樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)_畢業(yè)論文.doc

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1、學(xué)號(hào)：XXXXXXXXXX 畢業(yè)論文樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)The Design of Intelligent Building Anti-theft Alarm Control System學(xué)院 計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院 專業(yè) 自動(dòng)化 班級(jí) 自動(dòng)化09-1 學(xué)生 XXX 指導(dǎo)教師（職稱） XXX ( 講師 ) 完成時(shí)間 2013 年 3 月 25 日至 2013 年 6 月 13 日廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信承諾保證書本人XXX承諾：樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容真實(shí)、可靠，是本人在XXX指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)中引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)

2、據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處，如果存在弄虛作假、抄襲、剽竊的情況，本人愿承擔(dān)全部責(zé)任。 學(xué)生簽名： 年 月 日廣東石油化工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書院（系）： 計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院 專業(yè) 自動(dòng)化 班 級(jí)： 自動(dòng)化09-1班 學(xué)生： XXX 學(xué)號(hào)： 09034080142 一、畢業(yè)論文課題 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)論文工作自 2013 年 3 月 25 日起至 2013 年 6 月 13 日止三、畢業(yè)論文進(jìn)行地點(diǎn) 廣東石油化工學(xué)院 四、畢業(yè)論文的內(nèi)容要求本課題是進(jìn)行紅外線防盜報(bào)警器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)課題可使學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)一步系統(tǒng)化，具備熟練查找本專業(yè)各種專業(yè)資料和手

3、冊(cè)的技能，為學(xué)生畢業(yè)后工作打下良好基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有： 完成開題報(bào)告，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證，安排設(shè)計(jì)進(jìn)程； 1、利用紅外線發(fā)射器和接受傳感器設(shè)計(jì)出一個(gè)室內(nèi)防盜報(bào)警器裝置，分析其工作原理，繪制電路原理圖； 2、能夠熟練應(yīng)用Keil uVision3編譯和Protues仿真軟件； 3、完成電路參數(shù)的計(jì)算及主要元件的選擇； 4、 完成軟硬件的設(shè)計(jì)，進(jìn)行仿真調(diào)試； 5、 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，報(bào)告要規(guī)范、內(nèi)容正確、條理分明、語(yǔ)言流暢、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。 教研室負(fù)責(zé)人 指導(dǎo)教師 接受設(shè)計(jì)論文任務(wù)開始執(zhí)行日期 年 月 日學(xué)生簽名 摘 要樓宇安全防范技術(shù)涉及到社會(huì)的方方面面，是保護(hù)國(guó)家和人民利益與安全的重要手段

4、，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的整體提高，我國(guó)的建設(shè)水平也逐步得到改善。本文主要完成了樓宇智能化中的防盜報(bào)警控制系統(tǒng)的硬件模塊和軟件部分的設(shè)計(jì)。論文分為硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)兩部分，首先主要研究了防盜報(bào)警系統(tǒng)的功能需求與性能需求；隨后，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)，分析了系統(tǒng)的主要程序操作流程及功能模塊設(shè)計(jì)，詳細(xì)地設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的電源控制功能、防盜傳感器數(shù)據(jù)采集電路、RS232串口模塊電路、GSM模塊TC35I電路進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，并完成了各個(gè)軟件子模塊的設(shè)計(jì)；最后，設(shè)計(jì)了防盜的流程與實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用單片機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言C語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)，并給出了相關(guān)流程圖，為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，

5、使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡(jiǎn)潔明了，經(jīng)測(cè)試能實(shí)現(xiàn)基本的報(bào)警功能。關(guān)鍵詞 智能化 防盜系統(tǒng) 報(bào)警系統(tǒng) 單片機(jī) 傳感器AbstractResidential security technology, related to all aspects of society, is the means of protecting national interests and security and the people. With the overall improvement of economic level, Chinas construction level has also gradually

6、improved. In this essay, it completed the design of hardware security modules of building intellectual techniques fire alarm system and the design of software components.The thesis is divided into two parts of hardware and software. First of all, it discusses the study of functional requirements and

7、 the performance requirements of security alarm system; Subsequently, it designs the overall structure of the system and logic structures. The performance of the system design analyses the main operating processes and the function module design. And designs the power control system, security sensor

8、data acquisition circuit, and RS232 serial port module circuit in details .Moreover, it analyses and design The GSM module TC35I circuit, and, finishes the design of sub modules. Finally, the thesis designs the processes and the realization of anti-theft.The system uses high level language - C langu

9、age of a single chip to design, and the related flow chart is given. To facilitate the expansion and change, the design of the software is modular in structure, so that the logic of programming is more concise. Through test, the system can achieve the basic alarm function.Keywords: Intelligent Burgl

10、ar fire Alarm system Microcomputer Sensor目錄摘 要IAbstractII目錄III第一章 緒論11.1 課題研究背景11.2 課題研究現(xiàn)狀11.3 課題研究意義2本章小結(jié)2第二章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)32.1 如何改善防盜報(bào)警系統(tǒng)的誤報(bào)和漏報(bào)32.1.1 誤報(bào)的定義32.1.2 誤報(bào)引起的原因32.1.3 如何降低誤報(bào)率、漏報(bào)率32.2 安全防范系統(tǒng)42.3 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5本章小結(jié)6第三章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)需求分析73.1 系統(tǒng)功能概述73.2 系統(tǒng)需求分析83.3 性能需求分析8本章小結(jié)9第四章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1

11、04.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)104.2系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)104.2.1 防盜傳感器選型104.2.2 單片機(jī)選型134.2.3 電源模塊設(shè)計(jì)144.2.4 防盜數(shù)據(jù)采集電路154.2.5 RS232串口模塊164.2.6 GSM模塊TC35I184.3 系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計(jì)204.3.1 系統(tǒng)主要流程的實(shí)現(xiàn)204.3.2 系統(tǒng)主要程序的實(shí)現(xiàn)214.3.3 系統(tǒng)Proteus仿真22本章小結(jié)23總結(jié)24致謝25參考文獻(xiàn)26附錄一 主程序及中斷服務(wù)程序清單27附錄二 串口通信測(cè)試程序清單31IV第一章 緒論第一章 緒論1.1 課題研究背景隨著城市化進(jìn)程的加快，城市的安全隱患也日益增多，相對(duì)應(yīng)的，城市安全防

