家庭智能防盗系统论文开题报告

本系统主要由单片机和GSM短信模块组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。【关键词】单片机 GSM模块 传感器237513901

东华理工大学机电学院 毕 业 设计论文 任 务 书 东华理工大学 学院（部） 专业 班 毕业设计论文题目 智能家居安防系统设计 专题题目 家居安防设计 （2人） 发题日期： 2010 年 11月25 日 开始时间：自2011 年12月28 日 完成期限：至 2011 年 5月（定稿） 答辩日期： 年 月日 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 教 研室主任： 1、课题来源、目的和意义 来源：其他 目的：家庭安全防范的目的是保证家庭成员人身不受伤害和家庭财产不受侵犯。家庭安防系统、新的安防技术和方法，要有效的保证和实现家庭安全防范的目的。目前，在北京、上海、广州等地的高挡别墅区和高档的居民小区、高档住宅已开始在现有的小区安防的基础上，自行安装家庭防盗报警系统正逐步成为趋势，甚至成为邻里的攀比。家庭安全防范，把安防保障的钥匙和主动权放在自己的手中。即可以阻止因小区保安疏忽为犯罪分子提供可乘之机，又可以防范小区个别保安的监守自盗。特别是独栋别墅，邻里守望不易实现，周界防范和家庭报警更显重要。过去几年，人们买房子小则几十万，多则上百万，甚至上千万。人们在购房后，考虑家装、购买家具配饰的投入，很少 考虑入住安全和防范投入。而后者的投入并不很多。只是人们的意识不够。家庭 安全防范也是家庭生活开支的一个组成部分。也许，加装了家庭安全防范报警系统，一辈子都没用上一次。却没有人敢讲，它没有作用。没有加装了家庭安全防范报警系统，一辈子遇上一次盗抢或伤害，会后悔一辈子。家庭安防不是万能的，但没有家庭安防是万万不能的。 意义：1. 防盗:能探测非法入室盗窃者,及时发送警报或现场报警. 2、防劫:家中有人遭遇入室抢劫,可以向外发送报警信号. 3、求助:可用于家中老人、小孩意外事故和急病报警. 4、防火:通过烟感探测器探测烟雾,发出失火警报. 5、防可燃气体中毒:能够探测到煤气/液化石油气/天然气等的泄露,及时报警. 6、全自动报警:一旦发生警情,主机自动拔打设定的六组接收电话报警. 7、远程监听:接通报警电话后可即时监听室内现场动静. 8、异地遥控:可在异地远距离用电话布防或撤防. 9) 监控拍照：如有人入室作案，主机报警的同时，也可无线触发“监控拍照录放器”，通过摄像机自动拍照，其记录的图像照片资料可为公安部门侦破案件提供准确可靠的证据 2、题目类型 设计 3、设计拟达到的主要目标及技术参数 目标：要求对温度、烟雾，红外线等传感器经行实时检测，并且控制系统要对各个传感器的数据作出相应反应，包括以下三个方面： 1、防盗设计 2、火灾报警 3、燃气报警 技术参数： 1、分辨率为8位。 2、最大不可调误差： 0809为1LSB。 3、单电源+5v供电，基准电压由外部提供，典型值为+5v，此时允许输入模拟电压为0—5V。 4、具有锁存控制的8路模拟选通开关。 5、可锁存三态输出，输出电平与TTL电平兼容，功耗15mW。 6、转换速度取决于芯片的时钟频率。时钟频率范围500KHz时，转换时间为128μs。 4、设计具体任务 1软件设计: 1、A/D转换子程序 2、显示报警程序模块 3、防盗控制程序 4、火灾控制程序 5、燃气泄漏控制程序 6、主程序 2硬件设计: 1、燃气报警模块（包括燃气泄漏检测，发生燃气泄漏时有声光报警，切断家中主电源并通知物业） 2、防盗模块（包括红外检测。有转换系统。业主在家中，红外检测仍工作，但不报警；业主不在家时，红外检测发现有人闯入，不管是从门还是从窗户都立刻发出报警信号，并通知物业）（1、2、3处均有传感器部分，信号调理部分、A/D转换部分，报警显示部分等） 3、物业处相应有火灾、燃气泄漏、防盗报警三种显示，对应楼栋号、单元号、门牌号） 4、选择选择单片机系统 5设计要求 1.要求家居安防系统装置体积小、成本低、操作方便、易于维护和安装。 2.通过研究智能控制技术，以及对目前市场上常见的安防系统工作特点的比较，提出家居安防系统的设计方案，实现方法。 3.通过设计家居系统的硬件电路，能联想到其他类型产品的实现原理，以便比较两者的优劣，方便日后改进。 4.