畢業(yè)設(shè)計〔論文〕二〇一三年月日獨創(chuàng)聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計〔論文〕不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要奉獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律后果由本人承當(dāng)。作者簽名:二〇一三年月日畢業(yè)設(shè)計〔論文〕使用授權(quán)聲明本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計〔論文〕的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計〔論文〕；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽效勞系統(tǒng)，公布設(shè)計〔論文〕的局部或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。〔保密論文在解密后遵守此規(guī)定〕作者簽名:二〇一三年月日基于單片機的住宅防盜防火報警系統(tǒng)的設(shè)計摘要近年來，隨著經(jīng)濟的開展，特別是隨著改革開放的不斷深入，我國的智能化住宅的建設(shè)也在不斷地餓開展著。住宅的建設(shè)中的防盜和防火就成為了重中之重。本論文通過介紹智能化住宅的類型和特點，闡述了住宅防盜和防火報警系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。本文基于AT89S52單片機，利用傳感器技術(shù)可以實現(xiàn)人體檢測、煙霧檢測、人出入情況的檢測。聲光報警是通過聲音和各種光來向人們發(fā)出示警信號的一種報警信號。當(dāng)寢室現(xiàn)場火災(zāi)緊急情況時，火災(zāi)報警控制器送來的控制信號啟動聲光報警電路，發(fā)出聲和光報警信號，完成報警，無線通信模塊實現(xiàn)異地通訊和網(wǎng)絡(luò)控制，以及實現(xiàn)用鍵盤輸入密碼完成報警系統(tǒng)的解警等工作狀況。關(guān)鍵詞：防盜；防火；AT89S52單片機；報警。Residentialburglarfirealarmsystemdesignbasedonsingle-chipAbstractInrecentyears,withtheeconomicdevelopment,especiallywiththedeepeningofreformandopeningup,China'sintelligentresidentialconstructionareconstantlyhungrydevelopment.Burglarandfireintheresidentialbuildinghasbecomeatoppriority.Throughtheintroductionofintelligentresidentialtypesandcharacteristicsofthestructureoftheresidentialburglarandfirealarmsystems.BasedonAT89S52microcontroller,sensortechnologycanachievehumandetection,smokedetection,detectionoftheaccesssituation.Thesoundandlightalarmsoundandavarietyoflighttoissueawarningsignalanalarmsignal.Bedroomsceneoffireincaseofemergency,thecontrolsignalssentbythefirealarmcontrolstartupsoundandlightalarmcircuit,theissueofsoundandlightalarmsignal,tocompletethealarm,andenterthepasswordusingthekeyboardtocompletealarmsystemsolutionpoliceandotherworkingconditions.Keywords:Anti-theft;fire;theAT89S52microcontroller;alarm.目錄TOC\o"1-3"\h\u1810引言 125983第一章單片機及編程軟件介紹 253031.1主控芯片—AT89S52單片機 2308501.2編程軟件—Keil 4179181.2.1Keil軟件介紹 4193031.2.2Keil軟件的特點 410305第二章系統(tǒng)方案論證 6262092.