家庭智能防盗报警系统毕业设计论文.docx

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家庭智能防盗报警系统毕业设计论文

兰州工业高等专科学校

毕业设计（论文）

题目家庭智能防盗报警系统

系别电子信息工程

专业通信技术

班级通信08

姓名

学号

指导教师（职称）

日期2011年2月17日

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

兰州工业高等专科学校

毕业设计任务书

系部

电子信息工程

指导老师

周彬

职称

学生姓名

班级

学号

设计题目

家庭智能防盗报警系统

设计

内容

目标

和

要求

毕业设计内容和目标：

1、设计内容：

针对国内外的发展情况，可见住宅智能安全防范系统是我国未来智能住宅建设的重点发展方向。

本课题要设计的智能住宅防盗防火报警系统是依托公共电话网做传输媒体的电话报警系统，与传统的区域报警系统相比，它具有传输距离远、硬件简单、安装方便的优点，而对于实行物业管理的居民区以及机关、事业单位的办公区则采用分户对值班室的联网方案。

2、设计目的：

本课题所设计的防盗防火报警系统符合国家建设部对普及型住宅小区的要求，实现功能包括：

能对住宅的火灾实行自动报警；还能对盗窃以及入室抢劫实行自动报警；住宅设置紧急呼叫系统；用户端自动报警器对各传感器的信号进行检测和控制；用户端自动报警装置对双音多频（DTMF）编、译码器控制，使住宅通过电话网实现与相关部门（小区管理中心或110/119报警台）之间的数据交换，设置简洁，操作方便。

毕业设计论文要求：

1、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力；

2、培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；

教研室

审核

系部

审核

摘要

本文介绍了家庭智能化中的防盗报警系统。

智能化防盗报警系统集防盗功能于一体，可全天候自动检测盗警，当确定警情时自动通过电话报警。

传感器采用微波探测器，对盗情进行检测，当有人闯入时，微波探测器检测到盗情，然后向单片机发出中断申请，单片机控制电话拨号电路，模拟摘机，自动拨打110，并播放预先录制好的录音。

本系统采用了美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机，美国公司XICOR生产的低功耗CMOS的串行EEPROM-X25045，加拿大Mitel公司生产的DTMF信号编/解码芯片MT8888，语音模块采用美国ISD公司的ISD1420语音芯片，整体功耗较小，兼容性好，稳定性高。

本系统通过密码来识别主人身份，系统开启后只有输入正确的密码才能关闭系统。

本系统同时还具有自我诊断功能，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]：

家庭智能防盗报警系统；自动拨号；探测器

HomeIntelligentanti-theftalarmsystem

——communication08class

Abstract

Thisarticleintroducedinthehouseintelligenttheft-proofalarmsystem.Intelligenttheft-proofalarmsystemsettheft-prooffunctioninabox,andall-weatherautomaticdetectionthetheft-alarm,andthendialsthepolicesentimentautomaticallywithtelephonecall.Thesensorusesthemicrowavedetector,torobsthesentimentandthestateseparatelycarriesontheexamination,whensomepeoplebrokeinto,microwavedetectortodetectunauthorizedsituation,andthensenttotheinterruptionSCMapplications,MCUcontroltelephonedial-upcircuit,Simulatedpick,automaticallydial110,andplaypre-recordedsoundrecording.

ThissystemusestheU.S.ATMELcompany'sAT89C51SCM,U.S.companiesXICORproductionoflow-powerCMOSSerialEEPROM-X25045,Canada,MitelCompany’ssignalforDTMF/decoderchipMT8888,voicemoduleusingtheU.S.ISDcompany'sISD1420voicechip,asmalleroverallpowerconsumption,compatibility,andhighstability.

Throughthissystemtoidentifytheowneraspassword,thesystemopenedonlyafterenteringthecorrectpasswordtoshutdownthesystem.Thesystemalsofeaturesaself-diagnosis,failurecanbeautomaticallyprocessed.Hardwareandsoftwaresystemsfromtwoaspectsoftheanti-interferencedesign,soastomakeitabetteranti-interferencecapabilities,reliablesystemtocompletethework.

Keywords:

HomeIntelligentanti-theftalarmsystem;automaticDial;detector.

