基于8051单片机的智能报警系统详解与设计

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该文档主要介绍了基于单片机的智能报警系统的设计,旨在提高监控设施的安全性和便利性。随着信息技术的进步,电话联网报警技术被广泛应用,它利用电话线作为传输介质,简化了安装和降低了成本。原始的报警系统存在结构复杂、反应迟钝的问题,因此,设计一个智能自动报警系统显得尤为重要。 系统的核心硬件包括8051单片机,它作为控制系统的核心处理器,负责接收信号并作出相应的反应。MT8888 DTMF信号编解码芯片用于处理数字信号,确保远程通信的准确性;而APR9600语音芯片则实现了语音报警功能,增强了报警的实时性和人性化。此外,设计中还包括门电路、探测器、摘挂机控制电路以及自动拨号电路,这些都构成了报警系统的必要组成部分。 在硬件设计方面,系统着重于简洁高效,通过集成这些元件,使得报警响应更为灵敏,同时降低了故障率。软件设计则是基于硬件实现的功能逻辑,包括系统流程图的绘制,以及针对8051单片机的操作系统和报警程序编写。看门狗功能的软件控制方式也被提及,这有助于防止系统因长时间运行导致的死锁问题。 系统的主要功能是在门被非法开启时立即进行声光报警,并通过远程语音通知相关人员,有效阻止犯罪行为。这样的设计对于仓库、监狱和实验室等场所的管理有着显著的优势,极大地提升了安全防护水平。 总结部分强调了本设计的重要性和实际应用价值,以及在整个过程中可能遇到的技术挑战和解决方案。文档最后还包含了致谢、参考文献和附录,分别表达了对相关人员的支持与引用资料的尊重,以及对详细设计资料的补充说明。 通过这篇文档,读者可以深入了解单片机在智能报警系统中的应用,以及如何将其与硬件电路巧妙结合,打造出一个高效、可靠的安全保障系统。
2023-02-27 上传
基于单片机的报警系统设计 摘要 本文提出一种基于单片机技术的新型报警系统的设计方案,通过对报警系统的设计,数据 路由算法的制定,完成防灾报警功能。实践证明,该方案可以满足现场监控中的实时性、 可靠性等要求,具有安装方便、不需大量布线、不损坏室内外装潢、网络的冗余度高、安 全性能好和误报率低的特点。 关键词 单片机;无线;报警系统;设计 中图分类号tp39 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2010)26-0223-02 0 引言 近年来,随着人民生活水平的提高,各类小区拔地而起,高档别墅鳞次栉比,人们对住宅安 全,如防盗、防火、防水、防煤气中毒等的要求越来越高。随着无线网络设备与无线标准 的日益成熟,将无线通信技术引入到传感器技术中,无线传感器网络应运而生,并以其特有 的优势成为一个研究的热点。 随着单片机技术的不断创新,具有体积小、能够在其上采集数据和处理复杂的数据,能够 不受限制地与后台数据库服务器进行大量的数据交互传输,并与各种drp、mis、erp系统 交换数据,进行数据资源共享,从而可用作为报警系统的处理终端,实时对监控区域的安全 情况进行查询、检查。它除具有传感器网络中节点的自适应、网络的自组织等特点外,同 时还能够对火灾、盗窃、燃气泄漏等进行声音和电话报警功能。 1 无线报警网络节点的组成与功能 无线报警网络由许许多多个功能相同或不同的无线传感器节点组成。无线报警网络按其 功能可分为两类:一类是传感器数据采集节点;另一类是报警节点。通常由五大部分组成 :无线传送模块、微处理器、电源、存储器、传感器或报警电路等,如图1所示。 微处理器:是网络节点的"大脑",对整个系统的灵活性与可靠性起着至关重要的作用,因此 ,我们使用的是一个低功耗,功能相对强大的处理器,它能与无线数据传输模块进行数据的 交换;实现数据的采集和数据的处理;从节点间的点对点通信的控制到网络路由算法的实 现;能够完成对电源节能管理到整个节点运行状态检测等。 存储模块:包含在线可读可擦的ram、rom、eeprom等3种类型的存储器。ram主要是用来存 放采集来的数据;给发送和接收的数据开辟缓冲区;实时对网络和其它节点状态进行记录 等。rom主要存储所编写的程序和传感器节点的固有特征量如传感器节点id、传感器的类 型等。eeprom一般为保存现场的重要数据,这些数据一般是下一次无线传感器节点启动、 运行时所必需的。 传感器电路:是无线传感器节点感知客观世界和获取数据的主要模块。为了满足设计节点 方便、降低整个无线传感器网络费用的需要,调理电路和处理器的接口电路采用标准化, 一般调理电路的电压输出为0v~5v之间,电流输出为4ma~20ma之间。 无线传输模块:在无线传输模块中,我们应用了蓝牙技术。蓝牙技术是一种新型的技术,它 是在每台机器设备中植入一块芯片,使各种设备可以互相通信、交换数据,不再需要大把 的电缆,也不需要辨别是并口、串口,还是usb口等,具有广阔的应用前景。我们采用了挪 威nordic公司生产的一款蓝牙芯片nrf903,将其作为无线传输模块的重要组成部分,实现 数据的无线传输,用户接口如图2所示。 无线传送模块是网络接口,它在处理器的控制下能与其它与其相邻近的网络节点传递数据 ,同时,无线传送模块的物理特征决定了整个网络的物理特征。电源是为整个节点提供能 量。它容量的高低在很大程度上决定了传感器节点的工作寿命。特别是网络节点在无法 得到能量补给的情况下,更要注意选取合适的电源容量及对电源进行有效的管理。报警模 块是网络节点中的一个特有的模块,设计有与电话线相连的接口,它的主要任务是在发生 特殊的情况下通过电话报警。 2 无线报警网络通信算法 在设计无线报警网络节点的基础之上,制定了一个简单实用的通信算法,保证报警系统数 据通信的准确性与可靠性。 2.1无线报警网络路由表的建立 无线报警器网络节点按所处在的位置关系可分为相邻节点和可达节点。可用结构体给以 分别描述。 id:网络节点的编码,用于区分其它网络节点的唯一标识符。 level:主要是反应数据从发送节点到目的节点将需要其它节点转发的次数,数值大小是在 网络节点初始化中求出的。它是网络路由中十分常重要的参量。通过它参与到数据路由 算法,可以尽可能缩小数据在网络传送过程,实现数据传送的最优路经。 struct network_link * :是指向结构体network_link的指针,在结构体中用last_link,next_link,可组成一个双 向链表。 结构体network_link组成的可达节点双向链表:链表表头的节点可以把数据传送到达链表 中的任何节点,并且这种可达情况是经过证实的。它仅要求数据可达性,不管节点传输数 据的先后顺序。 struct neighbour_