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計 666972.2系統(tǒng)方案論證與選擇 6122312.2.1控制器模塊6106792.2.2電源模塊 7252132.2.3煙霧檢測模塊7326682.2.6無線通信模塊8246692.2.7顯示模塊8108652.2.8聲光報警模塊92334第三章硬件電路的設(shè)計 10288113.1系統(tǒng)總電路圖 10167253.2硬件電路的設(shè)計11177843.2.1AT89S52單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計11177843.2.2煙霧傳感器設(shè)計12177843.2.3熱釋電傳感器設(shè)計12177843.2.4光電開光傳感器設(shè)計12177843.2.5nRF905無線收發(fā)模塊13177843.2.6顯示模塊的設(shè)計13293033.2.7語音模塊的設(shè)計 1421519第四章軟件編程 1669744.1主程序流程圖 163974參考文獻 207523謝辭 206947附錄 21引言單片機現(xiàn)在已越來越廣泛地應(yīng)用于智能儀表、工業(yè)控制、日常生活等很多領(lǐng)域，可以說單片機的應(yīng)用已滲透到人類的生活、工作的每一個角落，這說明它和我們每個人的工作、生活密切相關(guān)，也說明我們每個人都有可能和有時機利用單片機去改造你身邊的儀器、產(chǎn)品、工作與生活環(huán)境。紅外技術(shù)已經(jīng)成為先進科學(xué)技術(shù)的重要組成局部，他在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。由于他是不可見光，因此用他做防盜報警監(jiān)控器，具有良好的隱蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干擾能力強。這種監(jiān)控報警裝置廣泛應(yīng)用與博物館、單位要害部門和家庭的防護。通常紅外線發(fā)射電路都是采用脈沖調(diào)制式。紅外接收電路首先將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換為電信號，并進行放大和解調(diào)出用于無線發(fā)射電路的調(diào)制信號。當(dāng)無人遮擋紅外光時，鎖相環(huán)輸出低電平，報警處于監(jiān)控狀態(tài)；一旦有人闖入便遮擋了紅外光，那么鎖相環(huán)失鎖，輸出高電平，驅(qū)動繼電器接通無線發(fā)射電路，監(jiān)控室便可接收到無線報警信號，并可區(qū)分報警地點。當(dāng)我們考慮的范圍廣一點：假設(shè)是在小區(qū)每一住戶內(nèi)安裝防盜報警裝置。當(dāng)住戶家中無人時，可把家庭內(nèi)的防盜報警系統(tǒng)設(shè)置為布防狀態(tài)，當(dāng)竊賊闖入時，報警系統(tǒng)自動發(fā)出警報并向小區(qū)安保中心報警。周界報警系統(tǒng)：在小區(qū)的圍墻上設(shè)置主動紅外對射式探測器，防止罪犯由圍墻翻入小區(qū)作案，保證小區(qū)內(nèi)居民的生活平安。第一章單片機及編程軟件介紹1.1主控芯片—AT89S52單片機AT89S52的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1.12×16定時器/計數(shù)器、T0/T1數(shù)據(jù)存儲器RAM2×16定時器/計數(shù)器、T0/T1數(shù)據(jù)存儲器RAM程序存儲器ROM時鐘電路80518051CPU中斷系統(tǒng)INTU串行接口SPI中斷系統(tǒng)INTU串行接口SPI并行接口P0~P3圖1.1AT89S52內(nèi)部結(jié)構(gòu)(1)CPU中央處理器CPU是單片機內(nèi)部的核心部件，它決定了單片機的主要功能特性，由運算器和控制器兩局部組成。運算器是計算機的運算部件，用于實現(xiàn)算術(shù)邏輯運算、位變量處理、移位和數(shù)據(jù)傳送等操作。它是以算術(shù)邏輯單元ALU為核心，加上累加器ACC、存放器B、暫存器TMP1和TMP2、程序狀態(tài)字PSW以及十進制調(diào)整電路和專門用于位操作的布爾處理器組成?？刂破魇怯嬎銠C的指揮控制部件，它包括程序計數(shù)器PC、指令存放器IR、指令譯碼器ID、數(shù)據(jù)指針DPTR、堆棧指針SP以及定時控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等。