安防课程设计说明书

课程设计说明书

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目: 校园安防系统

指导教师：职称:

2015年 7 月 17 日

校园安防系统

摘要：本设计为基于STC89C52单片机实现的红外检测兼密码锁智能家居防盗系统，本系统的硬件模块包括单片机主控制系统、人体热释感应模块、密码锁模块、显示模块、报警模块等模块。热释红外感应模块，采用红外热释电处理芯片BISS0001专门处理芯片设计的人体热释红外检测模块，具有较高的灵敏度与较高的分辨度，通过检测的信号使用蜂鸣器与GSM手机终端通信功能报警。密码门禁及报警模块部分采用了4×4矩阵键盘输入以及采用EEPROM芯片AT24C04作为掉电后可以存储密码，从而保证了系统的安全性与实用性。

关键词：STC89C52单片机人体热释红外检测密码门禁 GSM

前言

随着计算机的普及和信息技术的迅猛发展，智能校园安防警系统，系统的首要任务是根据住宅小区的类型、使用功能及防护风险等要求，为保障小区人身财产安全，本设计为红外检测兼密码锁智能家居防盗系统，主要包括单片机主控制系统、热释红外报警系统、密码门禁模块、数据存储模块等部分。根据选择方案的需要，现分析各个方案的优劣性。当遇到盗窃、火灾等各种险情的时候，该系统可以通过电话网络自动向相关部门发出语音求救信号，从而达到保护用户生命财产的目的。

2.系统硬件结构

2.1单片机最小系统模块

方案（1）: AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

方案（2）: STC89C52是一个 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。

综合比较上述两种方案，单片机最小系统模块应采用STC89C52。

本次设计中采用12MHZ的晶振，负载电容相应的选为30pf。

在晶振电路中主要用到了XTAL1和XTAL2两个引脚：

(1)XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟电路工作电路的输

(2)XTAL2:来自反向振荡器的输出

为了保证上电瞬间，RST脚的高电平能持续两个机器周期以上，一般选C3为10uf,R1为10K左右较好。

图1.1 单片机最小系统图

2.2温度传感电路

2.2.1 DS18B20介绍

本设计的测温元件采用DS18B20数字温度传感器。DS18B20采集的数据为数字信号，可以直接发送至单片机进行处理。DS18B20数字温度计提供9位温度读数，指示器件的温度。信息经过单线界面送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线（和地）。读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。

2.2.2 DS18B20工作电路

本设计DS18B20与单片机的P3-3相连，采集到温度信号后，将数据传输给单片机当温度达到预先设定的上限值（本文的上限值是：50℃），则LED红灯点亮，蜂鸣器报警，数码管显示当前的温度值。

图4.4 DS18B20仿真图

2.3密码门禁系统模块

方案（1）：采用Intel公司6264芯片，该芯片容量为8KB，是28引脚双列直插式芯片，采用CMOS 工艺制造。该芯片搭建电路，操作时序复杂，不适合作为单片机外部数据存储器。

方案（2）：AT24C04是一个4K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节，CATALYST 公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C04有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。它支持IC芯片使用简单，外部电路容易实现。

2.4 1DYP-ME003红外人体传感器

传感器使用DYP-ME003红外人体传感器，该传感器输出信号为高电平时有人入侵，为低电平时表示无人入侵。因在仿真软件Proteus 7 Professional里没有DYP-ME003红外人体传感器，故使用按键代替。

2.5 报警模块

普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点。但是发光二极管发光强度小，难以引起注意，用于报警功能。

2.5.1蜂鸣器

当单片机接收到超额温度信号或气体信号时,输出脚BELL输出高电平,Q1导通，致使蜂鸣器BELL得电工作，发出报警声。如图4.9所示：

图4.9 蜂鸣器报警电路

1.6 液晶显示模块

方案（1）:数码管是利用发光二极管的特性组合而成数字显示器件，通过控制相应的二极管的状态显示相应的数字。使数码管正常显示就得有驱动电路驱动相应的段码，数码管现实方式可分为静态显示和动态显示，静态显示方式只适合显示单个的数字，因此设计应采用动态显示方式。由于动态显示方式利用人眼视觉暂留的特性，扫描的时间应不大于20毫秒，占用系统资源大，而且显示的个数和字型有限，在本设计中不易采用。

