《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 模擬設(shè)計(jì) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于SPCE061A的智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于SPCE061A的智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要: 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是滿足宿舍自動(dòng)報(bào)警的需要,設(shè)計(jì)的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警、時(shí)間設(shè)定和顯示、燈光報(bào)警并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)警等功能。
Abstract:
Key words :

 

  1 設(shè)計(jì)方案

  1.1 主控制器的選擇

  采用凌陽(yáng)公司的16位單片機(jī)SPCE061A作為主控制器。由于SPCE061A內(nèi)置有2 KB的SRAM和32 KB的內(nèi)存FLASH,能滿足本系統(tǒng)存儲(chǔ)密碼及各類數(shù)據(jù)的要求,且CPU時(shí)鐘頻率高達(dá)49.152 MHz,能保證響應(yīng)的快速性,內(nèi)置的語(yǔ)音模塊更提高了系統(tǒng)人機(jī)界面的友好性。

  1.2 異地監(jiān)控方案選擇

  采用無(wú)線通信方式。使用無(wú)線收發(fā)模塊NRF2401進(jìn)行無(wú)線通信。這種通信方式不受線路長(zhǎng)短影響,主從站位置可任意設(shè)置,布置比較靈活。

  1.3 貴重物品檢測(cè)方案選擇

  門(mén)框?qū)捯话阍?~2 m,采用射頻收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)較為方便,將發(fā)射機(jī)附在貴重物品上,接收機(jī)固定在門(mén)口,當(dāng)貴重物品出入時(shí),即可進(jìn)行記錄。發(fā)射機(jī)與接收機(jī)電路結(jié)構(gòu)都較簡(jiǎn)單,體積小,攜帶方便。

  1.4 系統(tǒng)總體框圖

  根據(jù)上述設(shè)計(jì)思想,系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩大部分組成。上位機(jī)進(jìn)行鍵盤(pán)輸入、語(yǔ)音提示、報(bào)警和人員物品進(jìn)出情況記錄。下位機(jī)進(jìn)行煙霧檢測(cè)、人體紅外檢測(cè)、貴重物品檢測(cè)、人員進(jìn)出情況檢測(cè)等數(shù)據(jù)采集工作。下位機(jī)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊將檢測(cè)信號(hào)送入上位機(jī)。上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并作出相應(yīng)動(dòng)作。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

  2 理論分析與計(jì)算

  2.1 物品檢測(cè)電路的計(jì)算

  采用無(wú)線發(fā)射與接收方式進(jìn)行貴重物品檢測(cè),通信距離與發(fā)射功率、接收靈敏度和工作頻率有關(guān)。選用通信頻率為8MHz,電感為47μH。

  

  2.2 控制方案分析

  根據(jù)題目要求,為實(shí)現(xiàn)對(duì)宿舍安防情況進(jìn)行異地監(jiān)控,采用一主兩從的方式進(jìn)行模擬,其中主站可以實(shí)現(xiàn)對(duì)從站的搜索,實(shí)時(shí)顯示從站是否在線,并進(jìn)行信息的接收處理、顯示、記錄與報(bào)警,從站進(jìn)行信息獲取與發(fā)送。主站上可實(shí)現(xiàn)對(duì)從站信息的實(shí)時(shí)顯示,并將報(bào)警及貴重物品進(jìn)出信息存儲(chǔ)在主站的FLASH內(nèi),省去了外接存儲(chǔ)芯片,可方便地讀取與顯示。利用人體傳感器并通過(guò)對(duì)進(jìn)出宿舍的人員進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定宿舍內(nèi)人數(shù),并提示鎖門(mén)。采用單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘作為時(shí)間基準(zhǔn),通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行時(shí)間設(shè)定,用以記錄報(bào)警時(shí)間。利用單片機(jī)內(nèi)部的語(yǔ)音模塊實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警,直觀實(shí)用。這種控制方案充分利用了單片機(jī)的片內(nèi)資源,使用外部器件少,簡(jiǎn)單實(shí)用。

