF。 AT89C51 单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。复
21、位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式 4。本设计中所用到的是按键按钮 复位。单片机系统原理图如图 6 所示。 图 6 单片机系统原理图 3.2.5 报警设计电路 为使设计简便同时发出的音效逼真，音频信号发生器采用集成的语音电路，另外为了使报警的音量足够大，在音频信号发生器后面再增加一级功率放大器。经查找相关的功放电路， LM386 是款不错的音频功放电路，其工作电压为 5V 到18 V，功率为 1.25 W，频率响应的上限为 300 kHz， 增益可达 50 dB，而且外围电路简单，易于设计。报警设计原理图如图 7 所示。 图 7 报警设计原理图 3.2.6 LCD12864 显示设计
22、电路 VCC40P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732EA/VPP31ALE/PROG30PSEN29P2.728P2.627P2.526P2.425P2.324P2.223P2.122P2.021INT0-12INT1-13T014T115WR16RD17XTAL218XTAL119VSS20P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9TXD11RXD10AT89C51C530pFC630pF1 2Y112MHZGNDR810KC722uFSW1GNDVCCR91KR910KGNDVCCC81.15uFC1010uFC9250uFR1010GNDSPEAKERgain1-input2input3gnd4vout5vss67gain8LM386