方案（2）：1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。1602的驱动电路带有11条指令，可以很方便的控制液晶的现实效果如：清屏、左移右移、光标显示。而且1602显示的字符在下一条指令为到来之前不会改变，也就是能够维持显示的字符，1602液晶占用的系统资源也少。

综合比较上述两种方案，应采用1602液晶组成本设计的显示模块。

图4.12 显示电路

3电路的设计

本设计为红外检测兼密码锁智能家居防盗系统，总共分为以下几个模块 2.1硬件总体框图间的构成框图如下图2.1所示：

图2防火防盗报警系统结构框图

3.1仿真电路系统电路图：

温度传感器 烟雾传感器 红外人体传感器

信号调理

AT89S52 单片机

按键

声光报警

温度、浓度显示

车辆监控

总结

随着计算机技术、网络技术和信息技术的发展，校园智能安防系统将向着数字化、集成化、和国产化发展，系统设备向智能化、数字化、模块化和网络化的方向发展。同时随着红外线射频技术、微波精确定位技术、数字数据服务、无线通信、电子数据交换、识别技术、条码技术等发展，也必将在智能小区得到广泛应用，如用电子周边防越精确定位的同轴电缆电磁感应技术、通过颤噪效应的原理来精确定位的微波电缆．智能小区的安防系统将对人们的生活提供更安全、信息随身的设备，为人们的日常生活带来更大的便利。

参考文献

[1]鞠红.谈燃气报警系统的设计和应用[J]，工程建设与设计，2005

[2]肖景和．<<实用报警电路300例>>．北京：中国电力出版社，2005

[3]刘舒祺.施国梁．<<基于热释电红外传感器的报警系统>>.<<国外电子元器件>>.2005.3

[4]吴英才．林华清．热释电红外传感器在防盗系统中的应用．传感器技术，2002

[5]吕俊芳.潘军，陈巍．光电感烟火灾探测器的电路设计．航空计测技术，1999

[6]刘世良.潘一平．火灾多元复合探测技术的现状与发展．消防技术与产品信息，1998

[7]秦兆海.周鑫华．智能楼宇安全防范系统．清华大学出版社，北京交通大学出版社，2005

[8]王芳.马幼军，蒋国平．智能化住宅防盗防火报警系统设计[J ]．传感器技术，2002

[9]张福学．传感器应用及其电路精选．电子工业出版社，1992

[10]邓凯．智能化住宅安防系统的应用．冶金矿山设计与建设，2000

[11]张金泉. 一种新型民用防火防盗报警器的研制.燕山大学学报，2000

附录：

源程序：/*************** writer:shopping.w ******************/ #include

#include

#include "18b20.h"

#define uchar unsigned char

#define delayNOP() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}

sbit LCD_RS = P2^0;

sbit LCD_RW = P2^1;

sbit LCD_EN = P2^2;

unsigned int uiTemp_Set = 500;//用户设定的温度报警值 50.0 unsigned int uiTemp_Get = 0;//获得当前的温度值

unsigned char ucDis_Flag = 0;

unsigned char ucTmep_Flag = 0;

unsigned int uiTime_Hold = 0;//显示切换时间

unsigned char ucKEY_Press_Flag = 0;//按键按下的标志位

sbit LED_0 = P1^5;

sbit LED_1 = P1^6;

sbit LED_2 = P1^7;

sbit LED_3 = P3^7;

sbit LED_4 = P3^6;

sbit BEEP = P3^5;

sbit KEY_REN = P1^0;

sbit KEY_YAN = P1^1;

sbit KEY_CE = P1^2;

sbit KEY_TEMP_SET_NEW = P1^3;

sbit KEY_TEMP_SET = P1^4;

uchar ucKEY_DOWM_Time[5] ={0};

uchar ucKEY_SET = 0;//温度设置

uchar ReadTempFlag = 0;