  2.3 煙霧探測(cè)模塊

  采用MQ-2煙霧傳感器,它具有探測(cè)范圍廣,靈敏度高,響應(yīng)恢復(fù)快,穩(wěn)定性優(yōu),壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),配以簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路即可實(shí)現(xiàn)煙霧檢測(cè)。煙霧傳感器電路如圖2所示。當(dāng)未檢測(cè)到煙霧信號(hào)時(shí),比較器輸出低電平;當(dāng)傳感器檢測(cè)到煙霧信號(hào)時(shí),比較器輸出5 V高電平,報(bào)警器動(dòng)作。

圖2 煙霧傳感器結(jié)構(gòu)

 

  2.4 人體紅外探測(cè)模塊

  采用芯片BISS0001配以熱釋電紅外傳感器KBS-6B和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式紅外人體傳感器。加裝菲涅爾透鏡大大提高了檢測(cè)范圍,很好的滿足了人體檢測(cè)需求。當(dāng)有人從熱釋電傳感器通過(guò)時(shí),BISS0001的V.口輸出一正向脈沖,報(bào)警器動(dòng)作。電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 釋熱電紅外傳感器結(jié)構(gòu)

  2.5 人員進(jìn)出檢測(cè)設(shè)計(jì)

  采用前后放置的兩個(gè)紅外光電開(kāi)關(guān),通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)順序的檢測(cè)確定人員進(jìn)/出宿舍。當(dāng)有人出宿舍時(shí)控制信號(hào)1先置高,然后控制信號(hào)2置高,通過(guò)對(duì)時(shí)序的判斷即可得出人員外出的結(jié)論。有人進(jìn)入時(shí)同理。檢測(cè)電路如圖4所示。

圖4 人員進(jìn)出檢測(cè)電路圖

  2.6 貴重物品檢測(cè)設(shè)計(jì)

  為達(dá)到貴重物品檢測(cè)的要求,將一單調(diào)諧回路諧振放大器至于卡片內(nèi),卡片掛在貴重物品上,卡片向外發(fā)出射頻信號(hào),當(dāng)其出入宿舍時(shí),與副邊線圈發(fā)生諧振,負(fù)載電壓發(fā)生變化,通過(guò)對(duì)負(fù)載的檢測(cè)即可記錄人員進(jìn)出情況。電路如圖5所示。

圖5 貴重物品檢測(cè)電路圖

  3 程序設(shè)計(jì)

  主站系統(tǒng)加電后進(jìn)行初始化并要求輸入密碼,密碼輸入正確即可對(duì)火災(zāi)、貴重物品、鍵盤(pán)等進(jìn)行監(jiān)控,并根據(jù)監(jiān)控的情況作出相應(yīng)的處理。從站加電初始化后即開(kāi)始對(duì)各個(gè)傳感器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控并進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。其程序流程如圖6所示。

圖6 主程序流程圖

 

  4 測(cè)試數(shù)據(jù)與分析

  4.1 測(cè)試儀器

  測(cè)試儀器及型號(hào)如表1所示。

  4.2 測(cè)試方法及測(cè)試數(shù)據(jù)

  測(cè)試方法及測(cè)試數(shù)據(jù)如表2、表3所示。

  表2的測(cè)試數(shù)據(jù)表明,煙霧傳感器性能良好。

  表3顯示的測(cè)試數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)要求。

  5 結(jié)語(yǔ)

  本系統(tǒng)通過(guò)測(cè)試較好地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求。主要?jiǎng)?chuàng)新是加入了語(yǔ)音報(bào)警功能,更加實(shí)用;加入從站搜索功能,可以實(shí)時(shí)顯示各從站的工作狀態(tài);加入無(wú)人看守功能,并能在特定時(shí)段發(fā)現(xiàn)人員活動(dòng)后立即發(fā)出報(bào)警;加入時(shí)鐘功能,可實(shí)現(xiàn)時(shí)間設(shè)定和顯示。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。