编写控制软件程序流程图，使家居系统可以进行智能控制。 5.对装置的干扰进行研究，提高家居系统的抗干扰性能。 6技术难点 设计方案； 7时间安排 1月0 6日－3月22日 实习；文献检索和熟悉内容 3月23 日－4月16日 方案确定；电路图绘制；论文框架 4月16日－4月30日 软件设计；论文初稿 5月08日－5月20日 修改；论文定稿 8重要提示 设计书：硬件电路及原理说明；软件设计思想；程序流程图及清单。 9参考文献 [1] 电子线路设计 谢自美 华中出版社 [2] 智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用[M] 杨振江 西安电子科技大学出版社，2000. [3] 无功补偿与电力电子技术 苏文成、金子康 机械工业出版社,1989 [4] 单片机的c语言应用程序设计[M] 马忠梅 北京航空航天大学出版社，1999 [5] 模式识别 边肇祺 清华大学出版社 ,1988 [6] Inte l 16位单片机 孙涵芳 北京航空航天大学出版社，1995 [7] 单片机的C语言应用程序设计 马忠梅 北京航空航天大学出版社,2007 [8] . Bezdek. Pattern Recognition with Fuzzy Objective Function Algorithms. New york :Plenum Press ,1981. [9] Back T. Evolutionary Algorithms in Thoery and Prac2 tice[M ] . New York :oxford uni. Press. 1996. 2、课题任务的主要内容和要求(包括原始数据、资料、技术参数、工作要求等) 要求对温度、烟雾，红外线等传感器经行实时检测，并且控制系统要对各个传感器的数据作出相应反应 硬件部分模块包括： 1、 无功功率测量模块（模块应选择合适传感器，信号调理电路等。测量包括电压测量和电流测量） 2、 A/D转换模块 3、 选择合适单片机系统 4、 显示模块（对无功功率的实时显示） 5、 无功功率补偿控制（电容组数，控制策略电容组如何投入如何切除） 软件部分模块包括： 1、 A/D转换子程序 2、 无功功率计算算法 3、 显示程序模块 4、 无功功率补偿算法 5、 补偿电容组的投入、切除策略 6、 主程序 3、毕业设计(论文)课题成果的基本要求(包括毕业设计(论文) 、图表、实物样品等) 1.要求无功功率补偿装置体积小、成本低、操作方便、易于维护和安装。 2.通过研究无功功率补偿技术，以及对目前几种电容投切开关工作特点的比较，提出电容电容投切符合开关的设计方案，实现方法。 3. 通过设计复合开关的硬件电路，能联想到解决其他类型投切开关易产生涌流、谐波、功率大等缺点。 4.编写控制软件程序流程图，使复合开关可以进行智能投切，使其操作更智能。 5.对装置的干扰进行研究，提高复合开关的抗干扰性能。 4.时间安排。 1月 6日－3月22日 实习；文献检索和熟悉内容 3月23 日－4月16日 方案确定，电路图绘制，论文大纲 4月16日－5月7日 软件设计，论文初稿 5月8日－5月20日 修改，论文定稿 5、主要参考文献、资料和参考书(要求至少外文两篇、中文五篇) [1] 诸俊伟。电力系统分析[M] 。北京：水利电力出版社，1995. [2] 杨振江。智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用[M] 。西安：西安电子科技大学出版社，2000. [3] 苏文成、金子康。无功补偿与电力电子技术。北京: 机械工业出版社,1989. [4] 马忠梅。单片机的C 语言应用程序设计[M] 。北京：北京航空航天大学出版社，1999. [5] 边肇祺等. 模式识别. 北京:清华大学出版社 ,1988. [6] 靳龙章、丁毓山。电网无功补偿实用技术。北京：中国水利水电出版社，2008. [7] 马忠梅。单片机的C语言应用程序设计。北京：北京航空航天大学出版社,2007. [8] . Bezdek. Pattern Recognition with Fuzzy Objective Function Algorithms. New york :Plenum Press ,1981. [9] Back T. Evolutionary Algorithms in Thoery and Prac2 tice[M ] . New York :oxford uni. Press. 