#define KEY_Down_DO 10//按键按下有效的时间长度

uchar code Temp_Disp_Title[]={"Current Temp : "}; uchar Current_Temp_Display_Buffer[]={" TEMP: "};

uchar code Temperature_Char[8] =

{

0x0c,0x12,0x12,0x0c,0x00,0x00,0x00,0x00

};

uchar code df_Table[]=

{

0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9

};

uchar CurrentT = 0;

void DelayXus(unsigned int x)

{

uchar i;

while(x--)

{

for(i=0;i<200;i++);

}

}

bit LCD_Busy_Check()

{

bit result;

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 1;

LCD_EN = 1;

delayNOP();

result = (bit)(P0&0x80);

LCD_EN=0;

return result;

}

void Write_LCD_Command(uchar cmd) {

while(LCD_Busy_Check());

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 0;

LCD_EN = 0;

_nop_();

_nop_();

P0 = cmd;

delayNOP();

LCD_EN = 1;

delayNOP();

LCD_EN = 0;

}

void Write_LCD_Data(uchar dat) {

while(LCD_Busy_Check());

LCD_RS = 1;

LCD_RW = 0;

LCD_EN = 0;

P0 = dat;

delayNOP();

LCD_EN = 1;

delayNOP();

LCD_EN = 0;

}

void LCD_Initialise()

{

Write_LCD_Command(0x01);

DelayXus(5);

Write_LCD_Command(0x38);

DelayXus(5);

Write_LCD_Command(0x0c);

DelayXus(5);

DelayXus(5);

}

void Set_LCD_POS(uchar pos)

{

Write_LCD_Command(pos|0x80);

}

void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) {

if (y == 0)

{

Write_LCD_Command(0x80 + x); //表示第一行

}

else

{

Write_LCD_Command(0xC0 + x); //表示第二行

}

while (*s)

{

Write_LCD_Data( *s);

s ++;

}

}

void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data)

if (y == 0)

{

Write_LCD_Command(0x80 + x);

}

else

{

Write_LCD_Command(0xC0 + x);

}

Write_LCD_Data( Data);

}

void SHow_Num(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int Data) {

unsigned char ucDis[6] ,ucII = 0;

ucDis[0] = Data/1000 + 0x30;

ucDis[1] = Data%1000/100 + 0x30;

ucDis[2] = Data%100/10 + 0x30;

ucDis[3] = '.';

ucDis[4] = Data%10 + 0x30;

ucDis[5] = '\0';

LCD_Write_String(x,y,ucDis);

}

void SHOW_WARRY(void)

{

if(KEY_REN == 0)//有人

{

ucKEY_DOWM_Time[0]++;

if(ucKEY_DOWM_Time[0] > KEY_Down_DO)

{

LED_0 = 0;

ucKEY_DOWM_Time[0] = 5;

}

else

{

ucKEY_DOWM_Time[0] = 0;

LED_0 = 1;

}

///////////////

if(KEY_YAN == 0)//有烟

{

ucKEY_DOWM_Time[1]++;

if(ucKEY_DOWM_Time[1] > KEY_Down_DO)

{

LED_1 = 0;

ucKEY_DOWM_Time[1] = 5;

}

}

else

{

ucKEY_DOWM_Time[1] = 0;

LED_1 = 1;

}

///////////////温度报警

if(uiTemp_Set < uiTemp_Get)

{

LED_3 = 1;

ucTmep_Flag = 0;

if(ucDis_Flag == 0)

{

LCD_Write_String(0,1,"TEMP IS SO HOT ");

ucDis_Flag = 0x01;

BEEP = 0;

