于若詩++劉士如++張愛萍++趙蘊(yùn)雯

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.012

摘 要：以PLC和51單片機(jī)為核心處理器的這款防盜卷簾門，相比以往市面上的卷簾門，這款卷簾門具有更多的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)盜竊者通過不正當(dāng)手段撬門時會使磁性開關(guān)分開，同時攝像頭開始拍照、錄音開始播放，并發(fā)短信給主人提示家里有外人進(jìn)入，為家庭提供更高的安全保障。當(dāng)門正在下落時如果有人在門下，門也會停止，防止人受傷。同時卷簾門也有室內(nèi)、室外燈自動開啟等其他功能。

關(guān)鍵詞：核心處理器 防盜卷簾門 總體框圖 串口攝像頭

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0012-03

現(xiàn)如今，臨街的商鋪或住戶基本都用上了卷簾門。卷簾門產(chǎn)品選材嚴(yán)格、產(chǎn)品堅固耐用、美觀新穎，具有安全可靠、性能穩(wěn)定、操作方便、開閉靈活等主要優(yōu)點(diǎn)。

而國內(nèi)外對于卷簾門的防盜也大多只體現(xiàn)在制作卷簾門的材質(zhì)上，一般沒有安裝配套防盜報警系統(tǒng)，小偷的猖獗令人防不勝防。因此，筆者設(shè)計的卷簾門具有較好的防盜監(jiān)控功能，適合商鋪和住戶使用。

1 卷簾門總體設(shè)計

智能自啟錄音監(jiān)控卷簾門使用PLC和基于51的GSM模塊作為主控制器，結(jié)合無線遙控、傳感器、攝像頭等設(shè)備設(shè)計的智能卷簾門。

其主要功能是：當(dāng)主人回家時，使用無線遙控開關(guān)打開卷簾門，通過一些必要的傳感器具有防夾人功能，使人們的生活更安全。當(dāng)控制門打開時車庫照明也可以設(shè)置一定的亮度打開或關(guān)閉。例如，在晚上或陰天時的卷簾門的外燈將點(diǎn)亮，否則燈不亮。同時包含定時功能，外燈在門放下后5 s關(guān)閉，內(nèi)燈15 s后關(guān)閉。

若有小偷強(qiáng)行將門抬起，事先錄好的音將播放，讓小偷誤以為有人在家，同時報警系統(tǒng)被報警中斷被觸發(fā)，攝像頭拍照，并將照片發(fā)給SIM卡中所綁定的報警號碼，然后向報警號碼發(fā)送短信“報警中斷已觸發(fā)”。

若主人想知道家中情況，用手機(jī)撥打報警系統(tǒng)GPRS模塊，響鈴后自動掛斷，拍照后，會將照片發(fā)給該號碼手機(jī)。

卷簾門還設(shè)計了手動控制功能，在房內(nèi)可以通過開關(guān)控制卷簾門卷起、放下或停止、內(nèi)外燈的開啟和關(guān)閉。

2 卷簾門硬件設(shè)計

硬件的選擇對整個防盜卷簾門具有重要意義，要考慮其是否滿足所需功能，也要從經(jīng)濟(jì)方面考慮，該防盜卷簾門核心處理器為三菱FX系列PLC和基于51的GPRS模塊，其他包括直流電機(jī)、無線遙控開關(guān)、光電開關(guān)、磁性開關(guān)、照明燈、電源、蜂鳴器、攝像頭、光敏模塊等。此防盜卷簾門硬件整體框架如圖1所示。

2.1 核心處理器的選擇

核心處理器的選擇至關(guān)重要，這關(guān)系著系統(tǒng)是否能夠按照預(yù)期目標(biāo)穩(wěn)定運(yùn)行。在選擇核心處理器時，不僅要考慮控制器的性能，還要從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)。再考慮到此防盜卷簾門為12輸入，5輸出，所以結(jié)合以上因素，選擇三菱FX1N系列，具體型號為FX1N 30MR。PLC結(jié)合了許多當(dāng)前較為先進(jìn)的技術(shù)，它通過引用這些技術(shù)并且以結(jié)合傳統(tǒng)的順序控制器為基礎(chǔ)，從而取代了繼電器、執(zhí)行邏輯、計時、技術(shù)等順序控制功能。PLC通過建立靈活的控制系統(tǒng)，每種類型的生產(chǎn)過程都用模擬或數(shù)字輸出/輸入控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

2.2 直流電機(jī)的選擇

在此防盜卷簾門中使用了電機(jī)的設(shè)計，電機(jī)作用是拉動卷簾門，在這個過程中我們不需要旋轉(zhuǎn)電動機(jī)太快，但其轉(zhuǎn)矩應(yīng)該足夠大，考慮到電機(jī)噪聲盡可能小。不僅要考慮電機(jī)是否滿足所需的功能，還要從經(jīng)濟(jì)角度考慮，所以選擇了信達(dá)電機(jī)XD-37GB520。

