楼宇可视对讲防盗系统设计与制作毕业设计论文.docx

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楼宇可视对讲防盗系统设计与制作毕业设计论文

毕业设计（论文）

楼宇可视对讲防盗系统设计与制作

Buildingvisualintercomsecuritysystemdesignandproduction

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

摘要

随着房地产业的发展，与之密切关联的楼宇对讲产业也得到了迅速地发展，并为之形成了安防行业，楼宇可视对讲系统就属于安防产品之一。

楼宇可视对讲是一套现代化的小康住宅服务措施，它主要运用于住宅，可以是大面积的住宅小区，也可以是单栋的楼宇住宅。

楼宇对讲系统是利用语音技术、视频技术、控制技术和计算机技术实现楼宇内外业主和访客间的语音、视频、对讲和通话的系统，通过扩展可实现信息的发布、家电的控制、安防报警、录音和录像等功能。

本次毕业设计主要是运用模拟电子技术、数字电子技术以及EDA技术、传感器等知识来设计楼宇可视对讲系统的基本功能，这些基本功能包括呼叫功能、可视功能、对讲功能、开锁功能以及监视功能等。

这次毕业设计的楼宇对讲系统实现了基本的呼叫、可视、对讲、开锁等功能，通过外围电路的扩展还能实现分机与管理中心管理机的通话、求助等功能以及主机对管理机的呼叫等功能，扩展性较好，还有更广泛的研究空间。

关键词:

楼宇对讲系统EDA技术传感器

Abstract

Withthedevelopmentofrealestate,thebuildingintercomindustryhasalsobeenarapiddevelopment,andhasformedasecurityindustry.Buildingvisualintercomsystembelongstooneofthesecurityproducts.

Buildingvideointercomisamodernwell-offresidentialservicemeasures,itismainlyusedinresidentialthatcanbealargeareaoftheresidentialareaandbeasinglebuildingbuildingshousing.Buildingintercomsystemusesvoicetechnology,videotechnology,controltechnologyandcomputertechnologytoachieveownersandvisitorsofvoice,video,intercomandcalls.Itcanbeachievedbyextendingthereleaseofinformation,controlofhomeappliances,securityalarm,audioandvideofunctions.Thegraduationprojectusestheknowledgeofanalogelectronics,digitalelectronicsandEDAtechnology,sensorstoachievethebasicfunctionsofthedesignofthebuildingvisualintercomsystem.Thesebasicfeaturesincludecallfeatures,visualfunction,intercomfunction,thelockfunctionandmonitoringfunctions.

Thisgraduationdesignofthebuildingintercomsystemfinishesbasiccalls,videointercom,unlockthebasicfunctions.Whatismoreimportant,byextensionitnotonlycanmanagecentermanagementmachinecalls,helpfunctionsandhostofmanagement,butalsobytheexpansionitgetsotherfunctionsofthemachine.Ithasbetterscalabilityandmoreextensiveresearchspace.

Keywords:

buildingintercomsystemEDAtechnologysensors

1引言

1.1课题背景

楼宇对讲产业与房地产业息息相关，而房地产业又与国家的宏观经济政策关系密切。

自1996年5月份以来，中央政府开始刺激经济，制订了扩张性经济政策。

至今年6月，已连续七次降低人民币存贷利率，1998年元月1日取消了贷款额限制，4月追加固定资产投资贷款指导性计划，从2700亿元增加到3700亿元，5月份调整国有商业银行的存贷比例，恢复债券回购业务。

增加同债发行，进行项目投资，扩大集团购买力，实行国货优先原则，减轻企业负担，增加企业可用资金，鼓励民间和企业投资，清理投资的行政性壁垒，加大政府向能源、交通、邮电等专项投资。

1999年6月份，中央第七次调低银行存贷款利率、银行准备金率和再贴现率，试图刺激经，扩大内需。

至今年上半年，处于改革开放最前沿、反应迅速的深圳特区，房地产业已出现一线生机，市场开始启动。

由于经济对于宏观政策的滞后性，扩张的财政、货币政策将在今后三年内在各个领域发挥明显作用，全国的房地产业有望在今后三年逐渐恢复并正常发展，这给楼宇对讲安防产业的发展创造了良机

1.2楼宇对讲系统的现状

1.2.1产品的现状与应用

门口机的种类有围墙门机、单元门机、住户门机，从户数容量来说有直呼式、编码式之分。

现在中高档的产品一般有LCD中文操作菜单提示，大容量密码开锁功能，IC卡门禁开锁及管理功能，产品的操作更趋向于人性化、智能化。

室内终端机的种类有可视、非可视之分，可视有黑白CRT显示和彩色LCD显示之分，有普通可视对讲和多功能报警可视对讲之分。

此外一般还集成了紧急报警、信息提取功能。

高档产品还采用触摸屏菜单操作、家电控制、图像存储以及个性化的和弦铃声选择等，个别产品甚至还集成了自动抄表模块和家庭信息模块，产品已明显趋向于家庭智能终端的角色，不再是传统的可视对讲产品。