第一章绪论............................................................6

第一章.绪论

1.1家庭智能防盗报警系统设计的背景及目的

改革开放以来，在城市大发展的过程中，大量外地人口涌入城市，给社会治安带来很大压力。

工厂、机关和居家失盗、抢劫事件时有发生；个别地方尤为严重，损失惊人。

由此引起公安部门的高度重视和社会各届人士的普遍关注。

有些部门和居民小区开始派人白天守卫、夜间巡逻，并纷纷购置防护铁门、铁栏杆等被动防范措施，将主人装在铁笼子中以求安全。

一旦发生警性（如火警或煤气泄漏），才发现铁笼子将消防人员拦在事故现场之外，难以即时救助，实为弊端。

从整顿市容角度来看，亦不雅观。

为此，政府部门提倡采用高科技手段实现技术防范措施。

在社会治安的现实需求和政府部门的推动下，市场上国产和进口的防盗报警应运而生。

本文所要介绍的智能防盗防火报警系统，正是在智能住宅蓬勃发展的背景下，为了满足用户对安全的强烈要求，而设计并开发的。

系统的首要任务是根据住宅小区的类型、使用功能及防护风险等要求，为保障小区人身财产安全，通过运用传感器探测、双音多频远程数据传输等技术综合形成智能报警系统，从而达到保障住宅安全的目的[3]。

双音多频（DTMF）信令的传输速度，使得它广泛应用于各种通信和控制系统中。

DTMF信号收发芯片的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF信号：

接收部分用于完成DT信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。

当遇到盗情、火情等各种险情的时候，该系统可以通过电话网络自动向相关部门发出语音求救信号，从而达到保护用户生命财产的目的。

1.2.本系统的总体构成及其特点和功能

智能住宅防盗防火智能报警系统开发设计方案是参照国内外相关技术的发展状况，根据我国住宅建设的实际情况，以及各相关方面的协调发展状况，为满足新时期居民的居住要求，真正实现智能化报警的要求来确定的。

本防盗防火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，从而形成一个防盗、防火报警系统[5]。

系统总体构成包括防盗防火探测器、用户端自动报警器与通讯线路三个模块，系统组成框图如图1-1所示。

防盗探测器微波探测器

防火探测器温度探测器

报警开关

紧急呼救开关

指示灯

控制输出/输入

图1-1智能住宅防盗防火报警系统组成框图

用户端自动报警器安装于居民住宅，用于对居民住宅各个不同部位的不同类型探测器进行监测与控制，并对从各个探测器采集来的数据进行处理。

当出现异常情况时，通过家中的电话线路自动拨号报警，并与中央控制器建立联系。

系统不需要另外占用电话线路，当有报警信号时，报警电话享有电话线路的优先权。

报警系统的功能及工作过程

智能住宅防盗防火报警系统具有以下特点和功能：

1.系统采用模块化设计。

前端报警器能够快速、准确地检测到现场的异常状态，经确认后及时通报给中央控制器。

并能够可靠地进行盗情、火情报警，通过电话线拔打预先设置的1-6组电话／手机号码（小区监控管理中心电话、用户个人电话、用户单位电话、盗警电话110、火警电话119、紧急呼救电话），进行语音报警。

报警完毕自动回到警戒状态，等待下一次报警。

2.用户端自动报警器可检测探测器或传输线路发生的故障（如探头断线或掉电等）,并可向中央控制器报告故障情况。

3.系统开关机采用密码控制且允许修改密码，防止误报同时增加用户端自动报警器的保密性。

4.用户端自动报警器内提供备用电源，在没有市电的情况下，交直流供电自动切换，确保系统在停电时能继续工作。

系统的基本工作过程：

用户端的防范现场，一旦有人入侵、或发生火灾等紧急情况时，与之相应的报警探测器（各种防火、防盗及手动报警按钮等）则立即向用户端自动报警器发出报警信号。

接到警情事件后，自动报警器立即进行确认（多次巡检中断信号），若50s后无人解除警情同时警情确认无误后，进行事件的现场声（蜂鸣器）、光（LED）报警，同时用户端自动报警器自动向相关部门拨打预先设置好的报警电话号码，进行语音报警[。

在用户端自动报警器的面板上设有LCD显示器、键盘以及三色警灯（LED），三色警灯分别指示火灾或红外／微波双鉴的防火防盗报警、正常工作及系统出现故障的状态，即报警灯（红）、工作灯（绿）和故障灯（黄）。

正常时LCD显示时间，事件发生时锁定显示当时的时间。

用户端报警器同时具有探头故障报警功能，避免由于探头掉电而漏报，出现故障时点亮故障灯；如果判断探头掉线（被剪断），则声光报警。

如果出现误触发而报警时可以通过触发延迟时间（505定时器）去解除，另外用户端自动报警器还具备状态信息（如有无交流电、备用电池电量是否不足等）上报的功能，可以对预设的普通电话、手提电话实现报警。

本章节主要介绍了系统总体设计方案，确定了原理框图，对报警系统的运行做了分析，并设计了防火和防盗探测器，为后续章节研究防火防盗报警系统的模块化设计打下了理论基础。

第二章系统硬件设计

2.1防盗探测器电路设计

微波探测器为空间探测器，用于探测在防范空间内的任何运动物体。

微波探测器可靠性强，无光亮和热源的要求，探测环境要求低。

在微波段，当以一种频率发送时，在微波能量覆盖的范围内，如果有物体移动，将会以另一种频率反射，这样发射频率和反射频率有一个频率差异产生。

这种频率差异与很多因素有关，其中包括移动物体的速度，与探测器的径向角度等。

实际电路中，是由振荡器电路产生并发射近微波段电磁波形成微波场，天线把电信号转换为相应的电磁波辐射到周围空间，辐射半径可达10m以上（如果想继续增大辐射半径或提高灵敏度可以通过调整天线的大小和方向来完成）。