12、范工作的開展難度也日益增大。現(xiàn)今國(guó)內(nèi)商家、廠家更多的側(cè)重于倉(cāng)庫(kù)、市場(chǎng)、高級(jí)寫字樓、酒店等公共場(chǎng)所的樓宇智能防盜控制系統(tǒng)的研發(fā)工作，這就決定著它們所涉及的系統(tǒng)復(fù)雜、成本也相對(duì)較高。另一方面，大多數(shù)系統(tǒng)以樓宇為單位或者小區(qū)為單位都是以人工電話報(bào)警的方式來(lái)監(jiān)察、發(fā)現(xiàn)、制止盜竊的發(fā)生。智能小區(qū)是在智能化樓宇的基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的，是一個(gè)可以為小區(qū)提供高效率、全天候的安全記住環(huán)境的智能化實(shí)現(xiàn)方式。當(dāng)出現(xiàn)盜警時(shí)，傳統(tǒng)方式都是保安室值班人員或樓主撥打110報(bào)警電話，甚至在更多的情況下無(wú)人發(fā)現(xiàn)盜賊的犯罪事實(shí)。所以，能發(fā)及時(shí)發(fā)現(xiàn)盜情，對(duì)居住安全工作起著至關(guān)重要的作用，不及時(shí)的報(bào)警往往會(huì)給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)不可估量

13、的損失。因此在居民住宅、辦公室等單個(gè)的小型居住單位安裝廉價(jià)使用的智能防盜報(bào)警系統(tǒng)成為了一種趨勢(shì)。智能化小區(qū)的發(fā)展，結(jié)合了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的電子控制產(chǎn)品設(shè)備，迎合我國(guó)的住宅建設(shè)信息化的發(fā)展趨勢(shì)，從而促進(jìn)小區(qū)住宅信息化建設(shè)的科技水平，本文即在此背景下進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)樓宇智能防盜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1.2 課題研究現(xiàn)狀進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，智能建筑的優(yōu)越性得到了業(yè)主與用戶多方的青睞，并迅速成為國(guó)際開發(fā)熱點(diǎn)。繼美國(guó)之后，智能建筑在日本、英國(guó)、香港等地蓬勃發(fā)展，我國(guó)的智能化建筑起步較晚，90年代開始起步，但隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展其迅猛的發(fā)展勢(shì)頭令世人矚目。有專家學(xué)者語(yǔ)言今后的五年，將有20%-30%的樓宇小區(qū)可以稱為智能樓

14、宇小區(qū)；十年后住宅建設(shè)將無(wú)一例外的是智能住宅。智能樓宇和智能小區(qū)建設(shè)的三項(xiàng)重要內(nèi)容是：網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、安防系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)物業(yè)服務(wù)。智能化樓宇小區(qū)是住在建筑與科技發(fā)展的結(jié)晶，它集現(xiàn)代建筑技術(shù)、現(xiàn)代電腦技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)及智能控制技術(shù)為一體，是住宅建設(shè)繼小康型住宅之后發(fā)展的必然趨勢(shì)?，F(xiàn)行的智能小區(qū)中的報(bào)警系統(tǒng)知識(shí)單純的防盜或防火系統(tǒng)，而且報(bào)警器前段探測(cè)器采用有線探測(cè)器，采用電話線路上傳警情信息。傳統(tǒng)的這種報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們對(duì)家庭安全意識(shí)日益增長(zhǎng)的需求。如今的樓宇防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具有性能穩(wěn)定、能全天候工作、耗電省、安裝使用方便等特點(diǎn)。防盜系統(tǒng)檢測(cè)模塊前端探測(cè)器有被動(dòng)紅外熱釋電探測(cè)器、無(wú)線門窗磁探測(cè)器、幕

15、簾式被動(dòng)紅外探測(cè)器等。采用熱釋電技術(shù)的紅外探頭，具有超低誤報(bào)率、防電磁干擾、自動(dòng)溫度補(bǔ)償、功耗小等特點(diǎn)，應(yīng)用較廣；無(wú)線門窗磁探頭具有體積小，無(wú)須外部接線，安裝方便，可放置在任何地方或者固定在墻上；幕簾紅外探測(cè)器安裝在臥室的窗戶上，有小偷從窗戶入侵時(shí)，探頭會(huì)立刻感應(yīng)報(bào)警，而主人的正?；顒?dòng)是因?yàn)槟缓熓郊t外的上下角度小所以不會(huì)誤報(bào)。本文就是在傳統(tǒng)的樓宇防盜報(bào)警器的基層上，采用上面的方案，設(shè)計(jì)的針對(duì)小型智能樓宇的控制系統(tǒng)和針對(duì)大、中型智能建筑的控制系統(tǒng)。1.3 課題研究意義智能樓宇是現(xiàn)代樓宇建筑與計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、控制等技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。它采用智能管理和智能控制的方法，將居室內(nèi)各種安全設(shè)備、信息與

16、通信設(shè)備、家用電器等，通過(guò)家庭總線系統(tǒng)連接起來(lái)，構(gòu)成完整的家庭智能系統(tǒng)，并以信息網(wǎng)絡(luò)為紐帶與小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)互聯(lián)，形成開放式的小區(qū)管理體系。盡管智能住宅技術(shù)在我國(guó)剛剛起步，但卻有著十分廣闊的發(fā)展前景。目前，國(guó)外己經(jīng)開始將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于樓宇智能化系統(tǒng)，并顯示出廣闊的發(fā)展前景，成為新的樓宇智能化技術(shù)研究熱點(diǎn)。因此，我國(guó)對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的樓宇智能化技術(shù)研究己經(jīng)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。研究適合我國(guó)國(guó)情的基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的樓宇智能化技術(shù)與產(chǎn)品，己經(jīng)成為住宅建設(shè)中迫切需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)三者不斷滲透會(huì)聚；半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展特別是CPU處理速度的提升以及存儲(chǔ)能力的

17、加強(qiáng)，使信息的收集、處理變得越來(lái)越快；電腦電視和信息家電的誕生使得一種適合多媒體業(yè)務(wù)的家用交互式用戶終端成為可能。此外，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用給住宅智能化帶來(lái)了全新的解決方案，監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展也推進(jìn)了家庭智能化的進(jìn)程。人類己經(jīng)進(jìn)入二十一世紀(jì)，智能住宅己開始引起人們的關(guān)注。作為智能住宅的一個(gè)組成部分，安全防范系統(tǒng)也必將向多功能、全方位、綜合性、智能化方向發(fā)展。本章小結(jié)本章主要介紹了樓宇智能化的現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r，同時(shí)說(shuō)明了樓宇智能防盜控制系統(tǒng)的研究背景、研究現(xiàn)狀和研究意義。33第二章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)第二章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)2.1 如何改善防盜報(bào)警系統(tǒng)的誤報(bào)和漏