它對來自存儲器中的指令進行譯碼，并通過定時和控制電路在規(guī)定的時刻發(fā)出各種操作所需的控制信號，使各種部件協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作。(2)存儲器AT89S52有256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。高128字節(jié)與特殊功能存放器重疊。也就是說高128字節(jié)與特殊功能存放器有相同的地址，而物理上是分開的。如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于89S52，如果EA接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器〔地址為0000H～1FFFH〕開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。(3)時鐘AT89S52單片機的時鐘由外部晶振提供，外部晶振采用12M晶振兩側(cè)電容均為33pf，電容作用是幫助晶振起振。時鐘電路圖如圖1.2所示：圖1.2晶振電路(4)中斷AT89S52有6個中斷源：兩個外部中斷〔INT0和INT1〕，三個定時中斷〔定時器0、1、2〕和一個串行中斷。每個中斷源都可以通過置位或去除特殊存放器IE中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。IE還包括一個中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。(5)輸入/輸出端口〔I/O〕I/O是系統(tǒng)與其他設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的接口。AT89S52有4組I/O口分別是P0、P1、P2和P3。P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口，每位能驅(qū)動8個LS型TTL負載。在訪問片外存儲器時，P0分時提供低8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)線。P1口〔P1.0~P1.7〕P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位準雙向I/O口。P2口〔P2.0~P2.7〕P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位準雙向I/O，每位能驅(qū)動4位LS型TTL負載。在訪問片外存儲器時，它輸出高8位地址。P3口〔P3.0~P3.7〕P3口為雙功能口，除了作為一般的準雙向通用的I/O口使用外，每個引腳都有第二功能。(6)定時器/計數(shù)器AT89S52具有2個16位的定時器/計數(shù)器：Timer0和Timer1。Timer0是通用的計數(shù)器；Timer1是多功能計數(shù)器。Timer1是一個16位定時/計數(shù)器，它既可以做定時器，又可以做事件計數(shù)器。其工作方式由特殊存放器T2CON中的C/T2位選擇。定時器2有三種工作模式：捕捉方式、自動重載和波特率發(fā)生器。。(7)串行設(shè)備接口串行輸入輸出端口提供了1個1位的串行接口，可以與其他設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換。在AT89S52內(nèi)通過P3.0和P3.1端口實現(xiàn)與外圍設(shè)備串行數(shù)據(jù)交換的功能。1.2編程軟件—KeilKeil軟件介紹〔1〕系統(tǒng)概述KeilC51軟件提供豐富庫函數(shù)的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，易理解。在開發(fā)大型軟件時非常能表達高級語言的優(yōu)勢。下面介紹KeilC51開發(fā)系統(tǒng)各局部功能和使用?！?〕KeilC51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision是C51forWindows的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。目標文件可由LIB51創(chuàng)立生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標準的Hex文件。以供調(diào)試器dScope51使用進行源代碼級調(diào)試，可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，或者直接寫入程序存貯器如EPROM中。