基于单片机控制的智能家庭防盗报警系统的设计
前言汽车智能防盗系统
现在我国国民经济的快速发展, 人民生活水平的提高, 人们对家庭住房的防盗、防劫、防火设备的重视程度也在不断提高, 所以现代社会有更多的人需要对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行监测和报警。为了有效的保证居民的生命财产安全, 我们设计了一款智能家庭防盗报警系统。智能家居报警系统采用这种星型拓扑结构能够很好地扩展组合，容易增加网络节点，满足在家居中网络节点分布的不确定性，可在房间、隔离处放置一个节点，避免无线干扰和报警区域不确定性的问题，由中心节点对多个网络节点所传递的数据进行综合处理，分析是否发出报警信号。该系统是利用无处不在的电话网络进行监控,将AT89S51 单片机、ISD4000 集成语音芯片、HT1602 液晶显示驱动芯片及集成电路组成的双音多频拨号电路等有机地结合在一起, 构成一种功能先进、实用、成本低廉的家庭智能防盗报警器。
                                                 
1  电路组成框图和基本工作原理
1.1 电路组成框图
智能家庭防盗报警系统是由无线发送/ 接受模块、报警模块、键盘模块、晶显示模块、语音模块、DTMF解/ 编码模块等构成, 系统硬件总体框图如图1.1-1 所示。
图1.1-1  系统硬件总体框图
1.2  电路基本工作原理介绍
  当家中发生警情时, 此时家中设定的无线模块或者其他传感器模块会发出异常信号给单片机, 单片机接受到信号后立即发出现场声光报警信号来威慑侵入者, 同时将单片机自动拨打预先存储在24C02 中的电话号码给主人或者小区物业报警, 以便及时采取防盗措施避免财产损失。
  当主人在异地处理家中的情况或者遥控家中的电器的开关时, 只需要拨打家中的固定电话号码, 因为该报警系统的电话接口是并联在电话机上的, 若铃声响五次后无人接通(具体次数可由软件设定),则该报警系统就自动模拟摘机, 在主人输入预定的密码后, 就可以观测家中的动静以及控制家中电器的关、断。
当主人在家无须设防时, 该报警系统还可以显示时钟、温度等等, 还可以设定起床闹铃等多重功能, 这些都可以结合软件和相关芯片来实现。
2 系统部分电路功能介绍
2.1 MCU模块
    MCU 器件采用ATMEL 公司生产的AT89S51 芯片,如图2.1-1所示。AT89S51 是一个低功
耗,高性能CMOS 8 位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000 次的Flash 只读程序存储器,具有高密度、非易失性存储技术的特点, 芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash 存储单元。MCU选用的是宏晶科技公司的STC12LE5410AD,其工作电压为3.3 V,便于在所选定的系统电源下工作.这是一款带A/D转换的单片机芯片,具有超强抗干扰的特性,并且具有超低的功耗,正常工作时电流仅为4～7mA,空闲时电流<1 mA.它的工作周期仅为一个时钟周期,可以大大降低使用的晶振频率,从而降低EMI(Elec-tromagnetic InteRFerence,电磁干扰).STC12LE5410AD具有引脚少、体积小、价格低、使用方便等特点,可降低开发成本,缩短开发周期。
    MCU外围电路包括晶振电路、复位电路、开关检测电路和电压测量部分.开关检测电路用来检测行程开关的动作,电压测量部分利用单片机的A/D转换功能是来测量DTGS-800供电的电池电压,当检测到电池电压不足时会发出报警,此时需将供电部分转换到汽车电源上.MCU及外围模块电路。
 
           
                                                                         
                                                                                图2.1-1  MCU 模块电路图
2.2  无线模块
无线模块主要是是处理红外、无线信号。包括门窗磁报警模块、火灾探测        模块、有害气体探测模块等传感器模块。
在这里主要讲解门窗磁报警模块, 门窗磁探测器选用无线门磁,由一块永磁体和门磁主体(内部有一个常开型的干簧管)两部分组成,其无线接受模块的传感器应用电路图如2.2-1所示
   
图2.2-1  无线门磁接受模块传感器电路图
  H1 是一个干簧管,当门闭合时,H1 吸合,C1 两端点位相同,Q1 截止,Q2 也截止;当门打开时,干簧管触点打开,有一个电流流过Q1 的发射极、R32(和H12 并联)、C1、R31、地,使得Q2 饱和导通,输出低电平0 给单片机, 发出报警信号。
2.3  报警模块
  P3.2(INT0)连接防盗探测器,用来检测盗情,如果盗情发生,触发外部中断0,MCU 接到报警信号以后, 开始启动LED 等闪烁报警,同时启动100dB 的声音报警,来震慑入室的小偷, 同时把信号送给电话模块, 告诉主人或者报警中心有小偷入室。
2.4  液晶显示模块
液晶显示模块采用LCD1602 来实现,主要功能是用来显示时间、日期、家里的温度、以及报警的时候显示报警的类型等功能。
图2.4-1  液晶显示电路图
2.5 语音模块
语音模块的采用ISD4000 芯片,其芯片的主要特点有 3v单电源供电,内置微机串行接口, 其连接电路图见图2.5-1 所示。
 
图2.5-1  语音芯片连接电路图
芯片引脚介绍如下:
★ 电源(VCCA，VCCD): 为使噪声最小，芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线, 并 
且分别引到外封装不同管脚上，模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦合电容应尽量靠近器件。