1996. 毕业设计（论文）开题报告 1、课题研究的意义、国内外有关本课题的研究动态和自己的见解 随着国民经济的快速发展和持续增长，电力建设更是取得了令人瞩目的成就，但电力需求的增长电子供需矛盾日益突出电力供应的严重不足已制约了国民经济发展的速度，而要缓解当前乃至今后一个时期电力供需之间的矛盾，并从根本上解决问题，除了增加发电量这一主要渠道外，采用各种节电措施，最大限度 地利用现有各种电力设施资源也是非常重要的。利用无功功率补偿技术来 挖掘现有电力资源潜力，是一种能够迅速见效的，切实可行的措施之一，同时也能够节约大量的电力能源。无功功率补偿能够节省电费开支、降低系统的能耗，将有功损耗将降低20%～45%、改善电压质量并且三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量。 在10kv以上的电网中，出于注重安全的原因，很少使用自动无功补偿装置。另外无功尽量就地补偿的原则，低压自动无功补偿装置获得广泛的应用，并不断的有新的技术涌现出来。无功率补偿现在国内外有好几种方法。有低压配电网无功补偿方法、有高压配电网无功补偿、有智能低压动态无功补偿技术。 我个人偏向智能动态无功补偿技术。由于电力电子技术、智能控制技术和信息通信技术的不断发展，带动了许多电力新技术、新设备的不断出现，近年来随着城乡电网改造的进行，智能无功补偿技术在各地低压配电网的公用配变被广泛运用，它集低压无功补偿、综合配电监测、配电台区的线损计量、电压合格率的考核、谐波监测等多种功能于一身，同时还充分考虑了与配电动态化系统的结合，是一个比较方便和安全的技术。 2、课题研究的主要内容、拟解决的关键性问题和预期的成果 课题主要是研究对电压、电流实时检测，无功功率计算及补偿方法设计。硬件部分要有无功功率测量模块、A/D转换模块、合适单片机系统、显示模块、无功功率补偿控制。软件部分有A/D转换子程序、无功功率计算算法、显示程序模块、无功功率补偿算法补偿电容组的投入、切除策略主程序。 3、课题研究方法、设计方案或论文撰写提纲 采用低压集中补偿方式来实现功率补偿。硬件电路设计涉及到单片机型号的选择，电源电路设计、采样电路设计、A/D转换、功率因数的测量电路和复位、显示、驱动电路的设计。软件部分涉及到功率因数角的测量、计算无功功率和电容器组的投切控制。 图1 硬件电路设计图 4、课题研究准备情况(查阅参考文献目录、完成任务所具备的条件等) 5、毕业设计(论文)总体安排和进度 1月 6日－3月22日 实习；文献检索和熟悉内容 3月23 日－4月16日 方案确定，电路图绘制，论文大纲 4月16日－5月7日 软件设计，论文初稿 5月8日－5月20日 修改，论文定稿 6、指导教师意见与建议(选题的学术意义和现实意义、选题内容的国内外研究情况概述、有无创新内容、选题的合理性、开题条件是否具备、存在的难点和困难、建议等)

智能无线防盗系统的设计 摘要：系统地介绍智能无线防盗系统的基本原理、组成框图，详细地描述电话网络的接收方法；论述热释电红外传感器、语音等电路，给出部分基本电路和软件流程。 关键词：无线防盗 报警 热释电红外传感器 随着国家智能化小区建设的推广，防盗系统已成为智能小区的必需设备。本文利用单片机控制技术和无线网络技术，开发一种具有联网功能的智能无线防盗系统，并开发相关的传感器。采用无线数据传输方式，不需重新布线，特别适用于已装修用户及布线不方便的场合。 1 智能无线防盗系统的基本原理 智能无线防盗系统由传感器、家庭智能报警器、物业管理中心接警主机及相关的控制管理软件组成。图1为家庭智能报警器方框图，图2为物业管理中心接警主机方框图。 主机电路 如图1所示，主机电路由射频接收模块接收传大吃一惊器发来的报警信号，通过解码器（PT2272）解码后得到报警传感器的地址和数据类型只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收。解码输出的数字代表传感器类型解骊输出信号进入CPU的INT1，触发中断处理程序。中断处理程序通过DTMF收发电路，拨打用户预先设好的电话号码（如手机号码，办公室号码）进行远程拨号报警；同时，启动语音电路，将预先录制好的语音信号通过电话线传给主人，实现语音提示通信功能。