18、報(bào)2.1.1 誤報(bào)的定義關(guān)于誤報(bào)警目前還沒(méi)有一個(gè)權(quán)威的定義，在我國(guó)一般都認(rèn)為：“沒(méi)有出現(xiàn)危險(xiǎn)情況報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)即為誤報(bào)?！卑凑者@個(gè)定義，報(bào)警系統(tǒng)的誤報(bào)率(在一定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)誤報(bào)警次數(shù)與報(bào)警總數(shù)的比值)一般都在95以上。在西方一些國(guó)家關(guān)于誤報(bào)警的定義是：“誤報(bào)警是指實(shí)際情況不需要警察而使警察出動(dòng)的報(bào)警信號(hào)，其中不包括那些因惡劣自然氣候和其他無(wú)法由報(bào)警企業(yè)以及用戶操縱的特殊環(huán)境引起的報(bào)警信號(hào)?！卑凑者@個(gè)定義，美國(guó)UL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：“每一報(bào)警系統(tǒng)每年最多只能有四次誤報(bào)警?！?.1.2 誤報(bào)引起的原因防盜系統(tǒng)引起誤報(bào)的原因主要有：報(bào)警設(shè)備故障引起的誤報(bào)；報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)引起的誤報(bào)；環(huán)境噪音干擾

19、引起的誤報(bào)；用戶使用不當(dāng)引起的誤報(bào)2.1.3 如何降低誤報(bào)率、漏報(bào)率誤報(bào)警常常給安全負(fù)責(zé)人和用戶帶來(lái)不必要的麻煩，影響到他們正常的工作與生活。尤其是對(duì)警察/保安人員，警報(bào)器一響，一般就要調(diào)動(dòng)大量警力出擊，造成大量時(shí)間和人力、物力資源的浪費(fèi)。更大的代價(jià)是，久而久之，誤報(bào)使他們喪失了對(duì)危險(xiǎn)的緊迫感，最后釀成大禍。漏報(bào)的后果更是不堪設(shè)想的。所謂養(yǎng)兵千日，用在一朝，如果在真正出現(xiàn)入侵時(shí)，報(bào)警器卻失靈。不僅造成人身傷害或財(cái)產(chǎn)損失，用戶對(duì)系統(tǒng)的信心也會(huì)大打折扣。降低防盜系統(tǒng)誤報(bào)、漏報(bào)率，需要從以下方面入手：1從人防方面著手是不可少的其中建立報(bào)警信息確認(rèn)機(jī)制可減少出警的次數(shù)。報(bào)警中心收到報(bào)警信息后，應(yīng)先對(duì)報(bào)

20、警主機(jī)下發(fā)確認(rèn)信號(hào)，表示中心已接收，而報(bào)警主機(jī)在沒(méi)有收到確認(rèn)信號(hào)時(shí)，應(yīng)重發(fā)。在技術(shù)方面，目前可運(yùn)用多種手段對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)，如安裝多個(gè)探測(cè)器（普遍使用的是雙紅外+紅外加微波），當(dāng)多個(gè)探頭同時(shí)探測(cè)到入侵信號(hào)時(shí)才向主機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，從而降低誤報(bào)率。 另外，國(guó)家也可制定一些有關(guān)誤報(bào)警的法規(guī)，像國(guó)外一些地方政府機(jī)構(gòu)，對(duì)報(bào)警用戶或安防公司采取檢查、罰款、懲罰等措施，如在一定時(shí)期內(nèi)報(bào)警次數(shù)超過(guò)規(guī)定的數(shù)量將進(jìn)行罰款。這對(duì)人為誤報(bào)可起到一定的制約作用。2從多方面提高紅外探測(cè)器的性能降低防盜報(bào)警系統(tǒng)誤/漏報(bào)率，最重要的是從多方面提高紅外探測(cè)器的性能，包括探測(cè)頭的選擇、菲涅爾透鏡的設(shè)計(jì)、微處理器程序、多鑒技術(shù)等

21、，這些綜合因素決定了探測(cè)器的性能，否則易產(chǎn)生短板效應(yīng)。針對(duì)抗干擾能力，可讓主機(jī)對(duì)控制器發(fā)來(lái)的信號(hào)有優(yōu)先排隊(duì)處理的過(guò)程。因?yàn)槊總€(gè)探測(cè)器不可能同時(shí)間發(fā)射，主機(jī)對(duì)探測(cè)器發(fā)送從始發(fā)時(shí)間先后識(shí)別為兩個(gè)不同的信號(hào)，并對(duì)其信號(hào)按優(yōu)先排隊(duì)暫時(shí)儲(chǔ)存處理。這樣可以大大地降低同頻干擾，降低其漏報(bào)率。 對(duì)于紅外探測(cè)器對(duì)入侵行為判斷能力差造成誤報(bào)以及易受溫度、光線等環(huán)境因素影響的問(wèn)題，可采?。篴、二次延時(shí)判斷確認(rèn)，即當(dāng)探測(cè)器探測(cè)到入侵信號(hào)時(shí)，先對(duì)其行為作初次判定而不立即向主機(jī)發(fā)送信號(hào)。二次確認(rèn)入侵行為存在便向主機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，若二次確認(rèn)入侵行為不存在則取消初次判定結(jié)果，回到探測(cè)狀態(tài)，從而降低誤報(bào)率。b、多探測(cè)頭復(fù)合探測(cè)

22、技術(shù)。裝備多個(gè)探測(cè)頭（雙紅外或紅外加微波），當(dāng)多個(gè)探頭同時(shí)探測(cè)到入侵信號(hào)時(shí)才向主機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，從而降低誤報(bào)率。c、微處理器程序判斷。通過(guò)程序?qū)μ綔y(cè)頭收集到的信號(hào)進(jìn)行分析，以進(jìn)一步確認(rèn)是否有人入侵。d、在紅外探測(cè)頭上增加濾光鏡，過(guò)濾掉大部分非人體發(fā)出的紅外波長(zhǎng)的光譜，特別是可見(jiàn)光。電源的問(wèn)題，可讓無(wú)線探測(cè)器增加欠壓報(bào)告功能，以提醒用戶及時(shí)更換電池；運(yùn)用探測(cè)器巡檢技術(shù)，要求探測(cè)器每幾個(gè)小時(shí)向主機(jī)發(fā)送一次工作狀態(tài)報(bào)告信號(hào)，以讓主機(jī)知曉探測(cè)器能否正常工作，若在一段時(shí)間內(nèi)主機(jī)未收到巡檢信號(hào)，則表示該探測(cè)器不能正常工作，此時(shí)主機(jī)可以通過(guò)某種方式提醒用戶及時(shí)維修。 除了以上幾點(diǎn)外，用戶在選購(gòu)報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品時(shí)