Keil軟件的特點〔1〕KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，易理解。在開發(fā)大型軟件時更能表達高級語言的優(yōu)勢。〔2〕與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和強大功能的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。Keil軟件界面如下列圖1.3所示圖1.3KEIL軟件界面第二章系統(tǒng)方案論證2.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計系統(tǒng)工作過程：系統(tǒng)控制核心基于51單片機。當(dāng)有火情發(fā)生時，煙霧傳感器發(fā)出信號到單片機，單片機檢測信號后控制報警系統(tǒng)發(fā)出報警。當(dāng)有人進入時，熱釋電傳感器發(fā)出信號到單片機，單片機檢測信號后控制報警系統(tǒng)發(fā)出報警。有鍵盤輸入密碼解除報警。并有液晶顯示進出人數(shù)。如圖2.1所示。煙霧檢測模塊聲光報警模塊煙霧檢測模塊聲光報警模塊鍵盤模塊控制模塊AT89S52(主機〕控制模塊AT89S52(從機〕鍵盤模塊控制模塊AT89S52(主機〕控制模塊AT89S52(從機〕人體檢測模塊人體進出檢測模塊無線通信模塊人體進出檢測模塊無線通信模塊顯示模塊鎖門提示模塊顯示模塊鎖門提示模塊電源模塊電源模塊電源模塊電源模塊圖2.1系統(tǒng)總體框圖2.2系統(tǒng)方案論證與選擇控制器模塊方案一：采用凌陽公司的16位單片機，它是16位控制器，具有體積小、驅(qū)動能力強、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、具有語音處理、運算速度快等優(yōu)點，但考慮到我們小組對這個方案采用的微處理器并不熟悉，使用起來并不是很方便，這對于硬件電路的設(shè)計和軟件編程增加了難度。我們決定不再使用此方案，考慮其他方案。方案二：采用ATMEL89S52單片機作為主控制器。ATMEL89S52是一個超低功耗，和標準51系列單片機相比擬具有運算速度快，抗干擾能力強，支持ISP在線編程，片內(nèi)含8k空間的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀存儲器，具有256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器〔RAM〕，32個I/O口，2個16位可編程定時計數(shù)器。其指令系統(tǒng)和傳統(tǒng)的8051系列單片機指令系統(tǒng)兼容，降低了系統(tǒng)軟件設(shè)計的難度，電路設(shè)計簡單、價格低廉，在后來的實驗中我們發(fā)現(xiàn)，STC89C52精確度和運算速度也都完全符合我們系統(tǒng)的要求。綜合以上方案我們選擇比擬普通的更為熟悉的方案二使用ATMEL89S52單片機為我們整個系統(tǒng)的控制核心。電源模塊由于本系統(tǒng)傳感器比擬多，需要多電平供電，我們考慮了如下幾種方案為系統(tǒng)供電。方案一：采用電池組供電。3節(jié)4.2V可充電式鋰電池串聯(lián)共12.6V給直流電機供電，經(jīng)過7812的電壓變換后給支流電機供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。鋰電池的電量比擬足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案比擬可行。但鋰電池的價格過于昂貴，不滿足低本錢的要求，因此，我們放棄了這種方案。方案二：采用變壓器組和電池組并舉的方式。從機檢測局部采用市電變壓供電：主機接收局部采用電池組供電，即適合從機檢測局部的家居應(yīng)用，也適合主機接受局部的方便攜帶。因此，我們選擇了這種方案。2.2.3煙霧檢測模塊方案一：選用光電煙霧傳感器。靈敏度高，可視范圍大，具有報警鎖定功能，可靠性高。但價格昂貴，不適合設(shè)計的低本錢要求。方案二：采用MQ-2傳感器檢測煙霧，檢測范圍廣反響靈敏，穩(wěn)定性比擬好并且壽命比擬長，外圍電路比擬簡單，只需并聯(lián)一個電位器以便調(diào)節(jié)靈敏度，價格比擬低。故本模塊選用方案二。人體檢測模塊熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人或動物發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路，如作電源開關(guān)控制、防盜防火報警、自動覽測等。紅外熱釋電傳感器與紅外壁障傳感器搭配，在宿舍無人時提示鎖門，或睡覺時關(guān)燈。