CPU输出警笛触发信号，经放大后推动警笛或喇叭，以驱赶和震胁盗贼。用户还可通过电话线进行远程设/布防，及输入远程控制信号，通过8路控制输出端控制有线连接的电器设备，也可通过编码电路和射频发射模块控制无线连接的电器设备。显示部分采用RT12232A图形点阵LCD模块，实现汉字显示功能；显示报警时间与报警类型。键盘可实现密码修改、语音录入和信息查看功能。 物业管理中心的接收主机具有家庭报警主机的功能外，还可以通过RS232实现与物业管理中心的通信 功能，实现联网和小区控制。 DTMF收发电路 要实现电话线远程通信，关键部分为DTMF收发电路。它将实现自动拨号、忙音识别、铃声识别、远程接键数字信号识别等功能。我们选用MT8888双音多频（DTMF）收发器，与单片机及音频放大电路组合，实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生，并将DTMF信号送到电话线上，如图3所示。 MT8888是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体的集成电路。它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的妆收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。 图3 选择中断模式时，当接收或发送了有效的音频信号后IRQ/CP脚输出低电平，产生中断信号供给CPU，在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端；当选择呼叫过程（CP）方式时，只能接收250～550Hz的信号音，在拒收或无输入时，IRQ/CP脚输出低电平。 （1）电话信号音格式 忙音：450Hz,350ms有，350ms无。拨号音：450Hz，持续。回铃音：450Hz，1s有，4s无。 （2）信号音的判断方式 将MT8888的IRQ/CP脚连到AT89S52的T0脚，电话呼叫过程中的各种信号音经MT8888滤波限幅后得到方波，由MT8888的IRQ输出到AT89S52的T0脚，对T0脚信号记数5s。计数值位于2175～2357范围内，为拨号音；计数值位于1041～1212范围内，为忙音；计数值位于425～475范围内，为回铃音。在实际编程中，考虑到计数的误差以及程序的简化，可将范围适当放宽，但不能重叠。 (3)自动摘机 控制器与家里电话并接在一条电话线上。为了实现报警放打电话共用一条线，摘机电路按如下设置：将电话振铃信号通过光电耦合器TP521输入到AT89S52的IT脚，进行计数。接到振铃信号时，若连续振铃10次用户还没有摘机，则自动转到家庭智能报警器，CPU置脚为“1”，使继电器K1吸合，实现自动摘机功能。若在这10次振铃过程中，用户接通了电话，则控制器不响应，这样，使得控制器与电话不互相干扰。摘机后，检测MT8888输出的双音多频信号，以读出用户发来的远程信息，实现远程通信与控制功能。 图4 （4）自动报警 当接收到热释电传感器等发来的无线报警信号后，CPU立即发出报警信号，通过电话线传到远程用户。报警方式如下：用户通过面板设备10个报警电话，将它们存入24C04存储器中。当接到警情后，从第1个电话开始拨号，一直拨到第10个，来回拨3遍。如果任意一个电话回送了“#”键确认信号，即意味着报警已收到，不再继续拨号。每个号码需拨号。每个号码需拨号时间100ms，号码之间留500ms间隔。拨号时，先检测24C04中存储的电话号码。若为空，即未设此电话，跳过不拨，继续拨下一个电话号码。这样，用户可随意设置数个报警电话号码。我们规定号码长度最多不超过4位，以便存在24C04中。 语音电路 为了便于通信，采用了语音芯片，实现语音指示和报警功能。ISD1420为单片语音记录、回放一体化芯片，记录时长为20s；可被划分为160小段，每段125ms。当REC脚为低电平时，进行录音，PLAYE或PLAYL为低时进行放音，ISD1420可进行连续录音，也可进行分段录音。 分段放音：先送停止录放音码～，再送放音首地址A7～A0，或为低电平（PLAYE或PLAYL）开始放音；延时进行放音，最后送停止录放音码～，完成本段放音。重复上述过程，可分段放出数段语音。图4为语音电路原理。 编/解码电路 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、通用编解码电路。