23、，應(yīng)選用正規(guī)廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品，并詳細(xì)了解其具體功能、性能指標(biāo)及售后服務(wù)內(nèi)容。安裝時(shí)要請(qǐng)專業(yè)的人士安裝，如廠商的工程人員或有專業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的人士，以免安裝不當(dāng)造成誤/漏報(bào)。安裝探測(cè)器應(yīng)避開當(dāng)風(fēng)、當(dāng)雨和電磁干擾大及高溫的地方，并選擇適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)角度，遇到問(wèn)題及時(shí)向廠商反映。 當(dāng)然，在解決好產(chǎn)品自身的技術(shù)問(wèn)題之外，用戶選購(gòu)時(shí)還應(yīng)考慮售后服務(wù)及技術(shù)支持等因素，同時(shí)還應(yīng)注意安裝環(huán)境以及施工人員的技術(shù)水平。 只有選擇品質(zhì)良好的產(chǎn)品、提供良好的應(yīng)用環(huán)境、配合良好的施工技術(shù)才能真正有效的降低整個(gè)防盜報(bào)警系統(tǒng)的誤、漏報(bào)率。2.2 安全防范系統(tǒng)樓宇安全防系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)方面：監(jiān)控防盜報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)

24、、電子巡更系統(tǒng)，以及燃?xì)庑孤﹫?bào)警、感煙報(bào)警、緊急求救等系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。小區(qū)的保安中心則負(fù)責(zé)集中監(jiān)視管理安防各子系統(tǒng)。下面我們重點(diǎn)介紹其中的五個(gè)系統(tǒng)：(1)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的作用非常之大，它可以輔助保安系統(tǒng)對(duì)于小區(qū)內(nèi)外的環(huán)境，及小區(qū)重要區(qū)域做現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)視。當(dāng)保安系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，它會(huì)聯(lián)動(dòng)開啟攝像機(jī)并將該報(bào)警點(diǎn)所監(jiān)視區(qū)域的畫面切換到主監(jiān)視器上，同時(shí)啟動(dòng)錄像機(jī)記錄現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。此系統(tǒng)也是智能小區(qū)的必配系統(tǒng)之一。(2)門禁識(shí)別系統(tǒng)在小區(qū)的每一個(gè)出入口處，以及每一棟樓的入口，均安裝有智能門禁系統(tǒng)，甚至在車輛出入口處，還需要安裝能夠識(shí)別車輛出入用的管理系統(tǒng)。門禁識(shí)別系統(tǒng)就是對(duì)于小區(qū)的進(jìn)出口進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)，如果發(fā)

25、現(xiàn)有非持有小區(qū)卡的人進(jìn)入小區(qū)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警。(3)可視對(duì)講系統(tǒng)該系統(tǒng)不僅是小區(qū)必備的配置，而且是應(yīng)用較為廣泛的系統(tǒng)。當(dāng)業(yè)主有客人來(lái)訪時(shí)，只需按下相對(duì)應(yīng)的房號(hào)，業(yè)主即可通過(guò)家中的可視對(duì)講終端看到來(lái)訪者的樣貌，并給客人打開樓下門禁。(4)家庭內(nèi)綜合安防系統(tǒng)窗磁、門磁開關(guān)，燃?xì)庑孤﹫?bào)警，感煙報(bào)警，緊急按鈕等安防系統(tǒng)均應(yīng)用于家庭內(nèi)部，在每戶業(yè)主的家中裝設(shè)紅外線探頭、窗磁門磁開關(guān)、感煙探頭、緊急報(bào)警按鈕等，每個(gè)單元入口設(shè)置一臺(tái)門口主機(jī)，在保安中心設(shè)置一套管理主機(jī)。2.3 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)涉及的內(nèi)容較多也具有很大的靈活性。事實(shí)上小區(qū)信息中心可以租用專線，自身成為一個(gè)ISP服務(wù)站，小區(qū)對(duì)外成為一

26、個(gè)Internet網(wǎng)站，可發(fā)布小區(qū)的概況、物業(yè)管理公司、小區(qū)地形、樓盤情況等相關(guān)信息。對(duì)內(nèi)部它可以為小區(qū)提供Internet能為人們提供的任何服務(wù)。作為一個(gè)主要面向住宅小區(qū)業(yè)主的網(wǎng)站，它可以做出自己的特點(diǎn)，提供有針對(duì)性的服務(wù)，以下幾項(xiàng)內(nèi)容是切實(shí)可行的：小區(qū)聊天室、BBS，為小區(qū)住戶提供一個(gè)相互交流的場(chǎng)所；郵件服務(wù)：小區(qū)留言板，提供一個(gè)讓住戶對(duì)物業(yè)管理、小區(qū)建設(shè)等方面發(fā)表建議的地方；小區(qū)電子商務(wù)，這項(xiàng)內(nèi)容涉及到很多內(nèi)容因?yàn)榉?wù)對(duì)象的確定性比較容易處理支付和配送的問(wèn)題，可以和小區(qū)內(nèi)各消費(fèi)點(diǎn)聯(lián)系，建立有小區(qū)特色的電子商務(wù)。信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要包括了，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、衛(wèi)星接入和有線電視系統(tǒng)及VOD視頻點(diǎn)播

27、系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的共同特點(diǎn)就是：流媒體信息的網(wǎng)絡(luò)傳播，流媒體是指運(yùn)用可變帶寬技術(shù)，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上按時(shí)間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音/視頻數(shù)據(jù)的一種格式。8例如，流媒體在播放前只將部分內(nèi)容緩存，并不下載整個(gè)文件，在數(shù)據(jù)流傳送的同時(shí)，用戶可在計(jì)算機(jī)上利用相應(yīng)的播放器或其它的硬件、軟件對(duì)壓縮的動(dòng)畫、視音頻等流式多媒體文件解壓后進(jìn)行播放，這樣就節(jié)省了下載等待時(shí)間和存儲(chǔ)空間，使時(shí)延大大減少，而多媒體文件的剩余部分將在后臺(tái)的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。例如，有線電視起源于共用天線電視系統(tǒng)MATV(Master Antenna Television)。共用天線系統(tǒng)是多個(gè)用戶共用一組優(yōu)質(zhì)天線，以有線方