也通過無線通信模塊提醒主人宿舍有人，組成一個簡單的宿舍實時監(jiān)控系統(tǒng)。人員出入檢測模塊人員出入檢測模塊采用兩個光電開關(guān)傳感器，傳感器由三條引出線：紅、綠、黃。紅色電源線，綠色地線，黃色外接上拉電阻是輸出信號線。顧名思義，光電開關(guān)傳感器的信號是一種開關(guān)量。通過內(nèi)部的紅外發(fā)射管發(fā)射出紅外線，當(dāng)外界有障礙或者有人阻擋時會有一局部紅外線反射回來，被接受管接受到，根據(jù)接收管能否能接受到回返信號來判斷前方有沒有障礙或者人的存在。分別在宿舍門口的內(nèi)外墻壁放置一個光電開關(guān)傳感器，以其響應(yīng)的時間先后來判斷人員的進出情況。并做出記錄，以方便歷史查詢。2.2.6無線通信模塊方案一：采用GPS模塊，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。沒有距離的限制，模組比擬貴，本錢太高。方案二：采用以太網(wǎng)卡實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接?？梢詫崿F(xiàn)網(wǎng)路監(jiān)控。但需要配備長線，線路復(fù)雜，不方便。方法三：采用Nordic公司生產(chǎn)的nRF905A芯片。該芯片是低本錢射頻系統(tǒng)級集成電路，超低功耗〔發(fā)送10.5mA；接收18mA〕工作，支持多點間通信，最高傳輸速率超過1Mbit/s，需要很少的外圍電路，且沒有復(fù)雜的通信協(xié)議，工作電壓范圍寬〔1.9V到3.6V〕。所以，采用方法三。顯示模塊方案一：采用LED數(shù)碼管顯示器。LED數(shù)碼管亮度高，醒目，經(jīng)濟實惠，方便控制.。但占用IO接口太多，動態(tài)顯示占用CPU時間較多，不方便數(shù)據(jù)處理，靜態(tài)顯示那么需要外接譯碼器和鎖存器，最重要的是傳輸數(shù)據(jù)較多時不能清楚明白顯示數(shù)據(jù)信息，不方便信息讀出。方案二：采用LCD液晶顯示器。LCD有明顯的優(yōu)點：微功耗、尺寸小，薄輕巧、顯示信息量大、字跡清晰、美觀、視覺舒適；可以用中文LCD液晶進行顯示，有自帶的漢字字庫，使整個控制系統(tǒng)更加人性化。串口控制只需要四個I\O口，操作簡單方便?；谏厦娴谋葦M分析和現(xiàn)有的LCD器件，選用方案二。聲光報警模塊方案一：聲音發(fā)生體采用蜂鳴器，驅(qū)動只需要一只三極管，方便直接。光電報警采用一個發(fā)光二極管。功耗低且發(fā)光效果也很好。但是報警信息單一。方案二：采用語音模組和發(fā)光二極管進行聲光報警，語音報警提示比擬明確，易于分辨。硬件電路的設(shè)計3.1系統(tǒng)總電路圖如下列圖3.1所示圖3.1系統(tǒng)原理圖3.2硬件電路的設(shè)計3.2.1AT89S52單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計AT89S52單片機最小系統(tǒng)原理圖如圖3.2所示。圖3.2AT89S52最小系統(tǒng)原理圖單片機AT89S52的主控電路原理圖如圖2.2所示，時鐘電路用于產(chǎn)生AT89S52單片機工作所需的時鐘控制信號，CPU內(nèi)部在時鐘信號的控制下，嚴格地有序地按時序指令工作。AT89S52內(nèi)部有一個高增益反向放大器〔用于構(gòu)成振蕩器〕，此高增益反向放大器的輸入端接AT89S52引腳XTAL1，輸出端接XTAL2。石英晶體振蕩器和微調(diào)電容C1和C2跨接在這兩個引腳間，這樣就構(gòu)成了AT89S52工作所需的穩(wěn)定自激振蕩器。電路中所接的微調(diào)電容值C1和C2都為30pF，該電容的大小會影響到振蕩器的工作性質(zhì)〔頻率的上下、穩(wěn)定性和起振的快速性〕。石英晶體的振蕩頻率是12MHz。本系統(tǒng)采用的按鍵復(fù)位電路，只要使AT89S52在時鐘電路工作后，RESET管腳端保持高電平10ms以上，單片機就會實現(xiàn)復(fù)位。RESET管腳上接了一個去耦電容C3，此電容的作用是防止干擾串入復(fù)位端引起的單片機內(nèi)部某些存放器的錯誤復(fù)位。此電容值取為10μF。主控電路原理圖中所示VCC與地之間接入了0.1μF的去耦電容，它的作用：一、作為本集成電路的蓄能電容；二、濾除CPU產(chǎn)生的高頻噪聲，切斷噪聲通過供電回路進行傳播的通路；三、防止電源攜帶的噪聲對電路構(gòu)成干擾。電容和電源之間的距離應(yīng)該在20mm以內(nèi)，這樣可以到達更好的濾波效果。又因為AT89S52的管腳在整個系統(tǒng)中沒有用到，所以要將其設(shè)置為無效狀態(tài)，因此將其接+5V電壓。與+5V電壓間接了R11，取值為5.1K，目的是分壓，以防止流入CPU的電流過大燒壞CPU。