当有人在场中运动时，反射回去的微波将发生频率变化，从而使微波探测器输出一个与人体运动速度有关的低频电信号。

根据该特性，也选择微波探测器用于盗情的检测。

图2-1微波探测器原理框图

环形天线和它周围的电阻、电容和MOS场效应管组成了近微波段高频自激振荡电路（它的振荡频率在1GHz左右），微波探测器原理如图3-1所示，当电路接通电源以后，振荡产生的单频、等幅信号通过外接天线发射到空间，产生一个立体空间微波防护区，天线既发射振荡信号，也接收回波。

反射回来的微波信号与原信号之间混频后产生微弱的频移信号，该信号送放大器进行放大。

放大后的信号送窗口式鉴幅比较输入端，经比较将一定强度的探测信号转换为宽度不同的等幅脉冲输出。

微波探测器电路使用的主要元件是单电源通用四运算放大器KIA324P、环形天线、微波振荡管C3355及一些外围元器件，外接＋6V电源。

其电路图如图2-2。

当有人在该微波防护区内移动时，振荡频率和幅度发生相应的变化。

根据多普勒效应，该波动的频率与物体运动的快慢有关，而幅度与距离有关。

混频后高频信号因为过高而失去作用，剩下微弱的低频信号经U1作前级放大，10pF电容与7.5K电阻构成充电电路，充电电压作为第一级比较器U4的基准电压，同时实现延时功能，即只有前级放大电压高于该参考电压时，输出才为高电平，此时，C9O15导通，最后信号经U2、U3构成的窗口比较器比较后输出探测到的信号。

实验过程中报警范围实测约为7-8米，探测到有效信号时，有20秒的报警信号输出，LED发光做出预警指示，可有效的进行实时探测。

该电路可以工作在较宽的电压范围内（标准电压是32V，但实际可以工作在很宽的电

压范围内），当检测到异常信号时为高电平。

图2-2微波探测器电路图

2.2防火探测器电路设计

温度探测器使用数字温度传感器DS18B20,5V直流电压供电。

DS18BZO的测温原理是利用温敏振荡器的频率随温度变化的关系，把温度信号直接转换为串行数字信号，通过内部计数器对受温度影响的振荡器周期的计数可实现温度测量。

探测器中DS18B20采用寄生电源供电方式，保证在有效的DS18B2O时钟周期内能提供足够的电流，图2-3中采用一个MOSFET管和MCU的I/O口来完成对DS18B2O的总线上拉，然后通过另一I/O对DS18B2O进行控制并取得温度值。

图2-3温度探测器电路

2.3用户端自动报警器总体设计

用户端自动报警器是本课题的设计重点，自动报警器组成框图如图2-4所示，主要包括拨号模块、语音模块、电话接口模块、键盘／密码显示模块以及电源模块。

报警器功能已在绪论中具体描写过，这里不再详述，本节着重介绍与自动拨号功能相关的硬件电路设计。

图2-4用户端自动报警器组成框图

系统微处理器采用美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机。

AT89C51采用COMS工艺，是一种低功耗、高性能的，与INTEL8051系列单片机完全兼容的8位微控制器。

AT89C51内部具有4K字节的Flash（闪速）存储器，可反复擦写，在设计程序时可反复修改原程序、编译、并烧写到单片机，适合单片机最小系统的开发与研制。

2.3.1自动报警器电路设计

自动报警器电路见图2-5。

时钟电路由两个30P的电容和12MHz的晶振构成。

复位电路由电阻、电容、二极管和按键开关构成，具有上电复位和手动复位的功能。

单片机的INTO、INT1分别与盗警、火警传感器相连，实现各种警情的采集。

为防止环境干扰信号对触发中断的影响，当响应中断后，对中断信号多次（如5次）巡检，确认是中断信号时，才去执行中断处理子程序，否则认为是外界干扰信号不执行报警处理，有效降低误报几率。

图2-5自动报警器电路

P2.1与语音电路相连，实现语音的回放控制。

P2.2接通讯接口转换芯片的数据发送、接收片选端／RE（DE）。

P2.3与电话接口电路相连，实现模拟摘挂机的控制。

P2.4接探头掉线检测端，单片机对该口定时查询，正常时为高电平，当检测到低电平即发出掉线警报。

P2.5接交流电源掉电报警信号（交流断电后由直流电源继续供电，直流电源放电低于预警值后向自动报警器发直流断电预警信号。

P1.0、P1.1、Pl.2为接键盘电路的三根I/0口线，Pl.3接紧急呼救按键。

Pl.5接液晶显示器的串行