基于单片机技术的室内报警器的设计

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基于单片机技术的室内报警器的设计

  随着社会经济的日益发展,防盗成了人们越来越关心的问题。铁门铁窗等已经不能给人们带来太多的安全感,社会对报警器材的需求日益迫切。智能报警系统,是以保障安全为目的建立起来的技术防范系统。他包括以现代物理和电子技术及时发现侵进入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯以及提醒值班人员采取恰当的防范措施。本文以声音传感器和红外传感器为探头简单设计了一个适合办公室、仓库、商店及学校机房的室内防盗器。

1 硬件构成

  报警器硬件部分如图1所示的8个基本部件组成,可分为2个模块。其中,传感器、信号调制电路和A/D转换电路组成信号采集模块。机房中的声音和红外线信号通过传感器转换为电信号,在信号调制电路中将信号放大,滤波,再经A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号。另一个模块是报警器主体模块,由单片机和声光报警系统、GM16C550串行端口扩展芯片和RS 232电平转换电路组成。单片机控制实现声光报警功能。GM16C550串行端口扩展芯片和RS 232电平转换电路与单片机一起实现报警器经Modem与学校网络值班中心的通信,使有关工作人员能够对机房的情况及时发现和处理。

                     

1.1 声音、光电信号采集模块

  因为偷盗行为一般发生在夜晚,所以防盗系统通常使针对夜晚设计,在本设计中选择把房内的声音和红外线作为采集信号,所以用集成声音传感器PS-2109和红外传感器BH用作采集系统的敏感元件。

  夜晚的房内应该是非常安静的,设置一个噪音最高分贝(一般在30~40 dB之间),一旦机房的噪音超过预设的底限,声音传感器就会发出信号。当有人或其他动物进入室内时,就会产生红外线,红外线传感器也会发出信号。

  数据采集模块的电路图如图2所示,A/D转换电路采用常用的8位8通道数模转换专用芯片ADC0809,声音、红外线传感器的输出端分别接到ADC0809的IN0和IN1。由图2可知ADC0809的通道选择地址A,B,C分别由89C51的P0.0~P0.2经地址锁存器74LS373输出提供。当P2.7=0时,与写信号WR共同选通ADC0809。图2中ALE信号与ST信号连在一起,在WR信号的前沿写入地址信号,在其后沿启动转换。例如,当输出地址为7FF8H即可选通通道IN0,实现对声音传感器输出的模拟量进行转换;输出地址7FF9H即可选通道IN1,实现对红外线传感器输出的模拟量进行转换。图2中ADC0809的转换结束状态信号EOC接到89C51的INT1引脚,当A/D转换完成后,EOC变为高电平,表示转换结束,产生中断。在中断服务程序中,将转换好的数据送到指定的存储单元。

             

1.2 报警器主体模块

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  声光报警电路由单片机P3.7口控制,输出报警信号(高低电平间隔1 s的脉冲信号),驱动声光报警电路,直至按复位键RESET和开关键。

  声光报警电路由555定时器、扬声器和普通发光二极管组成,电路图如图3所示。

                      

  其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器,其控制电压出入端5脚与单片机AT89C51的P3.7端相连,受P3.7脚输出的脉冲信号控制。由电容C4的充冲放电作用,当P3.7=1时,555输出脉冲的振荡频率较低,当P3.7=0时,555输出脉冲的振荡频率较高。该脉冲信号经隔置电容C2加到扬声器上,扬声器将发出高、低交替的2种叫声,同时P3.7脚输出的高低电平间隔1 s的脉冲信号经电阻R1加到发光二极管LED上,LED将闪烁发光,达到声光同时报警的效果。

  当报警器检测到房内的异常信息后,除了在电脑室现场产生声光报警信号外,还需要将现场信息通知到值班人员。为此,系统设计了单片机与Modem通讯模块,该模块由单片机、GM16C550串行端口扩展芯片和RS 232电平转换电路组成。

2 程序设计部分

  监控程序流程图如图4所示。系统复位后,首先要进行初始化,包括对各个控制用寄存器的初始化、设置中断服务程序的入口地址、设置堆栈等。

              

  数据采集部分的程序设计包括:驱动ADC0809的输入端IN0和IN1进行A/D转换,分别由子程序ADC1(噪声控制)和ADC2(光电信号转换)完成;

  单片机接收转换好的数据,存入指定存储单元,由INT1中断服务程序完成。每次驱动A/D转换后等待外部中断1,中断到来说明A/D转换已经完成,通过中断服务程序读取转换得到的数据。

3 结 语

  该室内防盗的自动报警系统的特点为:能对室内声音和可疑物体入侵等突变进行报警;如果出现硬件故障(如传感器遗落、内部元器件损坏等),能发出故障报警;如果只有一种参数出现异常(如噪声过大或是红外线传感器检测到异常信号),能发出异常报警信号,令值班人员到现场处理;如果声音传感器和红外传感器同时送出异常信号,则说明有盗情,发出失窃警报,并及时将这些信息报到值班室。

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