3.2.2煙霧傳感器設(shè)計MQ—2A型半導(dǎo)體器敏是錫類半導(dǎo)體元件，采用對可燃氣體有敏感度的SNO2材料制成的適用于丁烷酒精煙霧等檢測。對不同的氣體靈敏度不同我們需要用電阻來調(diào)節(jié)其靈敏度來檢測宿舍內(nèi)的煙霧情況，具體電路見圖3.3所示。圖3.3煙霧傳感器連接圖熱釋電傳感器設(shè)計熱釋電傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。傳感器檢測范圍可調(diào)，當(dāng)傳感器檢測到人體移動時會出現(xiàn)一個較小的模擬信號，通過放大器放大模擬信號，傳送至比擬器轉(zhuǎn)化為電平信號。題目要求檢測距離要大于5m。調(diào)解放大倍數(shù)，可改變其檢測距離，檢測距離與輸出的電壓有關(guān)。如圖3.4所示。圖3.4熱釋電傳感器連接圖光電開光傳感器設(shè)計光電開關(guān)E3F-5L需要12V電壓供電并且輸出信號為12V，而處理器最大輸出電壓為5V，需要把12V變成5V以便讓處理器來檢測信號的變化，通過LM311比擬器把12V電壓轉(zhuǎn)變成5V。光電開關(guān)傳感器電路見圖3.5圖3.5熱釋電傳感器連接圖nRF905無線收發(fā)模塊無線收發(fā)子系統(tǒng)以nRF905芯片為核心，工作在433/868/915MHz的ISM頻段，由一個完全集成的頻率調(diào)制器，一個帶解器的接收器，一個功率放大器，一個晶體震蕩器和一個調(diào)節(jié)器組成。nRF905工作在接受狀態(tài)下，天線接受到小信號后經(jīng)過C9、C10、C11電容耦合，由nRF905內(nèi)部集成的帶解器的接收器接收，然后通過功率放大器放大，再由頻率調(diào)制器選擇適宜的頻率，通過解碼電路解碼然后把信息送給處理器處理。nRF905工作在發(fā)射狀態(tài)下時有單片機把信息傳送給NRF905，當(dāng)nRF905接受到信息后，晶振CRYSTAL起振產(chǎn)生載波信號，把信息加載到載波上通過內(nèi)部功率放大器放大后經(jīng)過天線發(fā)射出去以實現(xiàn)其功能。電路中C1、C2、R1有輔助晶振起振的功能，C5、C6、C8濾波電容減少干擾。電路具體原理圖如圖3.6。圖3.6無線收發(fā)模塊連接圖顯示模塊的設(shè)計本系統(tǒng)采用12864液晶顯示模塊，顯示宿舍的號碼，實時顯示煙霧，人員進出以及密碼解鎖情況。按照，一定的時序?qū)懭胍幌盗械闹噶羁刂谱?，由煙霧傳感器，人體紅外熱釋電傳感器，光電傳感器控制其顯示情況，并能調(diào)用宿舍情況的歷史記錄。LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。如圖3.7所示。圖3.7顯示模塊連接圖3.2.7語音模塊的設(shè)計語音錄放模塊的硬件電路如圖3.8所示。MK1為麥克風(fēng)，用于錄入語音，可完成普通的現(xiàn)場錄音。在放音電路中，輸出端選用低電壓通用集成功率放大LM386M-1的典型應(yīng)用電路作為揚聲器LS1的驅(qū)動電路。該典型電路中，LM386M-1的1腳和8腳間外接10μF的旁路電容，可以使電路的放大倍數(shù)提高200倍。圖3.8語音模塊連接圖第四章軟件編程4.1主程序流程圖軟件的主程序流程如圖4.1所示。開始開始無線接收數(shù)據(jù)液晶顯示安防危險安防平安再次判斷安防安全密碼解警聲光報警危險發(fā)送數(shù)據(jù)圖4.1主程序流程圖開始開始檢測檢測煙霧傳感器煙霧傳感器有煙無煙熱釋電傳感器有煙無煙熱釋電傳感器報警密碼解警人的活動情況報警密碼解警人的活動情況發(fā)射數(shù)據(jù)液晶顯示無煙發(fā)射數(shù)據(jù)液晶顯示無煙圖4.2從機程序流程圖4.2測試方案與測試結(jié)果4.2.1測試方案根據(jù)題目要求，布置了宿舍安防系統(tǒng)環(huán)境，反復(fù)在環(huán)境中走動，在室內(nèi)有煙霧出現(xiàn)等進行實驗。測試并記錄宿舍內(nèi)的人數(shù)及進出數(shù)等，用統(tǒng)計的方法得出宿舍安防系統(tǒng)性能參數(shù)及誤差范圍。