基于單片機的無(wú)線(xiàn)防盜報警器研究與設計

摘要：該報警器具有誤報率較低、安裝和配置容易、成本低、能量消耗少、使用非常方便的特點(diǎn)。實(shí)現的原理是感應震動(dòng)信號，將其轉換成超低頻信號，經(jīng)電路放大、輸出。檢測器是利用震動(dòng)傳感器SW-18015P，一旦有震動(dòng)便向主機發(fā)出信號。而主機功能是通過(guò)無(wú)線(xiàn)接受信號，再經(jīng)單片機處理，然后數碼管顯示出信號發(fā)出的具體范圍并同時(shí)控制喇叭發(fā)出警告聲音?？梢詰糜诩揖?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/防盜">防盜、倉庫防盜等多種防盜場(chǎng)合，具有很強的實(shí)用價(jià)值和良好的市場(chǎng)前景。

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)報警系統;震動(dòng)傳感器;STC89C51;防盜

隨著(zhù)現在社會(huì )的發(fā)展，時(shí)代進(jìn)步，生活水平的提高，人們對自己所處環(huán)境的安全要求也就越來(lái)越高，不得不時(shí)刻留意不速之客的光顧，人們對家居安全也越來(lái)越重視。許多家庭選擇安裝了報警器，這有效的保護了大家的財產(chǎn)安全，讓居家更放心。在本文中，介紹一種利用震動(dòng)傳感器進(jìn)行監控，并進(jìn)行報警的系統的設計。

1 系統簡(jiǎn)介

隨著(zhù)科技的提高，電子電器飛速發(fā)展，人民生活水平有了很大提高，然而一些不法分子也越來(lái)越多。這點(diǎn)就是因為不法分子看到了大部分人防盜意識不夠強所造成的結果。因此越來(lái)越多的居民家庭對財產(chǎn)安全問(wèn)題十分擔憂(yōu)，因此設計一種價(jià)格低廉，性能可靠、智能化的報警系統，必將在私人財產(chǎn)的防盜領(lǐng)域起到巨大作用。

本設計體型小，安裝方便，不易被發(fā)現，安裝在隱蔽地方對物品房間進(jìn)行保護，一旦當有人不經(jīng)允許進(jìn)入房間或者動(dòng)被保護的物品時(shí)，報警器就會(huì )及時(shí)發(fā)出警報，進(jìn)行保護。經(jīng)研究分析家用無(wú)線(xiàn)防盜器系統的設計原理，并根據系統功能要求在考慮產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比對系統進(jìn)行總體分析設計，設計電路簡(jiǎn)單，性能穩定。最后能實(shí)現系統設計的目標功能。

2 系統設計方案

2.1 硬件電路設計

無(wú)線(xiàn)防盜報警器主要是由無(wú)線(xiàn)震動(dòng)探測器(震動(dòng)發(fā)射電路)、無(wú)線(xiàn)接收電路、數據解碼電路、中央控制單元、數字顯示單元、遙控電路、報警電路和電源電路等部分組成。其框圖如圖1所示。

2.2 系統硬件結構圖

系統硬件主要分為三部分，圖2遙控器硬件結構圖;圖3震動(dòng)探測信號發(fā)射電路硬件結構圖;圖4主機電路硬件結構圖。

2.3 各結構圖的工作方式

遙控器的基本組成就是編碼模塊與要把編碼發(fā)射出去的發(fā)射模塊。它的功能就是對報警器進(jìn)行布防或撤防，此功能的實(shí)現實(shí)際上就是發(fā)射兩組編碼，一組是布防的編碼，另一組是撤防的編碼。

震動(dòng)探測信號發(fā)射電路的基本組成是震動(dòng)探測器、電壓比較器、編碼模塊、發(fā)射模塊。工作方式是通過(guò)震動(dòng)傳感器器把電壓信號傳給LM393電壓比較芯片，判斷震動(dòng)強度，如果達到強度就通過(guò)發(fā)射電路把代表有異常的編碼發(fā)送出去。震動(dòng)的靈敏度可以通過(guò)電位器調節。

主機電路是由接收模塊、解碼模塊、處理模塊、顯示模塊、報警模塊組成。工作方式是通過(guò)接收模塊接收到信號，再由解碼電路解碼并把已解碼信號通過(guò)處理器處理，處理器再判斷接收的是否為遙控器的信號還是探測器的異常信號，再分別處理，若是異常信號則開(kāi)啟報警電路與顯示電路，若是遙控器的信號就是實(shí)現撤防或布防的功能。

