小区防盗报警系统设计毕业论文.doc

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毕业论文

 目录

摘要…………………………………………………………………………………1

第一章绪论……………………………………………………………………………3

1.1智能小区的介绍…………………………………………………………………3

1.2报警系统的总体构成……………………………………………………………4

第二章硬件设计………………………………………………………………………5

2.1系统功能要求…………………………………………………………………5

2.2系统硬件设计……………………………………………………………………5

第三章软件设计……………………………………………………………………17

3.1系统软件设计…………………………………………………………………17

3.2该课题主要完成的任务………………………………………………………20

结论………………………………………………………………………………21

参考文献………………………………………………………………………………23

德州学院物理系2007届电子信息工程专业毕业论文（设计）

摘要

本文设计了住宅智能化中的防盗报警系统，可实现自动检测与自动电话拨号报警。

当防盗探测器检测到险情的时候，向单片机发出中断申请，再由单片机控制电话接口电路，实现模拟摘机，根据险情类别，自动拨打相关部门的电话号码如小区管理中心电话。

该系统同时还具有自诊断功能，出现故障能自动进行处理。

系统从硬件和软件两方面进行了抗干扰设计，使其具有较好的抗干扰能力，完成系统可靠工作。

关键词:

智能小区单片机防盗报警

第一章绪论

本课题是利用单片机AT89C51为核心而设计的防盗报警系统，包括硬件设计和软件设计两部分。

而这种系统正好解决的是，在不必改动原有电话机的情况下，在电话线上并联拨号报警器，并采用无线红外探头和无线门磁探头实时监测，在有警情发生时，能及时的通知主人，并发出响亮的报警声，震慑盗贼。

另外本系统还可以利用单片机的串口功能，实现多机的互联通信。

1.1智能小区的介绍[1][2][3]

近年来，智能建筑技术又有了新的发展，人们把智能建筑技术扩展到一个区域的几座智能建筑进行综合管理，再分层次地联接起来进行统一管理，这样的区域和城市分别被称为智能小区和智能城市，智能小区是智能城市的基本单元，它已成为建筑行业中继智能建筑之后的又一热点。

所谓智能小区，就是将在一定地域范围内多个具有相同或不同功能的建筑物（主要是指住宅小区）按照统筹的方法分别对其功能进行智能化，资源充分共享，统一管理，在提供安全、舒适、方便、节能、可持续发展的生活环境的同时，便于统一管理和控制，并尽可能的提高性价比指标。

近年来随着我国国民经济的发展和国家住房制度的改革，人民生活和自身素质得以不断提高，人们对住房条件的要求越来越高，对环境的舒适性、便利性、安全性有了较高要求，加之电子信息产业正快速发展并向人们生活的各个领域渗透，与此相适应，各种不同档次的公寓、生活小区纷纷提出了自己不同的智能要求，由于住宅小区与综合性智能建筑有着很大的区别，如何根据小区的特点，赋予小区各种功能以适应不同层次的居民的需求，对小区实现统一、有序、智能化、网络化的管理，这是智能建筑[4]行业亟需解决的问题。

1.2智能小区报警系统的总体构成

本防盗报警系统是一种新型的电子安全报警系统，该系统的设计是将电子探测、智能控制和电话通讯技术相结合，从而形成一个联网通讯的防盗报警系

统。

系统总体构成包括无线红外探测器、自动拨号电路、语音报警电路、单片机中央控制器与无线收发电路五个模块，系统组成框图如图1-1所示。

图1-1系统组成框图

第二章硬件设计

2.1系统功能要求

为了使报警系统具有较1好的实际使用价值和简便的操作，系统应有如下的功能：

（1）无线开关机功能。

（2）延时启动报警器，报警器将于60s后自动进入警戒状态，以使主人可以从容处理，避免引起误报。

（3）三重设置功能。

可以同时设置电话、寻呼机、手机号码，并且可设十组号码，一旦报警，延时、判断、确认后，自动循环拨号通知主人，而且现场发出警报声。

（4）简明的人机交互界面。

为了节约成本，不采用显示模块，只用LED作指示，用于直观、准确的操作，并采用4*4键盘手动输入。

（5）数据永久保存功能。

由于将数据存放在EEPROM中，在意外的或人为的断点后，系统里面设置的所有号码数据不会丢失。

（6）简易的安装功能。

本报警器可以安放在任意位置，不需改动电话机，不会与日常通话功能相互干扰。

（7）多路无线红外探头和无线门磁探头。

无线红外编码探头可以任意放在8m防区内，而无线门磁可以任意安放在门窗上。

它们免去连线的麻烦，不会破坏家居的美观。

（8）语音报警功能。

在拨通电话后，自动播放语音，进行报警。

（9）自动监听功能。

在播放完语音后，自动机进入监听功能，关闭警报声，对现场进行监听，使主人能掌握现场的第一手信息。

2.2系统硬件设计

本系统采用常见的AT89C51单片机[8][9]。

它的应用范围广，性能良好，可用于解决复杂的控制问题。

在这里我们采用它的芯片中的P1口作为看门狗和用户键盘输入，输入的内容包括电话号码的组号和具体号码；P3口作为无线开关机、无线红外和无线门磁的信号的输入口；P2口作为报警语音、自动监听和警报声的控制口；P0口作为继电器拨号矩阵的控制口。

电话拨号采用TCM5087，它是一种价格便宜、低功耗的CMOS的专用DTMF拨号芯片。

系统硬件组成框图如图2-1所示。

图2-1报警系统硬件组成框图

2.2.1单片机AT89C51

AT89C51[6][7]是一种低功耗高性能CMOS8位单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，片内含4KB的可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和128字节的随机存取数据存储器（RAM）。

如图2-2所示。

AT89C51采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统。

AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

1.主要特性：

①与MCS-51兼容，4K字节可编程闪烁存储器；②寿命：

1000次写/擦循环，数据保留时间：

10年；③全静态工作：

0HZ～24HZ；④三级程序存储器锁定；⑤128*8位内部RAM；⑥32可编程I/O线，两个16位定时器和计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。

2.管脚说明：

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

图2-2AT89C51管脚图

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：

P3口管脚第二功能：

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2（外部中断0）

P3.3（外部中断1）

P3.4T0（记时器0外部输入）

P3.5T1（记时器1外部输入）

P3.6（外部数据存储器写选通）

P3.7（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。

/VPP：

当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，将内部锁定为RESET；当端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：

来自反向振荡器的输出。

3.振荡器特性

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器，石晶振荡器和陶瓷振荡器均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

其余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

4.芯片擦除[10]

整个EEPEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。

在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下的静态逻辑，支持应用软件选择掉电模式。

在闲置模式下，CPU停止工作。

但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。

在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。

2.2.2自动拨号电路

本系统的自动拨号电路[7]，采用TCM公司生产的TCM5087芯片[5]，TCM5087为双音频拨号器，16只引脚，采用CMOS工艺，3.58MHZ晶振，具有很高的精确度和稳定性，工作电压2.5—15V，最大功耗小于500mW。

输入为C1、C2、C3、C4、R1、R2、R3、R4键盘输入，输出为双音频信号音。

在实现自动拨号的过程中，采用干簧继电器矩阵，干簧继电器具有体积小，接合噪声小，拨号准确的优点，使本系