基于单片机智能报警系统的设计

基于单片机智能报警系统的设计内容摘要：

数据内容 11 从 CGRAM或 DDRAM读数 1 1 读出的数据内容 读操作时序 写 操作时序 16 LCD硬件连接图 LCD1602 液晶采用写数据，写指令等操作方式进行液晶控制。 在设计中，用 P2口作为液晶控制端口， P0 口作为数据端口，用软件控制液晶的显示。 由于 P0 口为三态端口为提高其带负载能力，需要在 P0 口接上拉电阻 RP 键盘连接图 此键盘内部为互连方式连接，有 7个接口，故用 P1 口扫描键盘，键盘上分别有行选择和列选择， P1 口低三位接列选，高三位接行选。 通过高位和地位结合扫描确键盘的状态，完成键盘的扫描工作。 17 时间设置键连接图 8. 布撤防 遥控器 为了实现用户在进入防区前或离开防区后能对系统的布、撤防状态进行改变，本设计 选用了 红外管 遥控器，该遥控器具有以下优点： 1． 工作在业余频段，不用花钱购买频点； ，由于遥控器和遥控器接收板上应用的 PT2262/PT2272 编 解码芯片对都提供 8位三态的编解码状态，也就是说有 3的 8次方地址码可供用户选 ，可提供多组密码给用户选择。 18 ，功能稳定。 编码芯片 PT2262/PT2272 芯片原理简介 PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种 CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编 *电路，PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0A11)三态地址端管脚 (悬空 ,接高电平 ,接低电平 ),任意组合可提供 531441地址码 ,PT2262最多可有 6位 (D0D5)数据端管脚 ,设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。 编码芯片 PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，*芯片 PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后， VT脚才输出高电平，与此同时相应的数 据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。 当发射机没有按键按下时， PT2262 不接通电源，其 17脚为低电平，所以 315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时， PT2262 得电工作，其第 17 脚输出经调制的串行数据信号，当 17 脚为高电平期间 315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当 17 脚为低平期间 315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于 PT2262 的 17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ ASK 调制）相当于调制度为 100％的调幅。 PT2272 引脚图及引脚功能 名称 管脚 说 明 A0A11 1 1013 地址管脚 ,用于进行地址编码 ,可置为“ 0” ,“ 1” ,“ f” (悬空 ),必须与 2262 一致 ,否则不 * D0D5 7 1013 地址或数据管脚 ,当做为数据管脚时 ,只有在地址码与 2262 一致 ,数据19 管脚才能输出与 2262 数据端对应的高电平 ,否则输出为低电平 ,锁存型只有在接收到下一数据才能转换 VCC 18 电源正端（＋） Vss 9 电源 负端（－） DIN 14 数据信号输入端，来自接收模块输出端 OSC1 16 振荡电阻输入端，与 OSC2 所接电阻决定振荡频率； OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端； VT 17 *有效确认 输出端（常低） *有效变成高电平（瞬态） 发射、接收电路无解码电路图 红外发射和接收的典型应用原理图，为了能正确解调出调制的编码信号，接收端需加一级前置放大级，保证输入 PT2272 的信号幅度足够大。 PT2272 各输出端通过各种接口即可控制相应的负载。 20 9. 传 感 器 要实现防盗、防火、防燃气泄漏，相应的传感器是必不可少的，而无论是哪种传感器，其最终输出的都是开关量。 红外传感器 热释电红外线 (PIR)传感器是 80 年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。 是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。 它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。 将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。 本设 计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。 其工作电路原理及设计电路如图 4 所示 , 在 VCC 电源端利用 C1 和 R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。 当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过 C2， R1的稳压后使输出变为高电位，再经过 NPN的转化 稳定输出 OUT为 高 电平。 烟雾传感器 本设计 采用 MQ2 型电阻式半导体传感器采集烟雾信息。 MQ2 气敏元件的结构和外形如图所示 (结构 A or B), 由微型 AL2O3 陶瓷管、 SnO2 敏感层 ,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。 封装好的气敏元件有６只针状管脚，其中４个用于信号取出，２个用于提供加热电流。 设计电路图： 21 气体泄漏传感器 本设计选用电化学型气体传感器，电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。 原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数，市售的 检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器，近年来，又开发了检测酸性气体和毒性气体的原电池式传感器。 