智能小区安全防范系统
——家庭自动报警系统的研究与设计
摘要
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对住宅的安全智能化提出了更高的要求。因此,利用计算机通信、自动控制等技术，研究设计智能小区的安全防范系统具有十分重要的意义。
课题研究了智能小区安全防范系统的结构组成，研究和设计了家庭自动报警系统，该系统集防盗入侵、防火灾、防有害气体泄漏等功能于一体，可实现自动警情检测和自动电话拨号报警。在系统的硬件设计中，采用AT89C51单片机作为系统的核〖本文来自：毕业设计论文网www.paper51.com〗心控制部件，采用X25045芯片作为存储元件，利用MT8888芯片和ISD1420芯片设计自动拨号电路和语音电路，实现DTMF自动拨号和语音报警；在探测器的设计中，采用红外探测器和微波探测器，组成了红外线/微波双鉴探测器，以实现盗警信号的检测；设计的复合式火灾探测器由温度探测器、光电感烟探测器构成，以实现火警信号的检测；设计的一氧化碳浓度探测器，能有效实现有害气体的检测。
论文论述了系统的硬件设计和软件实现，给出了设计电路图，在系统的软件设计中，主要完成了系统初始程序的设计、拨号程序的设计和语音程序的设计，并给出了相应的程序流程图和程序代码。系统采用模块化的设计，易于扩展，有一定的应用价值。
关键词：智能小区，自动检测，自动报警，DTMF拨号
ABSTRACT
Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,andgreatimprovementofpeople’slivingstandard,peoplesetahigherrequesttothesafetyandintelligenceofhouses.Therefore,ithasvitalsignificancetostudyanddesignasecurityprecautionsystemfortheIntelligentCommunitywithcomputercommunication,automationcontrollingandotherabilities.
ThesubjecthasresearchedthestructuralcompositionofthesecurityprecautionsystemforIntelligentCommunity;ithasresearchedanddesignedakindoffamilyauto-alarmsystem.Thesystemisablendoftheft-proof,fireproof,noxiousgas-proofandotherfunctions,anditcanperformautomaticalarm-detectionandautomaticphoneticalarm.Inthehardwaredesignofthesystem,AT89C51single-chipcomputerisusedasthemaincontrollingpart,X25045chipisusedasthememoryelement,MT8888chipandISD1420chipareusedtodesigntheauto-dialcircuitandthephoneticcircuitrespectivelyforDTMFauto-dialandphoneticalarm.Inthedesignofsensors,infraredsensorandmicrowavesensorcombinedtoainfrared/microwavedoublesensor,itisusedforrealizingrob-signal’sdetection;themultiplesensoriscombinedbytemperaturesensorandphotoelectrictypesmokesensor,itcanrealizefire-signal’sdetection;theCOdensity〖本文来自：毕业设计论文网www.paper51.com〗sensorisdesignedforharmful-air’sdetectionefficiently.
Thepaperelaboratesthehardwaredesignandthesoftwarerealizationofthesystem,givingthedesigncircuitdiagrams.Inthesoftwaredesign,itmainlydesignsthesysteminitialprograms,dialingprogramandphoneticsprogram,combiningtoprogramflowchartsandcodes.Thesystemadoptsmodulardesign,soitisparticularlyeasytoexpandandthesystemhascertainappliedvalue.
Keywords:IntelligentCommunity,auto-detection,auto-alarm，DTMFdial-up
目录
第1章绪论1
1.1引言1
1.2智能小区的概述1
1.2.1智能小区的发展1
1.2.2智能小区的组成2
1.3课题的提出背景及研究内容3
1.3.1课题的提出背景3
1.3.2需求分析4
1.3.3课题的研究内容5
第2章智能小区安全防范系统的组成6
2.1智能小区安防系统的概述6
2.2家庭报警子系统7
2.3周界防范子系统8
2.4闭路电视监控子系统9
2.5电子巡更子系统10
第3章系统的硬件设计11
3.1家庭自动报警器的设计11
3.1.1报警主机12
3.1.2自动拨号电路的设计16
3.1.3语音电路的设计20
3.1.4电话端接口电路的设计23
3.2用户端探测器的设计24
3.2.1防盗探测器电路的设计24
3.2.2防火探测器电路的设计27
3.2.3防煤气中毒探测器电路的设计30
3.3键盘电路的设计31
3.4电源电路的设计32
第4章系统的软件设计34
4.1系统初始化程序的设计34
4.1.1AT89C51的初始化程序34
4.1.2MT8888的初始化程序34
4.2主程序的设计35
4.3控制模块程序的设计35
4.4信号音检测子程序的设计38
4.5信号音识别子程序的设计39
4.6拨号程序的设计39
4.7语音程序的设计41
4.8摘挂机模块程序的设计42
第5章结束语43
参考文献44
致谢45
附录1主机电路图46
附录2程序清单47
3.2.2.2光电感烟探测器的工作原理及电路设计
光电感烟探测器中的发光器件，目前多采用大电流发光效率高的红外发光管，受光器件多采用半导体硅光电管，受光器件的阻抗是随烟雾浓度的增加而降低的，本电路所用的探测头采用的是OPTEK公司的OP231和OP801SL光电组合套件作为〖本文来自：毕业设计论文网www.paper51.com〗发射管和接收管[12]。OP231器件是一种密封封装的红外发光二极管，他的特性是具有更强的温度适应范围（工作温度范围-65°C— 125°C），能应用于光干扰设计中。OP801SL是使用密封封装的NPN型硅光电三极管，它既有光敏二极管的感光性能又有三极管的放大功能，特性：狭窄的接受角度、变化的灵敏度范围、更强的温度适应范围。其中，发射管典型供电电压为1.5V，接收管使用5V的直流电压供电。
1.光电感烟探测器的工作原理
利用烟雾微粒对光的散射作用，在一定的烟雾浓度范围内，散射光的强度与烟雾的浓度成正比，因而可以利用散射检测到烟雾浓度的变化。
正常情况下，在发射与接收管之间有光隔离板，用以消除无烟时红外发射管发出的光被光电三极管接收，因而无烟时接收管不会产生光电流。集烟盒内壁为黑色粗糙面，可将盒内的光反射减至最小。集烟盒外侧开有气、烟对流孔，烟雾进口处敷以不锈钢网，以防止杂物进入集烟盒造成误报。在火灾发生时，当有烟雾进入检测室时，由于烟粒子的作用，发光器件发射的光产生漫散射，这种漫散射的光被光电三极管接收，使光电三极管的阻抗发生变化，产生电流，从而实现了将烟雾信号转变为电信号的功能，探测器给出报警信号电平。
2.光电感烟探测器电路的设计
红外发射电路中的555电路用于产生频率可调的脉冲波形，使用555电路的一个重要优点是输出脉冲占空比可调，便于设计不同要求的驱动输出。同时，较之用直流电源供电可以达到减小功耗的目的。电路原理图如图3.15所示。
上电后，555振荡输出信号经过8050放大并反相，使红外发射管OP231上获得调制后的方波电压信号，电路设计中，振荡电路输出的方波信号为7ms的高电平和139ms的低电平输出,频率约为7Hz,设计时以发射管高电平供电时间满足单片机采样时〖本文来自：毕业设计论文网www.paper51.com〗间为准,同时满足低功耗要求。接收电路部分中的光电三极管接收到烟雾粒子散射的光信号后,以变化电流的形式送给三极管9014，放大后的射极电流变换成电压信号作为输出,其中输出端可变电阻用于调节输出为合适的电压信号以备采样用。
