基于RF的门窗监控系统设计开题报告

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缺点是成本略高。但实际应用中驱动芯片由于使用可靠和控制便捷收到了许多厂家 的选用。集成块故障率小，技术成熟，本拟定设计中电机为控制门窗，对可靠性要 求较高，故拟定选用该驱动。 2.3.5 温度湿度传感器的选择 本文拟采用的温度湿度传感器是集成了温度和湿度传感器为一体的智能温湿度 传感芯片 DHT11，本方案优点有电路简单，使用方便，智能温湿度传感芯片 DHT11 可以通过 SPI 总线与单片机进行通讯，将温度与湿度的实际值直接传送到单片机中， 省去了转换和矫正的工序，大大地提高了系统的开发周期。 2.3.6 显示部分的选择 设计方案一、采用单颗 LED 灯配合相应位置汉字显示。本方案解决了知识指示 汉字的问题，价格低廉，在显示内容不多且变化少时优势明显。但缺点也很明显， 汉字不能改变，不能显示数字。 设计方案二、LCD 指示显示。LCD 液晶显示器的构造是在两片平行的玻璃当中 放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和平行的细小电线，通过通电与否来控 制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来改变画面。采用 128x64 点阵的 LCD 可 以显示 4 行汉字，显示资源丰富。 选择第一种设计方案拟定作为门上系统，选择第二种设计方案拟定作为遥控系 统。因为本系统遥控部分对显示要求较高，显示文字内容较多。而门上系统显示内 容少，不用显示数值。 2.3.7 报警模块的选择 本文拟采用的报警模块是蜂鸣器报警。 该报警器通过对蜂鸣器发声类型的控制， 可以编制多种报警声用于不同的报警场合。优点是音量大，报警性好，价格低廉， 可靠性高，控制方便。 2.3.8 电源供电的选择 系统需要分别给门上系统与遥控系统供电。对门上系统本文拟采用外部电源供 电并提供备用电池，这样可以为系统带来无尽的电力，能保证长时间运行，也防止 停电时系统无法工作。对遥控系统，本文拟采用电池供电，这样可以保证遥控器的 可移动性。电池我选用普通 5 号电池，因为这类电池价格便宜，体积也不大，更换 方便。 本文拟采用的门上电路采用 220V 电压通过电压转换器到 5V 直流电。220VAC 到 5VDC 的转换直接使用 5V 的手机充电器。但门上系统的控制部分芯片的供电电 压为 3.3V， 所以这个部分增加了一个型号为 SPX1117-3V3 的三端稳压器进行降压获 得 3.3V 的直流电源。该设计如下，D1 为保护二极管，C1、C4、C5 为电源电路滤波 电容。D2 为电源指示灯，通电后可保持点亮状态。
基于 RF 模块的门窗监控系统设计
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开题报告的内容
一、本课题国内外状况，说明选题依据和意义 1.1 研究的背景和意义
随着社会的发展和生产的需要，电子信息技术，控制技术的日益提升，社会信 息化的逐步加快，促使人们的生活、工作、学习与通讯的关系日渐紧密，信息化社 会在逐步改变我们的生活习惯和工作方式的同时， 也对我们的传统住宅提出了挑战。 环顾四周，我们可以发现，人们对家居的要求已经不仅仅局限于单纯的物质空间， 更注重一个安全舒适、整洁美观的居住环境，一个先进的通讯设施，完备高效的信 息终端，自动、智能的家电，网络化的资源管理和购物方式等。在生活的各个方面， 人们迫切需要一种智能型的家庭安全门窗监控系统，能可靠地进行日常的门窗开关 检测工作，在大风或下雨的环境中，自动识别大风或下雨天气，实现自动关窗动作， 以便人们能够更安心地工作，同时也保证了居民生活的舒适和生命安全不受损失。 21 世纪是经济快速发展和人们生活水平迅速提高的一个时代，人们对健康的重 视程度也在日渐增强。保持室内空气新鲜，经常通风换气也成为人们共同的生活习 惯。然而，在当今快节奏的生活环境中，人们常常会忘记关闭门窗，每逢刮风下雨， 便担心不已。而现在市场上主流的门窗控制都是钢丝绳手拉式或滑轨式。而少部分 的门窗智能控制虽然品种功能都不少，但只有少部分家庭已采用，又或是应用在高 档建筑或公共场合上，而且主要是和窗户一起定做，价格也相对较高。因此，经济 便宜的智能化的门窗监控系统已经拥有广阔的市场。 随着城市的盗窃、入室抢劫等刑事案件呈现不断增长的趋势，人们越来越渴望 有一个安全舒适的生活空间。现在一般居民住宅的主要防盗措施仅限于传统的防盗 窗、防盗网等机械式家居防卫设备，其虽具有一定的防盗作用，但实际使用中不仅 影响市容的美观，更带来了安全隐患。因此，人们迫切需要一种智能的门窗监控系 统，使其能可靠进行日常安全防范工作，及时发现各种警情并做出相应处理，以便 将警情消灭在萌芽状态，保障居民生命和财产的安全。但是因经济、技术等原因， 目前门窗监控系统设计不尽合理的情况比较普遍，在信号检测、信号处理上还存在 一定问题，致使一些系统经常出现误报或者漏报，以及报警系统不动作。因此，对 门窗监控系统的研究对现实意义重大。
五、指导教师审核意见
