智慧型安防硬體部分正文

2023-01-25 20:48:03 字數 4542 閱讀 1927

1 引言

中國安居工程需要大力發展安全文明小區建設,嚴峻的社會治安形勢,需要建立並完善安全文明小區防盜報警網路系統體系。如何解決在當前每個家庭經濟承受能力有限的情況下,建設滿足防範功能及可靠性需求的安全文明小區防範防盜報警網路系統,是當前急需解決的課題。本方案是在考慮以上因素的基礎上,所設計的可行實施方案。

小區安全防範報警系統是智慧型小區實現安全管理的重要系統,主要包括防盜報警、煤氣洩漏報警、消防報警等。小區管理極為重要的內容是確保住宅,住戶安全,生活中,人人都可能出現一些意想不到的求助情況,現代居住的格局,鄰里常年不來往已是常事,家庭生活穩密性、封閉性越來越強。因此,小區安全防範及報警系統是具有先進的設計和裝置,並為小區住戶的安全提供保障的必要系統。

我國的安防自動報警控制系統經歷了從無到有、從簡單到複雜的發展過程,其智慧型化程度也越來越高。在小區內的每個住戶單元安裝一台報警主機,住戶可選擇安裝在住戶門口、窗戶處安裝聲檢、緊急求助、煙霧/煤氣探頭、瓦斯探頭等報警感知裝置,報警主機通過匯流排與管理中心的電腦連線,進行安防資訊管理。如果發生盜賊闖入、搶劫、火災、燃汽洩露等緊急事故,感測器就會立即獲知並由報警系統即刻觸發光警報以有效地恫嚇企圖行竊的盜賊;系統還會迅速向報警中心傳送報警資訊;報警中心接到警情後立即自動進行分辨處理,迅速識別判定警報型別、地點、使用者,中心據此派出機動力量採取相應解救措施;系統具備24小時防破壞等並自我監視,一旦有任何被破壞的跡象也會即刻報警。

總之,無論白天黑夜,你離家在外還是在家休息,電子保安時時刻刻保護家庭安全,這正是能為家人、家庭、財產所做的最有效的安全防盜保護措施。

2 總體設計

2.1 設計背景

在當今高速發展的社會中,人們對自身所處的環境越來越關心,居家安全已成為當今小康之家優先考慮的問題。當上班家中無人,或者僅有老人孩子在家,或晚上在家熟睡,都必須確保家庭成員和財產的絕對安全。

中國安居工程需要大力發展安全文明小區建設,嚴峻的社會治安形勢,需要建立並完善安全文明小區防盜報警網路系統體系。如何解決在當前每個家庭經濟承受能力有限的情況下,建設滿足防範功能及可靠性需求的安全文明小區防範防盜報警網路系統,是當前急需解決的課題。本方案是在考慮以上因素的基礎上,所設計的可行性實施方案。

在當前,隨著經濟的發展,人民的生活日益改善,人們對家庭生命財產安全越來越重視,採取了許多措施來保護家庭的安全。以往的做法是安裝防盜門、防盜網,但也存在有礙美觀,不符合防火要求,不能有效地防止壞人的入侵。現在,全國各地都在如火如荼地開展建設安全文明小區的活動,而且很多地方都提出取消防盜網的口號,家庭電子防盜報警系統也就應運而生。

因為大多數家庭都是雙職工,白天家裡通常沒有人,發生報警後,必須要有專人來處理,因此,必須設立報警中心。而且因為國內住宅區大多數是密集型分布,乙個住宅區往往有幾百上千戶,並且都有自身的保安隊伍,因此當使用者防盜報警系統報警時,除了在現場報警外,還需要向當地派出所或公安分局進行報警聯網外,也需要向住宅小區的保安中心進行聯網報警,以便警情得到迅速處理。另外,考慮到國內普遍收入水平較低,對於每一戶家庭的防盜報警系統成本不可太高,但因為使用者數量多,也不能採用質量差的產品,以免誤報頻繁造成不良影響。

根據以上分析,住宅小區對防盜報警系統的要求如下:

1.廣泛性——即要求小區內每個家庭都能得到保護。

2.實用性——即要求每個家庭的防範系統能在實際可能發生受侵害的情況下及時報警,並要求操作簡便,環節少,易學。

3.系統性——即要求每個家庭的防範系統在案情發生時,除能自身報警外,必須及時傳到保衛部門,並同時上報當地公安報警中心。

4.可靠性——即要求系統所設計的結構合理產品經久耐用、系統是可靠。

5.投資可行性------即要求系統投資或造價能控制在小區家庭能承受的範圍之內。

2.2 設計思想

在小區內的每個住戶單元安裝一台報警主機,住戶可選擇安裝在住戶門口、窗戶處安裝聲檢、緊急求助,煙霧/煤氣探頭、瓦斯探頭,防盜報警器等報警感知裝置,報警主機通過匯流排與管理中心的電腦想連線,進行安防資訊管理,本系統具有遠端報警功能。如果發生盜賊闖入、搶劫、煙霧、燃汽洩露等緊急事故,感測器就會立即獲知並由報警系統即刻觸發光警報以有效恫嚇企圖行竊的盜賊;系統還會迅速向報警中心傳送報警資訊;報警中心接到警情後立即自動進行分辨處理,迅速識別判定警報型別、地點、使用者,中心據此派出機動力量採取相應解救措施;系統具備24小時防破壞等並自我監視,一旦有任何被破壞的跡象也會即刻報警。總之,無論白天黑夜,你離家在外還是在家休息,電子保安時時刻刻保護家庭安全,這正是能為家人、家庭、財產所做的最有效的安全防盜保護措施。