4.2.2測試儀器及設(shè)備表1測試儀器及設(shè)備儀器名稱型號用途數(shù)量計算機聯(lián)想PC調(diào)試程序160MHz雙蹤數(shù)字示波器TDS1002觀察傳感器輸出情況1數(shù)字萬用表Fluke12E測量各模塊電路是否滿足要求14.2.3測試系統(tǒng)對于宿舍進出人數(shù)檢測主從及記錄表如表2人數(shù)統(tǒng)計及顯示檢測人數(shù)主機顯示從機顯示666444888333表2宿舍內(nèi)人數(shù)檢測系統(tǒng)對于宿舍內(nèi)煙霧檢測情況記錄表如表3煙霧情況宿舍主機顯示從機顯示有有有無無無無無無有有有無無無表3宿舍內(nèi)煙霧檢測與顯示情況測試數(shù)據(jù)熱釋電傳感器測量移動人員距離檢測表如表4檢測距離檢測次數(shù)檢測到次數(shù)檢測到比例4m55100%5m55100%5.5m55100%6m55100%6.5m55100%7m55100%表4熱釋電傳感器測量移動人員距離4.2.4報警系統(tǒng)能夠精確的檢測出宿舍內(nèi)人數(shù)的進出和貴重物品的進出情況，并且對宿舍內(nèi)的煙霧情況能夠做出靈敏反響，系統(tǒng)對宿舍內(nèi)溫濕度的檢測誤差控制在1.5%以內(nèi)，精度相對較高。系統(tǒng)對于人體的測量能到達7米。能記錄一個月內(nèi)的安防情況。滿足了題目的要求。4.4.5系統(tǒng)從機能夠?qū)嵤╋@示宿舍內(nèi)熱釋電人體檢測傳感器測量距離能達七米，對于貴重物品，貴重物品不僅能檢測到進出情況，而且能夠?qū)崿F(xiàn)從機聲光報警，主機語音提示。我們不僅實現(xiàn)了主從機密碼解警功能還實現(xiàn)現(xiàn)了更改密碼任意設(shè)定密碼等功能?？偨Y(jié)本設(shè)計的研究開發(fā)工作經(jīng)過不懈努力，目前根本到達了預(yù)期的要求。本系統(tǒng)以AT89S52單片機為核心部件，利用煙霧傳感器，熱釋電人體紅外傳感器，無線模塊并配合一套獨特的軟件算法實現(xiàn)了煙霧檢測、人體檢測、異地監(jiān)控、輸入密碼解警、人員進出情況人數(shù)顯示、聲光報警等功能，最終完成要求的各項任務(wù)。在本次設(shè)計的過程中，遇到了許多突發(fā)事件和各種困難，設(shè)計制作曾一度中斷，但通過仔細分析和自我狀態(tài)調(diào)整后解決了問題，在這個過程中我們深刻地體會到共同協(xié)作和團隊精神的重要性，提高了自己解決問題的能力。參考文獻[1]黃智偉.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽訓(xùn)練教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.6[2]MykePredko〔加〕.智能電子制作[M].北京：科學(xué)出版社，2007.1[3]秦曾煌.電工學(xué).電子技術(shù)下冊[M].北京：高等教育出版社，2004.7[4]李萬紅.嵌入式C編程與AtmelAVR[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.4[5]李洋.現(xiàn)代電子設(shè)計與創(chuàng)新[M].北京：中國電力出版社，2005.6[6]王松武.電子創(chuàng)新設(shè)計與實踐[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005.8[7]沈文，詹衛(wèi)前.AVR單片機C語言開發(fā)入門指導(dǎo)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社2003.6[8]〔美〕TheodoreS.Rappaport.無線通信原理應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社[9]付曉.王勇.仇永生.基于nRF905的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計.中國電子學(xué)會第十五屆信息論學(xué)術(shù)年會暨第一屆全國網(wǎng)絡(luò)編碼學(xué)術(shù)年會論文集〔下冊〕，2023.5[10]孫志凱.基于ATmega16和nRF905的無線射頻收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計[J].電子元器件應(yīng)用，2023.9謝辭我的論文的完成得益于各位大學(xué)老師傳授的知識，使我有了完成論文所要求的知識積累，尤其是更得益于指導(dǎo)教師李老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計階段給我的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，都給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，他們放棄了自己的休息時間，這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他們表示我誠摯的謝意。同時，我還要感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意！