管理机一般具有监视单元门，呼叫住户，接受室内机呼叫或警情，布撤防信息。

与电脑联接后能进行信息发布、各种通信和报警的分析统计，在使用上一般采用电子地图直观显示各种住宅布局信息。

有些软件可以做到监控录像、系统诊断、远程通信、远程控制等，并且可以作为一个信息共享平台集成抄表、CCTV监控、周界防范、物业报修、家庭多媒体信息、家庭娱乐等其它子系统。

1.2.2技术现状

楼宇信息系统所涉及的电子技术面较广，从传统的模拟技术到先进的数字技术；从普通的电平控制到现代的CPU控制、电脑控制及网络通讯技术均有应用。

门口主机主要采用的技术有：

CCD摄像技术、红外线补光摄像技术，音频处理及传输技术，CPU控制、通讯技术，文字编译及显示技术等。

室内终端分机主要采用的技术有：

音频处理及传输技术，视频显示技术、CPU控制编解码及通讯技术、图象处理及存储技术、触摸屏控制技术、文字视频叠加技术、无线接收技术、TFT-LCD显示技术。

1.3楼宇对讲系统的发展趋势

楼宇对讲系统正形成为一个相对独立的产业部门,楼宇对讲系统在国内的发展虽然时间不长，但由于其市场前景看好，时至今日，生产厂商已猛增至250家左右。

楼宇对讲与电视监控、防盗报警、门禁管理、智能停车场等共同组成了安防产业。

由于社会的进步，人类生活模式和思维模式的改变，加之，随着经济的发展，社会阶层的分化加剧，社会治安情况不容乐观，所有这些对安防产业的发展都具有极大的推进。

黑白可视对讲成为市场主流，普通对讲仍具有一定的市场，彩色可视对讲市场增长缓慢。

楼宇对讲系统在中国的沿海发达省区的产品寿命周期正处于成长期向成熟期阶段过渡，而内陆欠发达地区仍处于导入期。

经济发达的不平衡性，导致楼宇对讲的寿命周期在国内各地区处于不同的阶段，从而也决定了楼宇对讲的市场主流，目前仍为黑白可视普通对讲。

在处于市场导入阶段的欠发达地区市场潜力巨大，而彩色可视对讲由于其价位高，功能有过剩之嫌，市场增长缓慢。

但是，彩色可视对讲在高级住宅或别墅的配套上将呈上升趋势。

总之，楼宇对讲系统从普通对讲，发展到黑白可视对讲、彩色可视对讲，目前，功能更趋向于多样化和综合化，与侦烟感知器、瓦斯侦测器、防盗报警器、红外、门磁探头等结合，从而发挥防盗、报警、紧急求助等综合功能。

2可视对讲系统总体设计

可视对讲系统的设计主要分为两个部分：

硬件电路的设计和软件电路的设计。

可视对讲系统的工作原理为：

当按下房号键时会间接触发主机端的铃声芯片，铃声芯片发出铃声信号经音频功率放大器的处理送至喇叭，于是主机端听见铃声。

同时主机端的铃声信号经呼叫线送至分机端，在经过电容、二极管的整流滤波后触发分机端控制芯片，从而使分机的铃声芯片受到触发，同样经音频功率放大器的处理送至喇叭，从而分机端听见铃声，与此同时分机端的控制芯片还通过控制继电器来给分机端的显示屏供电，主机端摄像头摄像的视频信号经视频线传递给分机显示屏达到可视的目的；主机和分机的送话和受话都是经过一系列三极管的处理送到喇叭；当开锁键按下的时候，三极管饱和导通从而使继电器吸合，给电容充电为电控锁提供足够大的开锁电流；当监视键按下时会触发分机端的控制芯片，相应的引脚产生高电平从而使继电器吸合为分机显示屏供电，并且通过视频线把主机的视频信号传递到分机显示屏，当关闭监视键按下时控制芯片的相应引脚输出低电平，从而把分机显示屏的电源断开，从而达到关闭监视的目的；主芯片以及其外围电路控制监视的时间。

可视对讲系统的总体设计框图如图2.1所示。

图2.1可视对讲系统的总体设计框

2.1控制芯片的选择

方案一：

选择AT89S52单片机作为控制芯片。

AT89S52是低功耗，高性能，采用CMOS工艺的8位单片机。

其片内具有8KB的可在线编程的Flash存储器。

该单片机采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存储器技术，与工业标准型AT89S52单片机的握住系统和引脚完全兼容；片内的Flash存储器可在线重新编程，或使用通用的非易失性存储器编程器；通用的8位CPU与在线可编程Flash集成在一块芯片上，从而使AT89S52功能更加完善，应用更加灵活；具有较高的性能价格比，使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景。

