家庭防盗报警器系统设计课程设计.doc

目 录 1 绪论 1 1 总体方案设计 6 1.1 系统的功能要求 6 1.2 总体设计方案 6 1.3 系统相关技术 7 2 报警器硬件设计 14 2.1 主机电路设计 14 2.2 热释电红外传感器 17 2.3 SIM900A短信息收发模块 17 2.4 MQ-2烟雾气敏传感器 19 2.5 蜂鸣器电路 20 3 报警电路 20 3.1. 主机电路设计 20 3.1.1时钟电路 20 3.1.2复位及复位电路 20 3.2热释电红外传感器 20 3.3 SIM900A 短信息收发模块 20 3.4 MQ-2烟雾气敏传感器 20 3.5 蜂鸣器电路 20 4 电路元件清单 20 结 论 30 致 谢 31 参 考 文 献 32 附 录 33 1 总体方案设计 现在市场上有各种各样的报警器，通过对它们进行分析比较，根据产品的功能要求和 产品的性价比，决定采取由单片机为主要技术进行总体方案设计。 1.1 系统的功能要求 根据实际要求，本毕业设计课题技术要求： （1）应用场合：家庭防盗报警； （2）采用热释电红外传感器，一旦发现有人入室行窃，应发出声、光报警，并能显示 出出事地点； （3）预留相应接口，以适应家用电器联网的需求； （4）220V AC供电； （5）成本应控制在适合家用。 1.2 总体设计方案 智能住宅安防报警系统开发设计方案是参照国内外相关技术的发展状况，根据我国住 宅建设的实际情况，为满足新时期居民的居住要求，并充分考虑其经济性和可靠性。 系统组成框图如图2.1所示，根据系统拟达到的总体功能，将其划分为以下功能模块 ：电源电路，热释电红外传感器电路、警铃电路、数码管显示电路、SIM900A通信电路等 。 红外探测器安装在用户家里需要防范的部位，例如门窗、厨房，卧室等，当系统开机 时，一旦有人入侵，与之相应的报警探测器立即向用户端自动报警主机发出报警信号， 接到警情事件后，自动报警主机立即进行确认，确认无误后，进行处理，同时显示入侵 的地点，并做出相应的提醒。 1.3 系统相关技术 本系统主要有电源电路，热释电红外传感器电路、警铃电路、数码管显示电路、SIM 900A通信电路等部分组成。下面我们将简要介绍单片机技术，传感器技术和GSM技术等。 2.3.1 单片机技术 1.单片机的特点 所谓单片机就是一块芯片上集成了CPU、ROM、RAM、定时/计数器和多种I/O接口电路 等而具有一定规模的微型计算机。单片机与通用微型计算机相比较，它在硬件结构、指 令设置上均有其独到之处，主要特点如下： (1)单片机中的存储器ROM和RAM是严格分工的。ROM为程序存储器，只存放程序、常数 及数据表格。而RAM则为数据存储器，用作工作区及存放变量。这样的结构主要是考虑到 单片机用于控制系统中，有较大的程序存储空间，把已调试好的程序固化在ROM中，而把 少量的随机数据存放在RAM中，这样，小容量数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机 内，以加快单片机的执行速度。但单片机上RAM是作为数据存储器用，而不是当作高速数 据缓冲存储器（Cache）用。 (2)采用面向控制的指令系统。为满足控制的需要，单片机的逻辑控制能力要优于同 等级的CPU，特别是单片机具有很强的位处理能力。单片机的运行速度也较高。 (3)单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机机芯上引脚有限，为了解决实际引 脚和需要的信号线数的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指 令来设置或由机器状态来区分。 (4)系列齐全，功能扩展性强。单片机具有内部掩膜ROM、内部EPROM和外接ROM等形式 ，并可方便的扩展外部的RAM、ROM及I/O接口，与许多通用的微机接口芯片兼容，对应用 系统的设计和生产带来极大的方便。 (5)单片机的功能是通用的。单片机虽然主要是作控制器用，但是功能上还是通用的 ，可以像一般微处理器那样广泛地应用在各个方面。 2.单片机的应用 单片机在控制应用领域中，有如下几方面的优点： (1)体积小、成本低、运用灵活、易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设 备和仪器，做到机电仪一体化； (2)面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性 能价格比； (3)抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其 他机种无法比拟的； (4)可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统得效率和可靠性大为提高。 单片机的应用范围十分广泛，下面仅列举一些典型的应用领域。 (1)工业控制：数控机床，温度控制，可编程顺序控制，电机控制，工业机器人，智 能传感器。离散与连续过程控制； (2)仪器仪表：智能仪器，医疗器械，液体和气体色谱仪，数字示波器； (3)电讯技术：调制解调器，声象处理，数字滤波，智能线路运 《家庭防盗报警器系统设计课程设计》文档涵盖了家庭防盗报警器的设计原理和实施步骤，主要关注系统的硬件设计和功能实现。以下是对该文档内容的详细解释： 1. **总体方案设计**： - 系统设计基于单片机技术，以实现高效、经济且可靠的防盗报警功能。 - 功能要求包括：适用于家庭环境，红外感应报警，显示报警位置，预留联网接口，以及220V AC供电。 - 总体方案强调经济性和实用性，设计时考虑了国内外的技术发展趋势和国内住宅的实际需求。 2. **报警器硬件设计**： - **主机电路设计**：是系统的核心，包含时钟电路和复位电路，确保系统稳定运行。 - **热释电红外传感器**：用于检测人体热量，当有人非法进入时触发报警。 - **SIM900A短信息收发模块**：通过GSM网络发送报警信息至用户手机，增强远程通讯能力。 - **MQ-2烟雾气敏传感器**：监测环境中烟雾浓度，以防止火灾发生。 - **蜂鸣器电路**：提供声音报警，增强现场警告效果。 3. **报警电路**： - 主机电路设计包含时钟电路和复位电路，确保系统启动和运行的准确性。 - 各个传感器模块（热释电红外、SIM900A、MQ-2烟雾传感器）和蜂鸣器均与主机电路紧密配合，形成完整的报警响应机制。 4. **系统相关技术**： - **单片机技术**：包括其特点和应用，如强大的逻辑控制能力、多功能I/O引脚、系列化和可扩展性，以及在不同领域的广泛应用，如工业控制、仪器仪表和电讯技术等。 此课程设计旨在构建一个经济实惠、功能齐全的家庭防盗报警系统，利用单片机技术实现智能化监控。系统通过热释电红外传感器和烟雾气敏传感器实时监测环境变化，一旦检测到异常，会通过蜂鸣器报警和SIM900A模块发送短信通知，确保用户及时得知安全威胁。此外，系统还预留了接口，以适应未来智能家居的联网需求。整个设计兼顾了实用性、可靠性与成本效益，体现了现代安防系统设计的基本理念。