2.3 光電開關(guān)的選擇

光電開關(guān)的作用是當(dāng)卷簾門正在下降時，有人出現(xiàn)在卷簾門下面時，卷簾門會停下，以免對人造成傷害，此光電開關(guān)為對射型光電開關(guān)，由投光器和受光器組成，當(dāng)投光器投射出的光線被物體擋住時，受光器無法接受到信號，則此時開關(guān)斷開，下降的門會停止。型號為E3F-5DN1（PNP型），對射型。

2.4 磁性開關(guān)的選擇

磁性開關(guān)的作用是當(dāng)盜竊者通過非法行動撬門使磁性開關(guān)分開，這時錄好的音頻和攝像頭便會啟動，音頻會播放、攝像頭會拍照。為滿足以上功能選擇了弱電（常閉型），具體型號為Nyton NT-2551/B。

2.5 光敏繼電器模塊的選擇

光敏繼電器模塊的主要作用是當(dāng)主人回家準(zhǔn)備開門時，如果外面特別黑的話光敏繼電器便會開，使外面的燈亮起來。光敏繼電器的原理是由于內(nèi)部有一個光敏電阻，當(dāng)光的強(qiáng)度變化時其電阻也會變化，從而引起電路電流的變化，接著引起光敏繼電器兩端的電壓的變化，會觸發(fā)光敏繼電器模塊的開與關(guān)，為滿足以上功能，所以選擇了LCRM01型1路光敏繼電器模塊。

2.6 GSM模塊

GSM模塊以51單片機(jī)微處理器為核心（型號： STC12LE5A60S2），內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議和彩信協(xié)議，支持?jǐn)?shù)據(jù)透明傳輸，可方便的發(fā)送圖片彩信。實(shí)現(xiàn)彩信報警，遠(yuǎn)程控制等功能。

STC12LE5A60S2單片機(jī)是STC生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是低功耗，高速，超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8～12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250 k/s，即25萬次/s），針對電機(jī)控制等強(qiáng)干擾場合，非常合適。

磁性接近開關(guān)接入中斷輸入，當(dāng)磁性開關(guān)分開時，中斷端口被短接，系統(tǒng)會自動拍照，并通過彩信將照片發(fā)給那些已經(jīng)綁定的號碼，然后向這些綁定的號碼發(fā)送短信提醒：報警中斷已觸發(fā)；另外，即使中斷口沒有短接觸發(fā)，綁定的號碼隨時可以撥打GSM模塊上的號碼，收到來電后，自動掛斷，然后拍照，并用彩信的方式回傳現(xiàn)場照片。

3 卷簾門軟件編程

硬件設(shè)施的完成還需要控制程序才能開啟，見圖2。

此防盜卷簾門程序運(yùn)行邏輯為：當(dāng)自己家里人通過無線遙控器進(jìn)行開門時，為防止盜賊入室搶劫的錄音不會開啟，電機(jī)正轉(zhuǎn)，門開啟，同時室內(nèi)的燈自啟，若室外為黑暗狀態(tài)室外燈也會亮起，當(dāng)門上升到一定程度上限位開關(guān)會使門停止上升，通過無線遙控器關(guān)門時，如果門下有人或物體門會停止下降，沒有人或物體則門正常下落，當(dāng)門下落到合適位置下限位開關(guān)會使門停止下落，當(dāng)下限位開關(guān)拉緊（門閉合）大于15s時室內(nèi)外燈關(guān)閉。如果不是自己家人通過無線遙控進(jìn)行開門而是盜竊者通過非法手段進(jìn)行撬門時，此時磁性開關(guān)會分開，同時錄音會播放、攝像頭進(jìn)行拍照、GSM模塊會發(fā)送短信提示主人家里有外人進(jìn)入。以上為以核心控制器為主導(dǎo)的自動運(yùn)行的程序，此防盜卷簾門還設(shè)計了手動開啟、關(guān)閉卷簾門以及手動開啟、關(guān)閉室內(nèi)外燈的功能。

下面是PLC程序設(shè)計部分代碼，見圖3。

下面是C語言程序設(shè)計部分代碼

uchar sendMMS（uchar *name）

{

led_on（）；

memset（gprs_buf， 0，

sizeof（gprs_buf））；

strcpy（gprs_buf，"AT^MMSSEND="）；

strcat（gprs_buf，name）；

strcat（gprs_buf，"＼r＼n"）；

……

}

4 結(jié)語

在制作智能自啟錄音監(jiān)控卷簾門的過程中，明確了以防盜為根本目的，以PLC為實(shí)現(xiàn)核心，設(shè)計的在盜入者潛入時播放準(zhǔn)備好的錄音，造成有人在家的假象，并通過51控制的攝像頭讓主人了解動向。此外，以考慮住戶出入方便為基準(zhǔn)，增加了光控?zé)舻沫h(huán)節(jié)。針對現(xiàn)階段盜竊事件頻發(fā)，防盜卷簾門可廣泛應(yīng)用于獨(dú)棟別墅，一樓商鋪、住房等。

參考文獻(xiàn)

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