28、式將電視信號(hào)分送到各個(gè)用戶的電視系統(tǒng)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)文化、教育和信息等多方面的需求有了大幅度的提高和增加。曾起過(guò)重要作用的共用天線系統(tǒng)己不能適應(yīng)新的形勢(shì)，人們不再滿足于當(dāng)?shù)仉娨暸_(tái)開路播放的電視節(jié)目，而是期望實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、多頻道、多功能的電視傳播，有線電視系統(tǒng)完全能夠滿足這些要求。有線電視系統(tǒng)不僅能高質(zhì)量地轉(zhuǎn)播當(dāng)?shù)氐拈_路電視節(jié)目，還可以自辦節(jié)目或轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星電視節(jié)目，并能雙向傳輸和交換信息。本章小結(jié)本章通過(guò)介紹安全防范系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體內(nèi)容，反應(yīng)出了樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)所在。介紹了監(jiān)控防盜報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)等系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)組成

29、及功能有了初步了解。第三章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)需求分析第三章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)需求分析課題研究的系統(tǒng)是智能化的樓宇防盜報(bào)警系統(tǒng)，是通過(guò)紅外信號(hào)采集進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)的，下面將對(duì)樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行概述，并對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行需求分析。3.1 系統(tǒng)功能概述該智能報(bào)警器專門為樓宇居住用戶開發(fā)研究的，該報(bào)警器配用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)保安探頭，可以實(shí)現(xiàn)防開啟、防接近、防玻璃破碎等全面的保安，由于該報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代化電子技術(shù)，保安功能全部可由用戶設(shè)置與修改。用戶可根據(jù)各自特定的保安要求，通過(guò)小鍵盤設(shè)置組成各種高質(zhì)量的專用保安系統(tǒng)。其主要功能結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：復(fù)位電路單片機(jī)傳感器

30、1信號(hào)處理電路GSM模塊用戶終端傳感器2傳感器3時(shí)鐘電路圖3-1 防盜報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看出系統(tǒng)的主要執(zhí)行功能如下：（1）系統(tǒng)的控制面板上電源開關(guān)POWER按鍵，可以開閉系統(tǒng)；（2）防盜系統(tǒng)：若有非法入室盜竊者，立刻現(xiàn)場(chǎng)警笛報(bào)警，并向外發(fā)出報(bào)警信號(hào)；3.2 系統(tǒng)需求分析根據(jù)系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)際的開發(fā)需求，樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)報(bào)警。采用紅外探測(cè)與微波探測(cè)器構(gòu)成的雙鑒探測(cè)器實(shí)現(xiàn)盜情檢測(cè)。主機(jī)與各種傳感器無(wú)線布控，安裝簡(jiǎn)便，不需施工布線。微電腦自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警，可遠(yuǎn)程報(bào)警，向主人的手機(jī)，110及小區(qū)管理處等地報(bào)警，停電時(shí)仍能正常工作，并且警號(hào)響度不受影響。警笛鳴響時(shí)間的選擇，該項(xiàng)功

31、能可以設(shè)定在警笛為啟動(dòng)模式時(shí)撥打電話報(bào)警時(shí)現(xiàn)場(chǎng)警笛鳴響時(shí)間的長(zhǎng)短。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的需求模塊如下圖3-2所示：樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)其他輔助電路模塊自動(dòng)報(bào)警模塊視頻監(jiān)控模塊紅外傳感器模塊電源電路模塊圖3-2 防盜報(bào)警系統(tǒng)功能需求模塊圖3.3 性能需求分析為了使設(shè)計(jì)出的防盜報(bào)警控制系統(tǒng)具有一定的生命力，從以下幾方面進(jìn)行了考慮：（1） 穩(wěn)定性由于防盜報(bào)警系統(tǒng)具有連續(xù)、實(shí)時(shí)的特性，要求系統(tǒng)具有較高的整體性能，各模塊之間應(yīng)具有連續(xù)穩(wěn)定性12。因此要求設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和可靠性。（2） 開放性本系統(tǒng)是防盜報(bào)警系統(tǒng)的重要組成部分，數(shù)據(jù)資源應(yīng)與其它系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)共享或具有較好的邏輯接口，因此要求該防火防

32、盜報(bào)警系統(tǒng)具有良好的開放性能。（3） 可擴(kuò)展性隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，新形勢(shì)下的新問(wèn)題會(huì)不斷出現(xiàn)，本防盜報(bào)警系統(tǒng)所具有的功能也將隨之?dāng)U展。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮到各種可能的發(fā)展趨向，使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性，適應(yīng)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展的需要。本章小結(jié)本章是樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)研究的需求分析部分，主要研究了防火報(bào)警系統(tǒng)的功能需求與性能需求，為后面關(guān)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。第四章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)第四章 樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由上文樓宇智能防盜報(bào)警控制系統(tǒng)的需求分析可知，其控制系統(tǒng)的硬件模塊主要是對(duì)其硬件功能電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的，主要的電路包括系統(tǒng)的電源

33、控制電路、紅外傳感器模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、RS232模塊、GSM模塊等，硬件模塊總體結(jié)果如圖4-1所示。電源控制時(shí)鐘電路蜂鳴報(bào)警MCUAT89C52紅外傳感液晶顯示復(fù)位電路GSMRS232圖4-1 系統(tǒng)硬件模塊總體結(jié)構(gòu)圖4.2系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)4.2.1 防盜傳感器選型對(duì)于防盜傳感器，本系統(tǒng)采用主動(dòng)式紅外對(duì)射傳感器，它相對(duì)于傳統(tǒng)的被動(dòng)式熱釋紅外傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)主動(dòng)式對(duì)射紅外傳感器安裝于門窗及一切需要設(shè)防的位置，采用多光束綜合判斷，當(dāng)有一定體積的障礙物遮擋時(shí)，才被觸發(fā)，極大的降低了傳感器的誤報(bào)。(2)由于其安裝在門窗等位置，使夜間主人的正?；顒?dòng)不受限制，這給用戶提供了極大的夜間布防的可能。

34、本系統(tǒng)采用的是AIR30主動(dòng)式紅外傳感器。主動(dòng)式紅外傳感器(亦稱：紅外光柵)，由投光器和受光器組成。投光器引出的兩根線為電源線，工作電壓為DC12V，即紅色引出線為“+”極，黑色引出線為“-”極；受光器則有四根引出線，其中兩根為電源線，工作電壓為DC12V；紅色引出線為“+”極，黑色引出線為“-”極，另外兩根為信號(hào)線。4.2.1.1 主動(dòng)式紅外探測(cè)器中紅外接收器的工作原理主動(dòng)紅外探測(cè)器能主動(dòng)發(fā)射紅外光，即當(dāng)被探測(cè)目標(biāo)侵入所防范的警戒線時(shí)就會(huì)遮擋掉紅外發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的紅外光束，我們把這種能響應(yīng)被遮擋紅外光束，并進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)的電子裝置稱為主動(dòng)紅外探測(cè)器。由于同質(zhì)半導(dǎo)體硅不同的摻雜形成的PN結(jié)、