附錄一：AT89S52單片機控制主程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definecom0#definedat1#defineISDPOWERUP0X20//上電#defineISDSTOP0X10//下電#defineOPERSTOP0X30//停止當(dāng)前操作#definePLAYSET0XE0//從指定地址開始放音#definePLAYCUR0XF0//從當(dāng)前地址開始放音#defineRECSET0XA0//從指定地址開始錄音#defineRECCUR0XB0//從當(dāng)前地址開始錄音#definekey_ioP0 //按鍵數(shù)據(jù)口ucharcodenum0[]={"0123456789"};ucharcodenull[]={""};ucharcodezifu[]={"*#"};ucharcodetable1[]={"時間設(shè)定3"};ucharcodetable3[]={"退出菜單C"};ucharcodetable4[]={"編輯號碼#"};ucharcodetable5[]={"返回主菜單B"};ucharcodekaiji1[]={"歡送使用"};ucharcodekaiji3[]={"報警系統(tǒng)"};ucharcodewarning2[]={"!!家中起火!!"};ucharcodewarning3[]={"!!外人入侵!!"};ucharcodecalling[]={"呼叫"};附錄二：AT89S52單片機主菜單顯示程序voidzuoze_dis() //主菜單顯示{ write(com,0x80); for(n=0;n<8;n++) { write(dat,zuoze1[n]); } write(com,0x90); for(n=0;n<12;n++) { write(dat,zuoze2[n]); } write(com,0x88); for(n=0;n<14;n++) { write(dat,zuoze3[n]); }write(com,0x98); for(n=0;n<14;n++) { write(dat,zuoze4[n]); }}voidcaidan_dis() //主菜單顯示{ write(com,0x80); for(n=0;n<14;n++) { write(dat,table[n]); } write(com,0x88); for(n=0;n<14;n++) { write(dat,table1[n]); } write(com,0x90); for(n=0;n<14;n++) { write(dat,table2[n]); }write(com,0x98); for(n=0;n<14;n++) { write(dat,table3[n]); }}voiddis_haoma(){ write(com,0x80); for(n=0;n<14;n++) { write(dat,table4[n]); } write(com,0x98); for(n=0;n<14;n++) { write(dat,table5[n]); } }附錄三：AT89S52單片機報警程序voidwarning1_dis() //報警信息顯示{ write(com,0x80); for(n=0;n<14;n++)write(dat,warning2[n]); //!!家中起火!! }voidwarning2_dis() //報警信息顯示{ write(com,0x80); for(n=0;n<14;n++)write(dat,warning3[n]); //!!外人入侵!! }voidcalling_dis(uchar*num,ucharweishu){ write(com,0x88); for(n=0;n<8;n++)write(dat,calling[n]); //正在報警…… write(com,0x98); for(n=0;n<weishu;n++)write(dat,num[n]+0x30); } 附錄四：AT89S52單片機中斷程序voidkeyscan1()interrupt2//鍵盤中斷〔INT1〕{ ucharkey; EX1=0;//禁止鍵盤中斷 key_io=0xf0; aa=key_io; aa=aa&0xf0; key_io=0x0f; bb=key_io; bb=bb&0x0f; key=(aa|bb); key=20; delay_ms(15); key_io=0xf0; aa=key_io; aa=aa&0xf0;//行 key_io=0x0f; //消抖 bb=key_io; bb=bb&0x0f;//列 key=(aa|bb); switch(key) { case0x77: num=1; break; case