指导教师签名： 年 月 日
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六、系毕业设计（论文）工作领导小组审核意见
2.2 主要研究内容
本课题中就是为设计一种单片机为核心的具有多种环境监测途径、 集成简单防盗 报警功能、智能自主动作及遥控功能的家具门窗系统。 本系统在硬件上可分为两部分，分别为门上系统和遥控系统。 1)门上系统通过配套的各种传感器对门窗的周边环境进行检测。 2)遥控系统通过 RF 无线接受信息并显示。
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电机
键盘
RF 模 块 RF 模 块
温度传感器 亮度传感器 红外检测器 单 片 机
单 片 机
主控芯片
蜂鸣器 器器
LCD 液晶显 示器
2.3.1 红外人体探测仪选择 本文拟采用 DT-700 双鉴微波红外探测器，最新型号而且灵敏度高。他是自主开 发的带能量堆积技术的 DSP 芯片，双元被动红外+微波+能量分析，视区成型技术保 证微波和红外视区能够良好匹配，抗 UV（紫外线）的专用透镜，可以防止 30kg 以 下的宠物的捣乱，自适应式智能门窗技术，有效清除外来干扰，多级灵敏度可调节， 型号是 DT-706DMT，探测距离是 15cm*18cm，传感器低噪音、高灵敏度、抗电磁干 扰的双元热释电传感器，检测速度是 0.2m/s-3.2m/s，灵敏度为频率跟踪适应，安装 方式是壁挂式，可以挂到宠物够不到的地方。 2.3.2 单片机的选择 本文拟采用的单片机型号是 8051F，它有 CIP-51TM 的微控制器核，与 8051 完 全兼容， C8051F330/1 系列器件使用 Silicon labs 的专利 CIP-51 微控制器内核。 CIP-51 与 MCS-51 指令集完全兼容， 可以使用标准 803x/805x 的汇编器和编译器进行软件开 发。CIP-51 内核具有标准 8052 的所有外设部件，包括 4 个 16 位计数器/定时器，一 个具有增强波特率配置的全双工 UART， 一个增强型的 SPI 端口， 768 字节内部 RAM， 128 字节特殊功能寄存器（SFR）地址空间及 17 个 I/O 端口。 2.3.3 电机类型的选择 本文拟采用的电机类型是直流有刷电机，该电机的优点有控制方便变速平稳， 温升低，可靠性好，价格低，所以被较多的厂家使用，技术成熟。缺点是碳刷易磨 损，更换较为麻烦，寿命短，运行电流大，电机磁钢易退磁，降低了电池的使用寿 命。但本设计中对电机的运行时间要求不高，而对启动和控制方面有较高的要求， 所以该电机的缺点不明显而优点突出。 2.3.4 电机驱动的选择 本文拟采用集成块驱动芯片。该驱动的优点是性能稳定，控制便捷，功能强大，
绍兴文理学院元培学院 2014 届毕业设计开题报告 23~25. [15]何希才.常用传感器应用电路的设计与实践[M].北京:科学出版社,2007. [16]张俊谟.单片机中级教程—原理与应用[M].第 2 版.北京航空航天大学出版社.2006. [17]Harvey Lehpamer. RFID design principles[M].Boston: Artech House,2008.
二、研究的基本内容、基本思路（方案）及解决的主要问题
2.1 基于 RF 模块的门窗监控系统的原理
基于 RF 模块的门窗监控系统是门上系统和遥控系统两部分所组成的。 门上系统 包括拖动电机、电机驱动、主控芯片、报警模块、RF 无线收发模块等。
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遥控系统包括显示器、主控芯片、无线收发模块等。 具体来说要实现的功能是门上系统通过配套的各种传感器对门窗的周边环境进 行检测， 将检测到的信号通过处理辨识作出相应动作， 并通过 RF 无线模块与遥控系 统进行通信。 遥控系统通过 RF 无线接收信息并显示， 将键盘控制命令传输到门上系 统使其有相应的动作。
பைடு நூலகம்
2.3 研究方案
方案一 以 PLC 作为控制系统的控制器，PLC 的方法是用数字量模块来采集的，有没有 盗贼的侵入，还有门窗的开关是否到位等数字信号。而且还需要用模拟量模块来采 集烟气、湿度、风雨等模拟量信号。 方案二 以单片机作为门窗监控系统的核心，该系统具有多种环境监测途径、集成简单 防盗报警功能、智能自主动作及遥控功能的家具门窗系统。该系统拟定用温度传感 器，人体红外探头等来测取外界模拟量，由 A/D 转换变送给单片机，再使驱动电机 运作，也可以在系统中加入限位开关，控制目标达到指定位置。 两种方案相比较而言， 用单片机来制作门窗监控系统要优于用 PLC 设计的系统。 因为用 PLC 设计的系统价格太高；其次，PLC 在结构上体积比单片机大很多，安装 麻烦且不方便用户使用，所以我选择用单片机制作的门窗监控系统。它成本较低， 适合大面积安装，体积小，方便家庭的安装，结构简单明了，维修方面也比较容易。 系统框图如下。
四、参考文献
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