3 無(wú)線(xiàn)防盜報警器的硬件設計

3.1 電源設計

本系統電壓為4.5 V左右，直接接3個(gè)1.5 V的直流干電池提供電源，然后用導線(xiàn)連接電源接口模塊。

3.2 震動(dòng)發(fā)射電路設計

震動(dòng)傳感器采用MEC原裝震動(dòng)開(kāi)關(guān)SW-18015P，靈敏度高，對環(huán)境震動(dòng)敏感，一般用來(lái)檢測周?chē)h(huán)境的震動(dòng)強度，屬于高阻態(tài)，當有震動(dòng)的時(shí)候可以達到幾歐姆的電阻，可以利用他的阻性得出電壓信號，然后利用電壓比較器來(lái)輸出數字信號驅動(dòng)發(fā)射電路發(fā)射信號。LM393采用雙列直插8腳塑料封裝(DIP8)和微形的雙列8腳塑料封裝(SOP8)，如圖5。

3.3 發(fā)射電路設計

由于無(wú)線(xiàn)信號容易受外界環(huán)境影響，因此從系統的可靠性考慮，發(fā)射的控制信號采用編碼的方式進(jìn)行傳送，而且在同一區域內要同時(shí)使用多個(gè)系統而相互間又不影響，所以無(wú)線(xiàn)信號的編碼由SC2262集成電路完成，SC2262-IR是2262系列用于紅外遙控的專(zhuān)用芯片，設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出，可用于遙控發(fā)射電路。編碼芯片SC2262-IR發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數據碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，當有按鍵按下時(shí)，SC2262-IR得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調制的串行數據信號。SC2262-IR的管腳圖如圖6所示。

SC2262的電源端與發(fā)射模塊的電源端受制于震動(dòng)模塊，一旦發(fā)現異常就會(huì )開(kāi)啟SC2262芯片與發(fā)射模塊的電源，一但SC2262芯片工作則會(huì )把已經(jīng)固定的編碼信號通過(guò)發(fā)射電路發(fā)送出去。其原理圖如圖6所示。

3.4 接收電路設計

接收電路的無(wú)線(xiàn)接收與解調部分采用的是現成的高頻接收模塊，可以簡(jiǎn)化設計工作，而且可靠性較好，接收模塊采用的是超再生接收，具體的解調過(guò)程為：當發(fā)射器發(fā)送1時(shí)，相應的發(fā)射高頻電路工作，接收部分就會(huì )相應地收到一個(gè)315 M的高頻信號，使模塊輸出為1，當發(fā)射部分發(fā)送的是0時(shí)，發(fā)射高頻部分停止工作，接收部分就輸出為0，這樣就實(shí)現了無(wú)線(xiàn)信號的傳輸。

經(jīng)高頻接收且解調出來(lái)的信號是編碼集成電路SC2262編碼后的串行信號，必須經(jīng)相應的解碼電路解碼才能還原出控制信號數據。SC2272就擔任了這個(gè)解碼任務(wù)。SC2262和SC2 272是一對專(zhuān)用的編、解碼集成電路，當接收部分SC2272的8位地址數據與發(fā)射部分的8位地址數據相同時(shí)，就會(huì )在SC2272的17腳輸出一個(gè)高電平，表示解碼成功，同時(shí)在4位數據位上輸出相應的數據信號，后續的輸出控制電路就根據解碼輸出的數據位。電路圖如圖7所示。

3.5 控制、顯示電路設計

STC89C51為主要的中央處理系統，單片機是在集成電路芯片上集成了各種元件的微型計算機，當在STC89C51單片機的RST引腳引入高電平并保持 2個(gè)機器周期時(shí)，單片機內部就執行復位操作，按鍵手動(dòng)復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復位是通過(guò)RST端經(jīng)過(guò)電阻與電源VCC接通而實(shí)現的。最小系統如圖8所示。

顯示電路是由一位共陽(yáng)數碼管顯示，單片機控制數碼管每段的高低電平，從而實(shí)現數碼管的顯示。

該設計有報警電路，布放狀態(tài)下檢測到震動(dòng)，蜂鳴器就會(huì )發(fā)聲提示，直到主人按下撤防，才會(huì )停止鳴叫，報警模塊如圖9所示。

4 程序流程圖

整套系統先進(jìn)行初始化，當系統檢測到信號，布防程序啟動(dòng)，報警電路啟動(dòng)，開(kāi)始進(jìn)行報警。本次報警結束，則按下撤防鍵。本系統重新開(kāi)始布防。整個(gè)系統運行如圖10。

5 結論

本設計是一套防盜報警系統，其主要的功能是震動(dòng)探測器檢測到異常狀況時(shí)采用無(wú)線(xiàn)的型式把信號傳遞給主機，主機通過(guò)處理將警情信號傳給報警器發(fā)出報警聲。結構簡(jiǎn)單，體積小，實(shí)用性很強?？梢詰玫匠?、商店、住宅小區、倉庫以及個(gè)人家居智能報警?？梢圆捎酶呻姵毓╇?，在某些地區無(wú)供電設施時(shí)，有很大優(yōu)越性。其功耗很低，能夠較長(cháng)時(shí)間工作。比以往的報警器簡(jiǎn)單很多。