}

}

else

{

LED_1 = 1;

ucTmep_Flag =0;

BEEP = 1;

if(ucDis_Flag == 0x01)

{

ucDis_Flag = 0;

LCD_Write_String(0,2,"TEMP_SET: .C");

SHow_Num(9uiTem);

}

}

//////////////////

if(ucKEY_SET == 0)

{

if(KEY_TEMP_SET_NEW == 0)

{

ucKEY_DOWM_Time[2]++;

if(ucKEY_DOWM_Time[2] > KEY_Down_DO)

{

ucKEY_SET = 1;

ucKEY_Press_Flag = 1;

ucKEY_DOWM_Time

uiTime_Hold = 0;

if(uiTemp_Set < 1250)

{

uiTemp_Set++;

}

if(ucDis_Flag == 0x01)

{

ucDis_Flag = 0x02;

LCD_Write_String(0,1,"TEMP_SET: .C");

}

SHow_Num(9,1,uiTemp_Set);

}

else

ucKEY_DOWM_Time[2] = 0;

//////////

if(KEY_TEMP_SET == 0)

{

ucKEY_DOWM_Time[3]++;

if(ucKEY_DOWM_Time[3] > KEY_Down_DO)

{

ucKEY_SET = 1;

ucKEY_Press_Flag = 1;

ucKEY_DOWM_Time[3] = 0;

uiTime_Hold = 0;

if(uiTemp_Set >0)

{

uiTemp_Set--;

SHow_Num(9,1,uiTemp_Set);

}

}

}

else

ucKEY_DOWM_Time[3] = 0;

}

else

{

if((KEY_TEMP_SET_NEW == 1)&&(KEY_TEMP_SET == 1)) {

ucKEY_SET = 0;

ucKEY_DOWM_Time[2] = 0;

ucKEY_DOWM_Time[3] = 0;

}

}

if(ucKEY_Press_Flag == 1)

if(++uiTime_Hold > 1000)

{

ucDis_Flag = 0;

uiTime_Hold = 0;

ucKEY_Press_Flag = 0;

}

}

/////////////// ucKEY_DOWM_Time

///////////////

if(KEY_CE == 0)//有车

{

ucKEY_DOWM_Time[4]++;

if(ucKEY_DOWM_Time[4] > KEY_Down_DO)

{

LED_4 = 0;

ucKEY_DOWM_Time[4] = 5;

}

}

else

{

ucKEY_DOWM_Time[4] = 0;

LED_4 = 1;

}

}

unsigned char ucKEY_Flag = 0;

void Init_Timer0(void)

{

TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响 //TH0=0x00; //给定初值

//TL0=0x00;

EA=1; //总中断打开

ET0=1; //定时器中断打开

TR0=1; //定时器开关打开

}

/*------------------------------------------------

定时器中断子程序

------------------------------------------------*/ void Timer0_isr(void) interrupt 1

{

static unsigned int num;

TH0=(65536-2000)/256; //重新赋值 2ms

TL0=(65536-2000)%256;

num++;

ucKEY_Flag = 1;

if(num==300) //

{

num=0;

LED_3 =~LED_3;

ReadTempFlag=1; //读标志位置1

}

// SHOW_WARRY();

}

void main()

{

int temp;

float temperature;

LCD_Initialise();

LCD_Write_String(0,0,"TEMP_NEW: .C");

LCD_Write_String(0,1,"TEMP_SET: .C");

SHow_Num(9,1,uiTemp_Set);

Init_Timer0();

BEEP = 1;

while(1)

{

if(ReadTempFlag == 1)

{

ReadTempFlag = 0;

temp=ReadTemperature();

if(temp >=0)

{

temperature=(float)temp*0.0625;

temperature*=10;

uiTemp_Get = temperature;

}

DelayXus(100);

SHow_Num(9,0,temperature);

}

//温度检测

if(ucKEY_Flag ==1)

{

SHOW_WARRY();

ucKEY_Flag = 0;

}

}

}