35、不同質(zhì)的半導(dǎo)體組成的異質(zhì)結(jié)，或金屬與半導(dǎo)體接觸形成的肖特基勢(shì)壘都存在內(nèi)建電場(chǎng)。當(dāng)光照這種半導(dǎo)體時(shí)，半導(dǎo)體對(duì)光的吸收就產(chǎn)生了光生電子和空穴，它們?cè)趦?nèi)建電場(chǎng)的作用下就會(huì)向相反的方向移動(dòng)和積聚而產(chǎn)生電位差。這就相當(dāng)于向PN結(jié)加上一個(gè)正電壓，就是光生電動(dòng)勢(shì)。如果將這樣的PN結(jié)與外電路相連，就有電流流過(guò)外電路，從而在負(fù)載電阻上得到一個(gè)隨入射光變化的電壓信號(hào)。這就是不加電源，能將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的光電池的工作原理。4.2.1.2 主動(dòng)式紅外探測(cè)器的工作原理主動(dòng)紅外探測(cè)器的發(fā)射機(jī)發(fā)出一束經(jīng)調(diào)制的紅外光束，被紅外接收機(jī)接收，從而形成一條紅外光束組成的警戒線。當(dāng)被探測(cè)目標(biāo)侵入該警戒線時(shí)，紅外光束被部分或全部遮

36、擋，此時(shí)接收機(jī)接收的信號(hào)就會(huì)發(fā)生變化，它經(jīng)放大與信號(hào)處理后，即控制發(fā)出報(bào)警信號(hào)。主動(dòng)紅外的發(fā)射光源，通常用紅外發(fā)光二極管，其特點(diǎn)是體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、功耗小，交直流供電都能工作，晶體管、集成電路都能直接驅(qū)動(dòng)。還有一些半導(dǎo)體激光器，如砷鎵鋁雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器等，也工作在紅外波段，因而也是一種主動(dòng)紅外探測(cè)器。主動(dòng)紅外探測(cè)器的光源通常采用脈沖調(diào)制的脈沖波形，其發(fā)射機(jī)采用自激多諧振蕩器作為調(diào)制電源，使它產(chǎn)生很高占空比的脈沖波形，去調(diào)制紅外二極管發(fā)光，以發(fā)射出紅外脈沖調(diào)制光譜。這樣，就降低了電源的功耗，提高了靈敏度，和系統(tǒng)抗雜散光的干擾能力。對(duì)光束遮擋型的探測(cè)器，要適當(dāng)選取有效的報(bào)警最短遮光時(shí)間。

37、因?yàn)檎诠鈺r(shí)間選得太短，會(huì)引起不必要的噪聲干擾，如小鳥飛過(guò)、小動(dòng)物穿過(guò)都會(huì)引起報(bào)警；而遮光時(shí)間選得太長(zhǎng)，又可能導(dǎo)致漏報(bào)。因此，通常以10m/s的速度通過(guò)鏡頭的遮光時(shí)間，來(lái)定最短遮光時(shí)間。如人的最小寬度為20cm，則最短遮斷時(shí)間為20cm/(10m/s)=20ms。所以，最短遮光時(shí)間大于20ms，系統(tǒng)報(bào)警；遮光時(shí)間小于20ms，則不報(bào)警。主動(dòng)紅外探測(cè)器多采用雙光路，可提高其抗干擾、防誤報(bào)的能力。這種主動(dòng)紅外探測(cè)器壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、易調(diào)整，因此被廣泛使用在電視監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)工程中。當(dāng)主動(dòng)紅外探測(cè)器用在室外自然環(huán)境時(shí)，比如無(wú)星光和月亮的夜晚，以及夏日中午陽(yáng)光的背景輻射的強(qiáng)度比可超過(guò)100dB時(shí)，這就使接收

38、機(jī)的光電傳感器工作環(huán)境相差太大。通常采用截止濾光片，濾去背景光中的極大部分能量（主要濾去可見(jiàn)光的能量），使接收機(jī)的光電傳感器在各種戶外光照條件下的使用條件基本相似。此外，大霧還會(huì)引起傳輸中紅外光的散射，縮短主動(dòng)紅外探測(cè)器的有效探測(cè)距離，在安防工程中必須考慮。如實(shí)測(cè)某紅外探測(cè)器：在無(wú)霧時(shí)有效探測(cè)距離7km；淺霧時(shí)有效探測(cè)距離2.5km；輕霧時(shí)有效探測(cè)距離1km；中霧時(shí)有效探測(cè)距離0.6km；重霧時(shí)有效探測(cè)距離0.3km。4.2.1.3 被動(dòng)式紅外探測(cè)器中熱釋電探測(cè)器的工作原理被動(dòng)式紅外探測(cè)器中的核心器件熱釋電探測(cè)器是基于熱釋電效應(yīng)的原理工作的，它是一種對(duì)波長(zhǎng)無(wú)選擇性的將熱能轉(zhuǎn)換為電能的熱電探測(cè)器

39、，并且是一種交流器件。因此，它對(duì)恒定不變的溫度無(wú)響應(yīng)，只能探測(cè)響應(yīng)有變化的溫度。一般，電介質(zhì)的內(nèi)部沒(méi)有載流子，所以沒(méi)有導(dǎo)電能力。但它也是由帶電的粒子電子、原子核等組成的。在外加電場(chǎng)的情況下(如加上電壓)，帶電的粒子也要受到電場(chǎng)力的作用，其正電荷總是趨向陰極，而負(fù)電荷趨向陽(yáng)極，雖然其移動(dòng)距離很小，但其結(jié)果使電介質(zhì)的一個(gè)表面帶正電，相反的表面帶負(fù)電。通常我們稱這種現(xiàn)象為“電極化”。對(duì)大多數(shù)電介質(zhì)來(lái)說(shuō)，在電壓除去后，極化狀態(tài)隨即消失，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)又回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。但是，有一類被稱為“鐵電體”的電介質(zhì)，在外加電壓除去后仍保持著極化狀態(tài)。這就是所謂“自發(fā)極化”。一般鐵電體的極化強(qiáng)度Ps（單位面積上的電

