|
|
|
“智能防盗防火报警器”的原理及其功能
|
|
发布日期：2010-06-29 |
|
|
|
“智能防盗防火报警器”的原理及其功能 摘要:介绍一种采用8031 单片机研制而成，该报警器配用相应的标准保安探可以实现 防开启、防接近、防玻璃破碎、防火灾,介绍了该报警器的主要功能及.详细阐述该报警 器的工作原理、硬件和软件J 经过开发阶段理论分析及证明此设计方案合理,产品,性可 取代同类进口产品。 关键词:单片机 可编程 自动报警 低功耗设计 1 概述 随着经济的发展,人们对防盗防火保安设备的需求量大为增加,为了满足用户需求, 作者用国内器材研制成一种功能先进、实用、成本低廉的智能防盗防火防警器。 该智能报警器专门为银行、商场、金库、机要室、仓库等有特殊保安要求的用户而 开发研究的,也适用于家庭保安。 该报警器配用相应的标准保安探头,可以实现防开启、防接近、防玻璃破碎、防火 灾等全面的保安1 由于该报警器中应用单片机技术和现代化电子技术,保安功能全部可 由用户设置与修改。用户可根据各自特定的保安要求,通过小键盘设置组成各种高质量 的专用保安系统。 该报警器是有线保安报警器,报警方式为警筒、警灯。以下就该报警器的功能、工 作原理、硬件及软件设计作进一步阐述。 2 主要功能及特点 (1)内装式预警蜂鸣器可做24h 防盗音响恐吓和键盘操作提示。外接大功率高音警戒音 响。 (2)监控8 个保安警戒防区,每个防区可按用户要求自由设置10 项保安功能,并有100 万组可修改的密码封锁,保密性强。 (3)多项可由用户操作使用的可编程保安报警器功能有: 编程密码设置与修改; 警戒密码设置与修改; 进入时间设置与修改; 退出时间设备与修改; 报警延时时间设置与修改; 探头触发时间设置与修改; 定时自动警戒时间与修改; 临时警戒密码设置与修改; 快速警戒功能; 警戒防区设置与修改(1～8 防区自由组态)。 (4)防区探头线路和警戒情况由机箱的红、绿双色指示灯显示,各防区独立互不干扰,并且 报警指示有记忆能力。 (5)防区探头设计成常开、常闭组合式线路,防破坏能力强。 (6)用户全部操作集中在4×4 数字键盘上完成。 (7)交流/直流(浮充)供电,交流供电由专用指示灯显示。 3 工作原理及硬件电路设计 3.1 硬件电路的组成 该报警主要由8031 单片机、8155 可编程并行I/O 扩展接口、EPROM2732、时 钟电路、74 臼373、74LS244、4×4 键盘、8 个红绿双色指示灯、蜂鸣器、警笛、 输入信号预处理电路、探头网络组成。 报警器以8031 单片机为控制核心,通过可 编程接口芯片8155 对单片机的I/0 接口进行扩展川,可监控8 个警戒防区且有对应的 皿D 指示灯来表明防区工作状态。4×4 键盘是由单片机8031 的P1 口组成行列式扫 描阵列,通过软件实现键识别川,进行人机对话操作。 3.2 输入信号预处理电路设计 传感器探头网络输出为正常/开路/短路三态输出信号,三态输出使探头网络具有防 破坏能力。预处理电路为二态输出信号:正常/报警(0/1)。 可见预处理信号为三态输入、二态输出。 本设计选用低功耗、高性能、低造价的比较器(IC 为四比较器LM339)合成方法实 现了系统要求的预处理信号。一片该芯片可以完成2 个防区输入信号的预处理功能。 3.3 低功耗设计 该报警器是专门保安控制器,可靠性是设计重点。为防止市电供电遭到破坏导致保 安事故,电源设计成交流供电/直流浮充式备份的复合供电结构。由于受直流供电能够维 持足够长的有效保安时间,提出低功耗设计的特殊要求。 低功耗电气设计已经通过芯片选型实施在硬件结构析各个部分,这里仅对报警器中 用电“大户”LED 灯进行特殊设计。 设计中全部LED 采用共地接法。利用单片机接口读人交流电信号Acs,利用四D 的 驱动集成块74LS240/74 凶244 门控端G,控制全部皿D,其控制逻辑为: Acs=1(有交流电),G=1(皿D 灯亮) Acs=0(交流失电),G=1(皿D 灯灭) LED 低功耗电路 为能在Ac 掉电时仍能用IZD 显示报警器的工作状态,要求软件设计控制四D在键盘 操作和报警时恢复G=0,这样的设计既能够保证降低交流失电时的功能,又不影响皿D 的显示功能。 4 软件设计 4.1 软件设计基本任务 (1)用户保安功能编程; (2)对警戒防区实时监控报警; (3)防误报处理; (4)低功耗功能软件实现。 4.2 软件模块化设计 为了便于分析与设计,本软件设计采用结构化程序设计方法,各功能程序实现模块 化、子程序化。全部程序包括:主程序、CTC0 中断服务程序、CTC1 中断服务服务程序, 皆由MCS-51 汇编语言编制。 主程序由初始化模块、键盘扫描处理程序、用户编程模块、警戒防区监控模块组成。 主程序框图如图5 所示。 CTC0 中断服务程序执行CTC1 发计数脉冲任务。CTC0 作为定时器,CTC1 作为计 数器,CTC0 和CTC1 联合产生20m 时基周期[3]。 CTC1 中断服务程序由实时时钟计时模块、防误报处理模块、报警模块、低功耗处 理模块组成。中断服务程序见图6、图7 所示。 5 结束语 该报警器的特点是对重要、集中的保安区域实现保险库式的计算机智能化电子 警戒。该报警器经过专家鉴定并投入市场使用。经过开发阶段、调试、运行不同时期考 验,证明此设计方案合理,产品性能可靠、成本低廉、可取代同类进口产品。
|
|
|
|
|
|
|
|
|