但是对于此次毕业设计的可视对讲系统的课题来说，控制部分比较少，控制要求单一，控制芯片只是起到相当于开关的作用，选择AT89S52会浪费资源。

方案二：

选择可编程逻辑器件PALCE16V8作为控制芯片。

PALCE16V8是一种先进的PAL制式设备建成低功耗，高速，电可擦除CMOS技术。

它的功能与兼容所有20引脚的GAL设备。

PALCE16V8将直接取代PAL16R8和PAL10H8系列设备，允许用户实现复杂的逻辑功能，方便，高效，多组合逻辑电平。

该PALCE16V8是一种普遍的PAL制式设备，它有八个独立配置的宏单元。

更重要的是这种可编程逻辑器件引脚数目较少，编程下载方便。

因此可视对讲系统选择的控制芯片为可编程逻辑器件PALCE16V8。

2.2音频功率放大器的选择

本次毕业设计的可视对讲系统的各种铃声信号、语音信号均需要音频功率放大器的处理。

方案一：

采用LM1875芯片。

LM1875采用先进的电子电路设计技术和工艺，因此它甚至能在高输出时候，低失真。

其他出众的产品特性有：

高增益（HighGain），高转换速率和宽的功率宽带，范围宽的输出电压，高电流能力和适应范围宽的电源电压。

LM1875采用TO-220封装结构，形如一只中功率管，体积小巧，外围电路简单，且输出功率较大。

该集成电路内部设有过载过热及感性负载反向电势安全工作保护。

尽管LM1875的产品特性较好但是考虑到成本问题，对于可视对讲系统来说不宜采用昂贵的LM1875芯片作为音频功率放大器。

方案二：

采用LM386芯片。

LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。

为使外围元件最少，电压增益内置为20，在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。

输入端以地为参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，使得LM386特别适用于电池供电的场合，并且LM386常见，价格合适。

总上所述选择LM386作为本次毕业设计的音频功放器

3硬件单元电路的设计

此次设计的楼宇对讲系统主要是由硬件电路和软件电路两部分组成。

硬件电路所用的器件包括三极管、电阻、电容、继电器、LM386放大器、铃声芯片、摄像头、显示屏等，硬件电路设计部分包括电源电路的设计，呼叫电路的设计，铃声产生电路的设计，受话电路的设计，送话电路的设计，开锁电路的设计，监视电路的设计，夜光灯电路的设计等几个部分。

软件电路部分将在后述内容中介绍。

3.1电源电路的设计

楼宇对讲系统中所用到的电源有12V电源和5V电源两种，其中需要12V电源供电的器件很多，包括三极管、继电器、铃声芯片、LM386放大器等，需要5V电源供电的器件比较少,可编程逻辑器件PALCE16V8等需要5V电源供电。

一般电子设备所需的直流稳压电源都是由电网中的50HZ/220V交流电转化而来，线性直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图3.1所示为直流稳压电源框图。

图3.1直流稳压电源框图

变压电路有升压和降压两种作用，电源电路中的变压电路一般是降压电路。

电源降压电路可以通过降压变压器或电容来实现，通常采用电源降压变压器来进行交流市电降压。

电源变压电路主要作用是将交流电压降低到所需的电压值，另外还可以进行市电隔离保证用电的安全性。

变压电路的分类：

普通变压器、在初级线圈中带抽头的变压器、在次级线圈中带抽头的变压器、次级线圈中中心抽头接地的变压器、两组独立次级线圈的变压器、两组次级线圈独立接地的变压器等等。

变压电路只需要通过变压器就可以把220V/50HZ的交流电降压成低电压的交流电，此次毕业设计其变压电路如图3.2所示。

图3.2变压电路图

整流电路可以分为单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路。

单相桥式整流电路可以分为单相桥式半控整流电路和单相桥式全控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。

单相半控整流电路的线路简单、调整方便，但是其输出电压及负载电流脉动大，且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能被充分利用等缺点，致使其性能较差，因此实际中很少采用。

而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高等优点，因此多采用单相桥式全控整流电路。

滤波电路通过电容等器件就可以实现，电路组成相对比较简单，整流滤波电路如图3.3所示。

稳压电路可以通过集成稳压芯片来实现稳压，从而输出所需的直流电压。

图3.3整流滤波电路

3.1.112V电源电路

方案一：

稳压部分采用LM7812芯片输出12V电源。

稳压集成电路芯片LM7812有三条引脚，分别是输入端、接地端和输出端。

用LM7812三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。

但是由于此次设计的楼宇对讲系统所用到的三极管、铃声芯片、放大器等均需要12V供电，而LM7812在输出12V电源的同时，带负载能力较弱，提供的电流能力有限，因此在此次设计中不采用此种方案。

方案二：

采用LM2596T-ADJ芯片以及外围电路来输出12V电源。

LM2596系列开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。

固定输出版本有3.3V、5V、12V，还有一个输出可调版本，添加少量的外部元件就可以使用该电压调节器。

该器件内部集成有频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。

由于该器件可以使用通用的标准电感，这更优化了LM2596的使用，极大地简化了开关电源电路的设计。

该器件还有其他一些特点：

在特定的输入电压和输出负载的条件下，输出电压的误差可以保证在±4%的范围内，振荡频率误差在±15%的范围内；可以用仅80μA的待机电流，实现外部断电；具有自我保护电路（一个两级降频限流保护和一