基于單片機技術的室內報警器的設計
隨著社會經濟的日益發展,防盜成了人們越來越關心的問題。鐵門鐵窗等已經不能給人們帶來太多的安全感,社會對報警器材的需求日益迫切。智能報警系統,是以保障安全為目的建立起來的技術防范系統。他包括以現代物理和電子技術及時發現侵進入破壞行為、產生聲光報警阻嚇罪犯以及提醒值班人員采取恰當的防范措施。本文以聲音傳感器和紅外傳感器為探頭簡單設計了一個適合辦公室、倉庫、商店及學校機房的室內防盜器。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/89661.htm1 硬件構成
報警器硬件部分如圖1所示的8個基本部件組成,可分為2個模塊。其中,傳感器、信號調制電路和A/D轉換電路組成信號采集模塊。機房中的聲音和紅外線信號通過傳感器轉換為電信號,在信號調制電路中將信號放大,濾波,再經A/D轉換電路將模擬信號轉換為數字信號。另一個模塊是報警器主體模塊,由單片機和聲光報警系統、GM16C550串行端口擴展芯片和RS 232電平轉換電路組成。單片機控制實現聲光報警功能。GM16C550串行端口擴展芯片和RS 232電平轉換電路與單片機一起實現報警器經Modem與學校網絡值班中心的通信,使有關工作人員能夠對機房的情況及時發現和處理。
1.1 聲音、光電信號采集模塊
因為偷盜行為一般發生在夜晚,所以防盜系統通常使針對夜晚設計,在本設計中選擇把房內的聲音和紅外線作為采集信號,所以用集成聲音傳感器PS-2109和紅外傳感器BH用作采集系統的敏感元件。
夜晚的房內應該是非常安靜的,設置一個噪音最高分貝(一般在30~40 dB之間),一旦機房的噪音超過預設的底限,聲音傳感器就會發出信號。當有人或其他動物進入室內時,就會產生紅外線,紅外線傳感器也會發出信號。
數據采集模塊的電路圖如圖2所示,A/D轉換電路采用常用的8位8通道數模轉換專用芯片ADC0809,聲音、紅外線傳感器的輸出端分別接到ADC0809的IN0和IN1。由圖2可知ADC0809的通道選擇地址A,B,C分別由89C51的P0.0~P0.2經地址鎖存器74LS373輸出提供。當P2.7=0時,與寫信號WR共同選通ADC0809。圖2中ALE信號與ST信號連在一起,在WR信號的前沿寫入地址信號,在其后沿啟動轉換。例如,當輸出地址為7FF8H即可選通通道IN0,實現對聲音傳感器輸出的模擬量進行轉換;輸出地址7FF9H即可選通道IN1,實現對紅外線傳感器輸出的模擬量進行轉換。圖2中ADC0809的轉換結束狀態信號EOC接到89C51的INT1引腳,當A/D轉換完成后,EOC變為高電平,表示轉換結束,產生中斷。在中斷服務程序中,將轉換好的數據送到指定的存儲單元。
1.2 報警器主體模塊
聲光報警電路由單片機P3.7口控制,輸出報警信號(高低電平間隔1 s的脈沖信號),驅動聲光報警電路,直至按復位鍵RESET和開關鍵。
聲光報警電路由555定時器、揚聲器和普通發光二極管組成,電路圖如圖3所示。
其中555定時器接成了一個低頻多諧振蕩器,其控制電壓出入端5腳與單片機AT89C51的P3.7端相連,受P3.7腳輸出的脈沖信號控制。由電容C4的充沖放電作用,當P3.7=1時,555輸出脈沖的振蕩頻率較低,當P3.7=0時,555輸出脈沖的振蕩頻率較高。該脈沖信號經隔置電容C2加到揚聲器上,揚聲器將發出高、低交替的2種叫聲,同時P3.7腳輸出的高低電平間隔1 s的脈沖信號經電阻R1加到發光二極管LED上,LED將閃爍發光,達到聲光同時報警的效果。
當報警器檢測到房內的異常信息后,除了在電腦室現場產生聲光報警信號外,還需要將現場信息通知到值班人員。為此,系統設計了單片機與Modem通訊模塊,該模塊由單片機、GM16C550串行端口擴展芯片和RS 232電平轉換電路組成。
2 程序設計部分
監控程序流程圖如圖4所示。系統復位后,首先要進行初始化,包括對各個控制用寄存器的初始化、設置中斷服務程序的入口地址、設置堆棧等。
數據采集部分的程序設計包括:驅動ADC0809的輸入端IN0和IN1進行A/D轉換,分別由子程序ADC1(噪聲控制)和ADC2(光電信號轉換)完成;
單片機接收轉換好的數據,存入指定存儲單元,由INT1中斷服務程序完成。每次驅動A/D轉換后等待外部中斷1,中斷到來說明A/D轉換已經完成,通過中斷服務程序讀取轉換得到的數據。
3 結 語
該室內防盜的自動報警系統的特點為:能對室內聲音和可疑物體入侵等突變進行報警;如果出現硬件故障(如傳感器遺落、內部元器件損壞等),能發出故障報警;如果只有一種參數出現異常(如噪聲過大或是紅外線傳感器檢測到異常信號),能發出異常報警信號,令值班人員到現場處理;如果聲音傳感器和紅外傳感器同時送出異常信號,則說明有盜情,發出失竊警報,并及時將這些信息報到值班室。
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