40、荷）與溫度有關(guān)，溫度升高，極化強(qiáng)度減低。升高到一定溫度，自發(fā)極化就突然消失，這個(gè)溫度稱為“居里溫度”或“居里點(diǎn)”。在居里點(diǎn)以下，極化強(qiáng)度Ps是溫度的函數(shù)，利用這一關(guān)系制造的熱電探測(cè)器，稱為熱釋電探測(cè)器。當(dāng)紅外輻射照射到已經(jīng)極化了的鐵電薄片上時(shí)，引起薄片的溫度升高。因而表面電荷減少，這就相當(dāng)于“釋放”了一部分電荷。釋放的電荷可用放大器轉(zhuǎn)變成輸出電壓。如果紅外輻射繼續(xù)照射，使鐵電薄片的溫度升高到新的平衡值，表面電荷也就達(dá)到新的平衡濃度，不再釋放電荷，也就不再有輸出信號(hào)。熱釋電型探測(cè)器在穩(wěn)定狀態(tài)下，輸出信號(hào)下降到零，只有在薄片溫度的升降過(guò)程中才有輸出信號(hào)，因此在設(shè)計(jì)制造和應(yīng)用熱釋電探測(cè)器時(shí)，都要設(shè)法

41、使鐵電薄片具有最有利的溫度變化。由于熱釋電晶體具有自發(fā)極化Ps，晶體的表面應(yīng)該出現(xiàn)面束縛電荷。在與極軸（即Ps方向）垂直的表面內(nèi)，面束縛電荷密度等于Ps。但通常這些面束縛電荷被晶體內(nèi)部的外來(lái)的自由電荷所中和，因此覺(jué)察不出來(lái)。晶體內(nèi)部自由電荷起中和作用的平均時(shí)間為=/，其中為晶體的介電常數(shù)；為晶體的電導(dǎo)率。多數(shù)的熱釋電晶體的值在1s到1000s之間。熱釋電探測(cè)器用調(diào)制頻率為f的紅外輻射照射熱釋電晶體，就會(huì)使得晶體的溫度、晶體的自發(fā)極化以及由此而引起的面束縛電荷均隨頻率f發(fā)生變化。如果頻率較低，f5V時(shí)，類似于上面的分析情況，Data0ut2輸出為低電平信號(hào)；(2)當(dāng)4V電壓U(Data0utl)

42、加上4.5V5V時(shí)，比較器A3腳電壓高于A2腳電壓，A1輸出高電平電壓；B6腳電壓低于B5腳電壓，B7輸出高電平信號(hào)，由于電路是線與的結(jié)構(gòu)，故Data0ut2輸出為高電平信號(hào)；(3)當(dāng)電壓U(Data0utl)加上4.5V4V時(shí)，比較器U2 A部分A3腳電壓低于A2腳電壓，A1輸出低電平電壓；U2 B部分B6腳電壓低于B5腳電壓，B7輸出高電平信號(hào)，由于電路是線與的結(jié)構(gòu)，故Data0ut2輸出為低電平信號(hào)；圖4-5 防盜數(shù)據(jù)采集信號(hào)整形電路4.2.5 RS232串口模塊通信就是不同的系統(tǒng)經(jīng)由線路相互交換數(shù)據(jù)。通信的主要目的是將數(shù)據(jù)從一端傳送到另一端，達(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的。例如，從人與人之間的對(duì)話

43、、計(jì)算機(jī)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換到計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳送，乃至于廣播或衛(wèi)星都是通信的一種，一個(gè)完整的通信系統(tǒng)包括發(fā)送端、接收端、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的接口及傳送數(shù)據(jù)的實(shí)際信道。按照通信的形式可以分為兩種，其中一種為并行傳輸?shù)耐ㄐ?，即并行通信（ParallelCommunication），另一種則為串行通信（SerislCommunication）。這兩種通信方式的區(qū)別是，并行通信一次的傳輸數(shù)據(jù)量為8位（1個(gè)字節(jié)）；而串行通信則一次只能傳輸1位，傳輸1字節(jié)數(shù)據(jù)（8位）數(shù)據(jù)就需要8次才能傳出去，因此，它們兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸速度就相差8倍。并行通信雖然可以在一次的數(shù)據(jù)傳輸中傳送8位，但是數(shù)據(jù)電壓在傳送的過(guò)程中，

44、容易因?yàn)榫€路及干擾因素使得電壓準(zhǔn)電位發(fā)生變化（主要為電壓衰減和信號(hào)間相互干擾問(wèn)題），因而使得傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，通信距離越長(zhǎng)，問(wèn)題越明顯，因此并行通信主要用于傳輸距離較短的場(chǎng)合，如電腦主板的并口LPT1，主要和并行打印機(jī)通信。串行通信一次只傳輸1位，相對(duì)來(lái)說(shuō)，要處理的數(shù)據(jù)電壓只有一個(gè)，因此比較不容易漏失數(shù)據(jù)，通信時(shí)候再加上一些校驗(yàn)防范措施后，串行通信的出錯(cuò)就更不容易了，串行通信端口（SerislCommunicationPort）在系統(tǒng)控制的范疇中一直占有極其重要的角色，不僅沒(méi)有因?yàn)闀r(shí)代的進(jìn)步而被淘汰，反而是在規(guī)格上愈來(lái)愈向其極限挑戰(zhàn)。RS-232C是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）正式公布的，在異

45、步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA(ElectronicIndustryAssociation)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，其中RS是RecommendedStandard的縮寫，代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)符，C代表RS-232的最新一次修改（1969年），在這之前，有過(guò)RS-232A、RS-232B標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程。現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)上的串行通信端口（RS-232）是標(biāo)準(zhǔn)配置端口，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)上一般都有12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS-232C串口，即通道COM1和COM2。EIA-RS-232C對(duì)

46、電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了明確規(guī)定。在TXD和RXD引腳上電平定義：邏輯1(MARK)=-3V-15V邏輯0(SPACE)315V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上電平定義：信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）+3V+15V信號(hào)無(wú)效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓)=-3V-15V以上規(guī)定說(shuō)明了RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”的傳輸?shù)碾娖綖?3V-15V，邏輯“0”傳輸?shù)碾娖綖?3V+15V；對(duì)于控制信號(hào)；接通狀態(tài)（ON）即信號(hào)有效的電平為+3V+15V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號(hào)無(wú)效的電平為-3V-15V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V