PT2262/2272最多可有12位（A0～A11）三态地址端引脚（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（D0～D5）数据端引脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出。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。地址码必须与家庭控制主机内解码芯片PT2272编址相同，以区分家庭控制器；数据码可用于区分传感器类型。当有报警信号时，PT2262的14脚为低电平，使能PT2262，从17脚输出编码信号，通过射频模块发射出去。 解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对，VT脚才输出高电平，送到89S52的INT1，触发中断处理程序，以读取D0～D3的数据码，得知报警传感器状态和报警类型。图5为编/解码电路原理。 射频发射模块与射频接收模块 射频发射模块与射频接收模块原理如图6和图7所示，工作频率为433MHz。最大传输距离可达1000m。 传感器设计 被动红外热释电传感器 人体有恒定的体温，一般在37℃，所以会发出特定波长为10μm左右的红外线。被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线，通过菲涅尔滤光片增强后，聚集到红外感应源上。红外感应源泉通常采用热释电元件。这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时将会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后产生报警信号。 图8为双元热释电红外检测元件LHI968的内部电路。它由两个双元热释电陶瓷，感应红外信号，再经场效应管放大输出。D端的电阻和S端的电容具有抗电磁干扰能力。 图7 信号从S端引出经前级放大，通过47μF电容后再次放大，与设定门限电压进行比较，获得报警输出信号。47μF电容能够除直流成分，从而消除了使用环境（阳光、灯光、火源泉等）对探测器的影响，后面再加一延时触发电路以便主人设防与撤防。现在已有专用集成芯片BISS0001实现以上功能。为了适应主人进门时撤防的需要，设计一报警延时电路。延时长度须满足：当人以1m/s的速度从探测器的正前方移动，不产生报警；但移动3m应报警，测试速度应能检测～3m/s或更宽的速度范围。 门磁传大吃一惊器 无线门磁传感器一般案卷在门内侧的上方。它由两部分组成：较小的部件为永磁体，内部有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场；较大的是无线门磁主体，内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时（小于5mm），无线门磁传感器处于工作守候状态；当永磁体离开干簧管一定距离后，无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码（也就是数据码）的433MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码，判断是否为同一个报警系统，然后根据自身识别码（也就是数据码），确定是哪一个无线门磁报警。 2 网络中心控制主机设计 网络中心控制主机设计与家庭控制器基本相同，只是加了一个RS232接口，实现与PC机相连。通过放在物管中心的PC机实现小区网络监控功能。 结语 采用现有电话网络，结合射频无线通信技术和单片机网络控制技术，使本防盗报警系统经济、可靠，组网灵活；家庭无需为传感器布线；具有广泛的市场发展前景。

开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。这是一种新的应用写作文体，这种文字体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要而产生的。开题报告是由选题者把自己所选的课题的概况(即"开题报告内容")，向有关专家

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