2.3 系統功能

設計具有防盜並且兼有防火,防煤氣等功能的小區防盜報警系統,無疑可以使家庭保安自動化。系統採用體積小巧,功能強大,**便宜的單片微型計算機作為居民家庭第一監視端,與微控制器連線各種用於家庭安保的感測器作為收集訊號並送給微控制器初步處理,微控制器實時與遠方主監控計算機通訊,將從感測器接收來的訊號實時傳給主機,主機端就可以知道小區各個居民家庭的異常情況,從而進行實時處理。系統利用can匯流排傳輸資訊。

本系統設計提高了安全可靠性,操作更方便,在工程實際中有廣泛的應用,因而具有良好的應用前景和工程推廣價值。

該系統運用了at89c51微控制器和can匯流排的主要特性和功能,將主從式微機通訊運用於今天的生活,體現了自動化的發展前景一片光明。對於應用區域,每個家庭可實現:家中無人時,如上班了,可把家庭報警系統設定在外出布防狀態,使所有的感測器都工作起來。

當竊賊試圖破門而入或從陽台闖入,熱電釋紅外感測器器探測到動作,警號發聲,並且保安中心立刻接收到警情,接著在數秒後公安局報警中心也會收到報警訊號。家中有人時,如睡覺時,把系統設定在留守布防狀態,當竊賊企圖從大門闖入時,立刻發出警報;如果主人有緊急情況,如急病或受到挾持時,可按動鍵盤上的緊急按鈕發出警報[1]。

2.4 系統設計框圖

圖2.1 系統組成結構圖

2.5 系統實現方法

(1) 利用各種感測器接收需要防備外界的異常訊號。

(2) 微控制器接收感測器檢測訊號,進行初步處理,如記錄發生情況的位置,何種報警等等,也可以微控制器進行現場報警。

(3) 利用can匯流排實現微控制器與主控計算機的通訊。

(4) 在主控計算機上接收微控制器送來的報警訊號,發出報警資訊

3 系統硬體模組可行性分析

報警器硬體由溫度煙霧訊號採集模組、煤氣訊號採集模組、防盜報警模組、光報警模組,鍵盤顯示模組以及微控制器與can匯流排模組組成。

3.1 cpu最小系統設計與選擇

cpu最小系統在本設計的報警器中是中樞部分,所有要完成的命令和控制都是在此進行的。所以cpu最小系統的好壞直接影響本設計的前端探頭和其他電路之間的配合問題,同樣沒有cpu最小系統,本設計也就失去了設計目的。經過比較,本次設計決定使用由atmel公司生產的常用、廉價的微控制器at89c51作為主控制器。

3.1.1 at89c51的引腳圖及功能介紹

at89c51是乙個低電壓,高效能cmos8位微控制器,片內含4k bytes的可反覆擦寫的唯讀程式儲存器(perom)和128 bytes的隨機訪問資料儲存器(ram),器件採用atmel公司的高密度、非易失性儲存技術生產,相容標準mcs-51指令系統,片內建通用8位**處理器和flash儲存單元,內建功能強大的微型計算機的at89c51提供了高價效比的解決方案[2]。

at89c51是乙個低功耗高效能微控制器,40個引腳,32個外部雙向輸入/輸出(i/o)埠,同時內含2個外中斷口,2個16位可程式設計定時計數器,2個全雙工序列通訊口at89c51可以按照常規方法進行程式設計,也可以**程式設計。其將通用的微處理器和flash儲存器結合在一起,特別是可反覆擦寫的flash儲存器可有效地降低開發成本[3]。

at89c51具有pdip、pqfp/tqfp及plcc等三種封裝形式,以適應不同產品的需求。

at89c51的引腳圖如下圖所示:

圖3.1 at89c51晶元的引腳圖

vcc:供電電壓。

gnd:接地。

p0口:p0口為乙個8位漏級開路雙向i/o口,每腳可吸收8ttl門電流。當p1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入。

p0能夠用於外部程式資料儲存器,它可以被定義為資料/位址的第八位。在fiash程式設計時,p0 口作為原碼輸入口,當fiash進行校驗時,p0輸出原碼,此時p0外部必須被拉高[5]。

p1口:p1口是乙個內部提供上拉電阻的8位雙向i/o口,p1口緩衝器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1後,被內部上拉為高,可用作輸入,p1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由於內部上拉的緣故。

在flash程式設計和校驗時,p1口作為第八位位址接收[5]。

p2口:p2口為乙個內部上拉電阻的8位雙向i/o口,p2口緩衝器可接收,輸出4個ttl門電流,當p2口被寫「1」時,其管腳被內部上拉電阻拉高,且作為輸入。並因此作為輸入時,p2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。

這是由於內部上拉的緣故。p2口當用於外部程式儲存器或16位位址外部資料儲存器進行訪問時,p2口輸出位址的高八位。在給出位址「1」時,它利用內部上拉優勢,當對外部八位位址資料儲存器進行讀寫時,p2口輸出其特殊功能暫存器的內容。

p2口在flash程式設計和校驗時接收高八位位址訊號和控制訊號[4]。

p3口:p3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向i/o口,可接收輸出4個ttl門電流。當p3口寫入「1」後,它們被內部上拉為高電平,並用作輸入。

作為輸入,由於外部下拉為低電平,p3口將輸出電流(ill)這是由於上拉的緣故[5]。

p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口,如下所示:

p3.0 rxd(序列輸入口)

p3.1 txd(序列輸出口)

p3.2 /int0(外部中斷0)

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