47、時(shí)，電路可以有效地檢查出來(lái)；而介于-3+3V之間的電壓即處于模糊區(qū)電位，此部分電壓將使得計(jì)算機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確判斷傳輸信號(hào)的意義，可能會(huì)得到0，也可能會(huì)得到1，如此得到的結(jié)果是不可信的，在通信時(shí)候體現(xiàn)的是會(huì)出現(xiàn)大量誤碼，造成通信失敗。因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證傳輸?shù)碾娖皆?315)V之間。目前，大部分計(jì)算機(jī)的RS-232C通信接口都使用了DB9連接器，如上面圖中所示，主板的接口連接器有9根針輸出（RS-232公頭），也有些比較舊的計(jì)算機(jī)使用DB25連接器輸出，下面我們來(lái)介紹DB9和DB25輸出接口的引腳定義。RS-232C串口引腳定義表：9針RS-232串口（DB9）引腳簡(jiǎn)寫功能說(shuō)明1CD載波偵測(cè)(Ca

48、rrier Detect)2RXD接收數(shù)據(jù)(Receive)3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmit)4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備(Data Terminal Ready)5GND地線(Ground)6DSR數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好(Data Set Ready)7RTS請(qǐng)求發(fā)送(Request To Send)8CTS清除發(fā)送(Clear To Send)9RI振鈴提示(Ring Indicator)RS232連接電路如圖4-6所示圖4-6 RS-232連接電路圖4.2.6 GSM模塊TC35ITC35I新版西門子工業(yè)GSM模塊是一個(gè)中文短信息的工業(yè)級(jí)GSM模塊，如圖4-7所示，工作在EGSM900和GSM1800雙頻

49、道，電源范圍為直流3.3-4.8V，電流消耗休眠狀態(tài)為3.5mA，空閑狀態(tài)為25mA，發(fā)射狀態(tài)為300mA（平均），2.5A峰值；可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，工號(hào)在EGSM900(4類)和GSM1800(1類)分別為2W和1W，通過(guò)接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。SIM電壓為3V/1.8V，TC35I的數(shù)據(jù)接口（CMOS電平）通過(guò)AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，可選波特率為300b/s-115b/s，自動(dòng)波特率為1.2kb/s-115kb/s。它支持text和pdu格式的SMS（Short Message Service，短信息），可通過(guò)AT命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。TC3

50、5I由供電模塊（ASIC）、閃存、ZIF連接器、天線接口等6部分組成。作為TC35I的核心系帶處理器GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。TC35I模塊有40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF（Zero Insertion Force，零阻力插座）連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。TC35I的第1-5引腳是正電源輸入腳，通常推薦值4.2V，第6-10引腳是電源地。11、12為充電引腳，可以外接鋰電池，13為對(duì)外輸出電壓（共外電路使用），14為ACCU-TEMP接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護(hù)控制。15接是

51、啟動(dòng)腳IGT，系統(tǒng)加電后為使TC35I進(jìn)入工作狀態(tài)，必須給IGT加一個(gè)大于100ms的低脈沖，電平下降持續(xù)時(shí)間不超過(guò)1ms。16-23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。TC35I模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合ITU-TRS232接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無(wú)校驗(yàn)位，波特率在300bps-115kbps之間可選，默認(rèn)9600。硬件握手信號(hào)用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的AI命令集。其中18腳RXD、19腳TXD為TTL的串口通訊腳，

52、需要和單片機(jī)或者PC通訊。TC35I使用外接式SIM卡，24-29為SIM卡引腳，SIM卡同TC35I是這樣連接的：SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通過(guò)SIM卡閱讀器與TC35I的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來(lái)檢測(cè)SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。TC35I的第32腳SYNC引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長(zhǎng)情況，另一種是指示TC35I的工作狀態(tài)，可用AT命令A(yù)T+SYNC進(jìn)行切換，本模塊使用的最后一種。當(dāng)LED熄滅時(shí)，表面TC35I處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)，當(dāng)LED為600ms亮/600ms熄時(shí)，

53、表明SIM卡沒(méi)有插入或TC35I正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng)LED為75ms亮/3s熄時(shí)，表明TC35I已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。圖4-7 GSM模塊 TC35I30、31、32腳為控制腳，其中30為RTC backup，31為Power down，32為SYNC。35-38為語(yǔ)音接口，35、36接揚(yáng)聲器放音。37、38可以直接借駐極體話筒來(lái)采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負(fù)端）。模塊的供電電壓如果低于3.3V會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。同時(shí)模塊在發(fā)射時(shí)，電流峰值可高達(dá)2A。同時(shí)在此電流峰值時(shí)，電源電壓（送入模塊的電壓）下降值不能超過(guò)0.4V。所以該模塊對(duì)電源的要求較高，電源的內(nèi)阻+FFC聯(lián)接線的電阻必需小于2

54、00m。64.3 系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計(jì)4.3.1 系統(tǒng)主要流程的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)包括后臺(tái)程序、數(shù)據(jù)庫(kù)、控制中心、規(guī)則中心和用戶交互界面等部分。后臺(tái)程序定時(shí)執(zhí)行，向數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入中心數(shù)據(jù)庫(kù)和采集的相關(guān)信息；控制中心是一系列對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作的程序，讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中規(guī)則信息和文檔信息進(jìn)行處理，并與用戶進(jìn)行交流。系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)如圖4-8所示:初始化電源檢測(cè)設(shè)置定時(shí)中斷調(diào)用指令子程序電話中斷請(qǐng)求？檢測(cè)定時(shí)子程序啟動(dòng)延時(shí)檢測(cè)到微波傳感信號(hào)檢測(cè)紅外傳感信號(hào)等待輸入密碼調(diào)自動(dòng)撥號(hào)子程序密碼正確？對(duì)方摘機(jī)時(shí)間到？調(diào)語(yǔ)音報(bào)警子程序盜情報(bào)警110結(jié)束圖4-8 系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)流程圖4.3.2 系統(tǒng)主要程序的實(shí)現(xiàn)防盜數(shù)據(jù)采集信號(hào)經(jīng)過(guò)電路的放大與處理后，輸入到單片機(jī)端口的是一個(gè)脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)隨著檢測(cè)的移動(dòng)紅外線而變化，當(dāng)單片機(jī)PD2端口檢測(cè)到脈沖信號(hào)的時(shí)候，考慮到設(shè)計(jì)的便利與節(jié)約性，在程序的處理中，不再對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，而是直接采用單片機(jī)的查詢進(jìn)行處理，通過(guò)查詢程序，直接調(diào)用出系統(tǒng)的防盜狀態(tài)。程序設(shè)計(jì)的流程如圖4-9所示：進(jìn)入判斷脈沖產(chǎn)生異常執(zhí)行