梁小廷　鄭闖

摘 要：目前，雖然社會(huì)犯罪率的不斷下降，但盜竊類案件卻時(shí)而發(fā)生。尤其是室內(nèi)盜竊案的發(fā)生，往往出現(xiàn)在居民住宅或無人值守的辦公室。為了有效地防止室內(nèi)盜竊案件的發(fā)生，故設(shè)計(jì)了一款電子防盜系統(tǒng)。當(dāng)室內(nèi)無人并啟動(dòng)防盜報(bào)警后，有盜賊進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，室內(nèi)報(bào)警系統(tǒng)能夠發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)通過WiFi模塊將報(bào)警信息傳遞至房主手機(jī)，以達(dá)到警示作用。本系統(tǒng)也可應(yīng)用于限制人員進(jìn)入?yún)^(qū)域的場所，如危險(xiǎn)環(huán)境、大型無人機(jī)械生產(chǎn)現(xiàn)場等。文章介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：89S52；單片機(jī)；防盜報(bào)警系統(tǒng)；室內(nèi)防盜

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）04-0095-02

Abstract： At present， the social crime rate continues to decline， but theft cases occur from time to time. In particular， the occurrence of indoor burglary often appears in residential buildings or unattended offices. In order to effectively prevent the occurrence of indoor theft cases， an electronic anti-theft system is designed. When there is no one inside the room and alarm is sounded， even if thieves enter the room， the indoor alarm system can send out acousto-optic alarm； at the same time， the alarm information is transmitted to the house owner's mobile phone through the WiFi module， in order to serve the warning function. The system can also be used to restrict the entry of personnel into the area， such as dangerous environment， large-scale unmanned machinery production site and so on. This paper introduces the structure， circuit design and software design of the system.

Keywords： 89S52； single chip microcomputer； anti-theft alarm system； indoor anti-theft

引言

室內(nèi)防盜的必要性在生活中尤為凸顯。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，盜賊的盜竊技術(shù)手段也不斷升級(jí)，如何有效地防止盜賊進(jìn)行室內(nèi)盜竊，并且在其進(jìn)入限制區(qū)域內(nèi)能夠?qū)ζ涞谝粫r(shí)間進(jìn)行震懾，與此同時(shí)還能夠第一時(shí)間通知主人，是本設(shè)計(jì)需要解決的關(guān)鍵問題。本設(shè)計(jì)以89S52單片機(jī)為防盜系統(tǒng)控制核心，以熱釋電紅外傳感器和光電開關(guān)傳感器為對盜賊的檢測手段，當(dāng)檢測到非法進(jìn)入后通過現(xiàn)場聲光報(bào)警的形式對盜賊進(jìn)行有效震懾，同時(shí)通過WiFi模塊將報(bào)警信息第一時(shí)間傳遞至房主手機(jī)，以達(dá)到及時(shí)報(bào)警的目的。

1 防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

防盜系統(tǒng)中包含電源模塊、單片機(jī)最小控制系統(tǒng)模塊、傳感器模塊、聲光報(bào)警模塊、WiFi模塊和人機(jī)接口模塊。如圖1所示為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。本系統(tǒng)中以熱釋電傳感器和光電開關(guān)傳感器為對盜賊的檢測手段，當(dāng)有人非法進(jìn)入該區(qū)域后，傳感器將檢測到的信號(hào)傳遞至控制核心單片機(jī)中，單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，控制聲光報(bào)警啟動(dòng)，同時(shí)向WiFi模塊發(fā)出指令，向房主手機(jī)中發(fā)出報(bào)警提示信息。WiFi功能可以根據(jù)用戶需要設(shè)置啟停，若選用，則需要室內(nèi)提供持續(xù)WiFi信號(hào)。系統(tǒng)人機(jī)接口中的鍵盤功能是啟動(dòng)/關(guān)閉報(bào)警系統(tǒng)，液晶屏采用LCD12864，功能是顯示當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)，并提供報(bào)警日志等歷史信息查詢功能。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

本防盜系統(tǒng)采用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制核心，能夠提高系統(tǒng)的智能性，可以有效降低系統(tǒng)成本。以往使用的室內(nèi)報(bào)警器，多數(shù)以模擬電子器件為主，功能單一，無法實(shí)現(xiàn)對外通訊功能。隨著智能手機(jī)的普及，使報(bào)警系統(tǒng)與手機(jī)進(jìn)行通信，能夠第一時(shí)間采取有效必要的應(yīng)對措施。

