电子竞赛：宿舍智能防盗防火报警系统论文设计.docVIP

2010年山东省大学生电子设计竞赛 论文设计 题 目：宿舍智能防盗防火报警系统 2010年 9月20日 目 录 摘 要 1 一、 方案设计与论证 2 1.1 主控系统的选择 2 1.2 电源模块的选择 3 1.3 无线收发模块的选择 3 1.4 显示模块的选择 3 1.5 火灾监测模块的选择 4 1.6 人员监测模块的选择 4 1.7 贵重物品监测模块的选择 4 二、 硬件设计 5 2.1 系统设计 5 2.2 部分单元电路 6 2.2.1 自制可调稳压电源模块 6 2.2.2 键盘模块 6 2.2.3 烟雾传感器模块 7 三、 软件设计 7 四、 系统测试与结果分析 9 4.1 测试环境 9 4.2 测试方法 9 4.3 测试结果 10 4.3.1 传感器的测量 10 4.3.2 无线传输距离的测量 11 4.3.3 语音密码功能校验 11 4.3.4下图为工作状态LCD显示界面 11 4.4 测试结果分析 12 五、 设计总结 12 六、 参考文献： 12 七、 附录 13 ? 附 1：部分元器件清单 13 ? 附 2：系统使用说明书 13 ? 附 3：部分电路图图纸 14 3.1 自制放大电路及其仿真图 14 3.2 热释电红外传感器原理图 14 3.3 自制LED显示电路原理图 15 3.4 PT2262发射电路原理图 15 ? 附 4：主要 C 程序 16 摘 要 宿舍智能防盗防火报警系统采用SPCE061A单片机SPCE061A 上位机 烟雾传感器 热释电人体红外传感器 无线通信 方案设计与论证 本宿舍智能防盗防火报警系统是一种新型的电子安全报警系统，该系统的设计是将电子探测、智能控制和无线通信相结合，从而形成一个智能防盗、防火报警系统。系统总体由烟雾传感器、热释电人体红外传感器、键盘模块，语音提示模块，无线传输模块组成，系统组成如图1.1 所示。 图 1.1 系统框图 为了较好的实现系统各个监测模块的功能和彼此之间的配合衔接，并且考虑到性价比，我们对系统各部分做了几个方案并对其进行了设计对比论证，具体论证如下： 主控系统的选择 方案一：采用通用的51单片机作为主控制器。51单片机通用灵活、价格低廉、使用方便，但此单片机字长有限，数据处理能力很弱，处理速度较慢，资源不够丰富，需要扩展较多的外围电路，降低了系统的可靠性，增加了制作的费用，难以满足本设计要求。 方案二：可编程逻辑器件CPLD,它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、标准产品无需测试等特点，可实现较大规模的电路设计。但是，该器件主要依赖于软件设计，缺少硬件的配合，致使程序设计复杂，难以使用，运算速度太快。CPLD同样难以满足本设计的需要。 方案三：采用凌阳公司的SPCE061A单片机。凌阳61单片机RAM，ROM空间大、指令周期短、运算速度快、低功耗、低电压、程序易于编写和调试，且具有DSP功能、支持在线仿真。开发更加容易，使整个系统变得更加简单，性价比较高，C语言与汇编语言可以互相调用，具有10位A/D转换和两路D/A转换器，有强大的数模转换功能。 通过分析比较之后，为了获得丰富的接口资源，基于61单片机简单易学且性价比高等特点，我们采用方案三。 电源模块的选择 方案一：采用1.5伏干电池。体积小，重量轻，使用灵活方便。但是不满足长时间的持续供电。 方案二：采用直流稳压电源。输出精度高，0到32V可调，调节范围大，使用简单，但是体积重量较大，不方便携带。 方案三：自制0到24V直流稳压电源。体积小，重量轻，携带方便，输出电压可调。 为避免单片机与外围模块电源之间的干扰、本着轻便节约的思路，单片机供电我们采用方案一，其外围模块供电我们采用方案三。 无线收发模块的选择 方案一：利用凌阳SPCE061A单片机配备的无线收发模组，它能精确的收发信号实现各节点与主控室之间的通信，频率较高，价格昂贵，不适用于公寓监测系统的大面积推广。 方案二：采用常用的PT2272/2262系列实现无线收发，芯片为CMOS工艺制造，功耗低，外围电路简单，电压工作范围宽，数据可达到6位，地址码多。收发距离远，测量精度高。 综合分析上述方案，为满足设计需要，我们采用方案二。 显示模块的选择 方案一：使用LED数码管显示。该方案控制部分简单，且LED数码管比较直观，可视化强。但是只能显示非常有限的符号与数字，占用资源较多且信息量少，显然不能胜任设计复杂的显示功能。 方案二：采用LCD显示。自带字库，有丰富的文字和图形显示功能，有良好的人机交换界面。LCD的全中文界面显示，使得显示内容丰富，易于人机交流。 液晶显示器。在电子防盗、人体探测器领域中，应用广泛，技术性能稳定本身不发任何类型的辐射，器件