可控电位电解式传感器是通过测量电解时流过的电流来检测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压，除了能检测 CO，NO， N02， 02， S02 等气体外，还能检测血液中的氧体积分数。 电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。 应用电路： 22 传感器硬件图 系统通过各传感器监测的参数，用或 门进行运算后，接入到单片机 I/O 口，单片机读入数据进行分析并作出相应动作。 10 .报警系统 软件设计 软件流程 (1)主程序：初始化时钟日期显示，监控键盘，时间设置按键，并同时对传感器信号变化进行实时监测。 (2)时钟计时：完成对定时器 0计时初值的复位操作，保证计时的准确性。 (3)时间设置：通过移位键，加 1 键，减 1 键对时间进行设置。 (4)液晶显示：主要是液晶显示日期时间以及号码设置，报警记录查询等信息 ，提供良好的人机交流平台。 (5)键盘扫描：判断是否有键按下，并返回相应键值 (6)GSM 模块应用：报警时单片机用串口通信方式向 TC35i 发送信息控制 SIM 卡向手机发送报警信息。 各软件模块设计 (1)计时模块。 系统采用单片机内部定时器 0进行计时，定时器每隔 50ms 中断一次，则每20 次中断为 1 秒钟。 用中断标志累加进行判别中断次数，在对秒为 60 时加以判断，每一次到 60时，则分钟加 1，同理小时按分钟每到 60加 1，当时钟到 23:59:59 时，下一次计时则为 00:00:00 完成 24 小时制计时 23 定时器初 值计算 系统中用 12M晶振，由此可以推算出 TH=（ 65536— 定时时间） /256 TL=（ 65536— 定时时间） %256 定时时间为 50ms 时将 50 代入上式即可 (2)时间设置。 时间设置由 K K K3 控制，单片机监测到 K1 被按下时，进入时钟调节状态， K2 按下时，相应时间上加 1， K3 按下时相应时间上减 1。 在按下 K1 完成时间设定。 (3)液晶显示。 系统设计利用 、 、 作为液晶控制端口， P0 口作为数据端口，编写液晶写数据，写命令等子函数控制液晶显示时间，手机号码等信息。 根据液晶时序图完成 单片机与液晶之间的交流。 完成子程序的设计后，根据液晶指令表编写 void write_sfm(uchar add,uchar date)显示时分秒的子程序，然后在主程序中用此程序显示时钟。 手机号码设置时显示也是在主程序中独立完成。 (4)键盘扫描。 将 P1 口分为两部分，先赋予 P1 口预设初值表中的不同值，每次扫描的时间极短，这样只要有键被按下，程序就可以检测到并返回相应的键值。 这种设计思路要保证主程序经历的时间不能太长，否则会大大降低键盘扫描灵敏度。 根据键盘内部线路预设初值表为 (5) uchar keyscancode[]={0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}。 //键盘扫描码 ucharkeycodetable[]={0xEE,0xED,0xEB,0xDE,0xDD,0xDB,0xBE,0xBD,0xBB,0x7E,0x7D,0x7B}。 //键盘特征码 (6)GSM 模块设计。 AT+CMGC Send an SMS mend(发出一条短信息命令 ) AT+CMGD Delete SMS message (删除 SIM卡内存的信息 ) AT+CMGF Select SMS message format(选择 短消息信息格式： 0PDU； 1文本 ) AT+CMGL List SMS message from preferred store(列出 SIM卡中的短消息格式 PDU/TEXT：0“ REC UNREAD”为未读， 1“ REC READ”为已读， 2“ STOU NSENT”为待发， 3“ STOSENT”为已发， 4“ ALL”为全部 AT+CMGR Read SMS message (读短消息 ) 24 AT+CMGS Send SMS message (发短消息 ) AT+CMGW Write SMS message to memory (向 SIM内存中写入待发的短消息 ) AT+CNMI New SMS message storage(显示新收到的短消息 ) AT+CPMS Preferred SMS message storage (选择短消息内存 ) AT+CSCA SMS service center address(短消息中心地址 ) AT+CSCB Select cell broadcast message messages (选择蜂窝广播信息 ) AT+CSMP Set SMS text mode parameters(设置短消息文本模式参数 ) 上表是模块的 AT命令字用于向 TC35i 发送相应命令， 根据 TC35i 服从的 AT 命令编写短信发送子程序，在程序中将发生的报警信息准确的发送至主人手机上 目前，发送短消息常用 Text 和 PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元 )模式。 使用Text 模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。 PDU 模式收发短信可以使用 3 种编码：7bit、 8bit 和 UCS2 编码。 7bit 编码用于发送普通的 ASCII 字符， 8bit 编码通常用于发送数据消息， UCS2 编码用于发送 Unicode 字符。 一般的 PDU 编码由 ABCDEFGHIJKLM 十三项组成 ， 本设计采用的是 UCS2 编码制。 主程序流程图 主程序模块中，先对各端口进行初始化，建立合适的运行条件，包括定时器初值机器开关状态，并允许中断。 对液晶显示的内容初始化，然后对设置按键及键盘，布撤防信号，进行监测，若没有设置键按下且布防信号有效，开始布防，让单片机监测 传感器端口信息，进入警戒状态。 一旦发生事故，则向手机发送报警信息，并进入此次报警记录。 若果有设置键按下则进入时间设定程序对时间进行更改。 若布撤防信号无效，则撤销布防，单片机不对传感器端口进行监控，在液晶上显示时间。 25 主程序流程图 等于 0 等于 0 等于 0 等于 1 等于 1 等于 1 时钟 子程序流程图 读烟雾传感器信号 读气体传感器信号 读红外传感器信号 发短信：“有燃气泄漏” 发短信：“有人行窃” 发短信：“家里发生火灾” 记录燃气泄漏报警信息 记录盗窃报警信息 记录火灾报警信息 开始 初始化 读时间设置，。