同時(shí)，采用單片機(jī)一定程度上方便防盜系統(tǒng)日后升級(jí)，單片機(jī)成本極低，可以隨時(shí)為用戶進(jìn)行更換，并且其程序更新手段簡單，甚至可以采用無線程序下載手段對系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場更新，避免拆機(jī)的麻煩。此外，系統(tǒng)硬件的封閉性較強(qiáng)，不易從外部進(jìn)行破壞，供電電源保護(hù)性強(qiáng)，可以避免盜賊將系統(tǒng)電源破壞后使系統(tǒng)癱瘓。為了解決用戶停電時(shí)防盜系統(tǒng)掉電失效，在系統(tǒng)外設(shè)置了蓄電池，由于系統(tǒng)是5V供電，無功率器件，因此系統(tǒng)功耗較低，蓄電池能夠維持系統(tǒng)正常運(yùn)行數(shù)日。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件中包含6大模塊：控制核心模塊、傳感器模塊、聲光報(bào)警模塊、通訊模塊、人機(jī)接口模塊電源模塊。其中電源模塊中包含降壓穩(wěn)壓模塊和蓄電池充電模塊。如圖2為系統(tǒng)的電路原理圖。圖中，A1-A4位熱釋電紅外傳感器，安裝在室內(nèi)窗戶處或門處，具體數(shù)量根據(jù)用戶需求而定，標(biāo)準(zhǔn)配置為4個(gè)；A5和A6為光電開關(guān)傳感器，安裝在進(jìn)戶門邊緣，具體數(shù)量根據(jù)用戶需求而定，標(biāo)準(zhǔn)配置為2個(gè)。WiFi模塊采用串行方式與單片機(jī)連接通信，手機(jī)端采用軟件APP形式作為報(bào)警提醒。LCD12864與單片機(jī)并行接線，用于顯示當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)，以及可供歷史狀態(tài)查詢。由于使用時(shí)歷史信息量可能較多，后續(xù)可以在系統(tǒng)中增加SD模塊，作為保存信息的媒介。系統(tǒng)中有3個(gè)獨(dú)立按鍵，與單片機(jī)直接相連，在電路設(shè)計(jì)中，由于鍵盤功能較少，本系統(tǒng)采用獨(dú)立鍵盤，僅占用3個(gè)輸入輸出接口。若后期增加系統(tǒng)功能，則可以設(shè)計(jì)成矩陣鍵盤或采用鍵盤輸入模塊實(shí)現(xiàn)。線路中的降壓穩(wěn)壓電路將220VAC交流市電經(jīng)降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換成9VDC和5VDC，其中5VDC為單片機(jī)和各電路模塊供電。蓄電池采用鋰電池，與各電路模塊相連，蓄電池輸出電壓為5VDC，充電電壓為9VDC，容量為20000mAh。

4 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中單片機(jī)編程采用C語言。程序設(shè)計(jì)思路為：當(dāng)啟動(dòng)防盜系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)模塊首先進(jìn)行初始化。隨后進(jìn)入防盜狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)中傳感器檢測到有侵入時(shí)，則檢測信號(hào)會(huì)發(fā)送至單片機(jī)，隨后單片機(jī)發(fā)出報(bào)警指令，包括三部分，一部分是控制現(xiàn)場的聲光報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)，發(fā)出報(bào)警聲響和燈光閃爍指示，以達(dá)到現(xiàn)場震懾的作用；第二部分是控制WiFi模塊向用戶發(fā)出報(bào)警信息；第三部分是將報(bào)警時(shí)間、報(bào)警時(shí)長等報(bào)警信息記錄，以供查看。為了防止系統(tǒng)長時(shí)間待機(jī)可能出現(xiàn)死機(jī)情況，在軟件中加入看門狗程序，定時(shí)執(zhí)行喂狗程序，一旦出現(xiàn)死機(jī)情況立即重啟系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、有效運(yùn)行。

5 結(jié)束語

本文介紹了一款基于89S52的室內(nèi)防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法，著重描述了系統(tǒng)整體方案、硬件電路設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)方案。其中硬件設(shè)計(jì)中以單片機(jī)為設(shè)計(jì)主體，通過前向通道、后向通道、通訊和人機(jī)接口的設(shè)計(jì)，完善了電子防盜系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)防盜、操作簡便、易于升級(jí)更新、擁有斷電蓄電池續(xù)航保護(hù)功能、不易于破壞等特點(diǎn)。

在今后使用過程中，可以增加SD模塊作為歷史記錄和查詢手段，同時(shí)還可以對人機(jī)接口操作進(jìn)行有效擴(kuò)展。

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