1.1 主控制器的選擇
采用凌陽公司的16位單片機SPCE061A作為主控制器,。由于SPCE061A內置有2 KB的SRAM和32 KB的內存FLASH,，能滿足本系統(tǒng)存儲密碼及各類數(shù)據(jù)的要求,，且CPU時鐘頻率高達49.152 MHz,，能保證響應的快速性，內置的語音模塊更提高了系統(tǒng)人機界面的友好性,。
1.2 異地監(jiān)控方案選擇
采用無線通信方式,。使用無線收發(fā)模塊NRF2401進行無線通信。這種通信方式不受線路長短影響,，主從站位置可任意設置,，布置比較靈活,。
1.3 貴重物品檢測方案選擇
門框寬一般在1~2 m,，采用射頻收發(fā)模塊實現(xiàn)較為方便，將發(fā)射機附在貴重物品上,，接收機固定在門口,，當貴重物品出入時,，即可進行記錄。發(fā)射機與接收機電路結構都較簡單,，體積小,，攜帶方便。
1.4 系統(tǒng)總體框圖
根據(jù)上述設計思想,，系統(tǒng)總體框圖如圖1所示,。系統(tǒng)由上位機和下位機兩大部分組成。上位機進行鍵盤輸入,、語音提示,、報警和人員物品進出情況記錄。下位機進行煙霧檢測,、人體紅外檢測,、貴重物品檢測、人員進出情況檢測等數(shù)據(jù)采集工作,。下位機通過無線收發(fā)模塊將檢測信號送入上位機,。上位機進行數(shù)據(jù)處理并作出相應動作。
圖1 系統(tǒng)總體框圖
2 理論分析與計算
2.1 物品檢測電路的計算
采用無線發(fā)射與接收方式進行貴重物品檢測,，通信距離與發(fā)射功率,、接收靈敏度和工作頻率有關。選用通信頻率為8MHz,，電感為47μH,。
2.2 控制方案分析
根據(jù)題目要求，為實現(xiàn)對宿舍安防情況進行異地監(jiān)控,，采用一主兩從的方式進行模擬,，其中主站可以實現(xiàn)對從站的搜索，實時顯示從站是否在線,，并進行信息的接收處理,、顯示、記錄與報警,，從站進行信息獲取與發(fā)送,。主站上可實現(xiàn)對從站信息的實時顯示，并將報警及貴重物品進出信息存儲在主站的FLASH內,，省去了外接存儲芯片,，可方便地讀取與顯示。利用人體傳感器并通過對進出宿舍的人員進行計數(shù)來確定宿舍內人數(shù),，并提示鎖門,。采用單片機內部時鐘作為時間基準，通過鍵盤進行時間設定,，用以記錄報警時間,。利用單片機內部的語音模塊實現(xiàn)語音報警,，直觀實用。這種控制方案充分利用了單片機的片內資源,，使用外部器件少,，簡單實用。
2.3 煙霧探測模塊
采用MQ-2煙霧傳感器,，它具有探測范圍廣,，靈敏度高，響應恢復快,，穩(wěn)定性優(yōu),，壽命長等優(yōu)點，配以簡單的驅動電路即可實現(xiàn)煙霧檢測,。煙霧傳感器電路如圖2所示,。當未檢測到煙霧信號時，比較器輸出低電平,；當傳感器檢測到煙霧信號時,，比較器輸出5 V高電平，報警器動作,。
圖2 煙霧傳感器結構
2.4 人體紅外探測模塊
采用芯片BISS0001配以熱釋電紅外傳感器KBS-6B和少量外接元器件構成被動式紅外人體傳感器,。加裝菲涅爾透鏡大大提高了檢測范圍，很好的滿足了人體檢測需求,。當有人從熱釋電傳感器通過時,，BISS0001的V.口輸出一正向脈沖，報警器動作,。電路結構如圖3所示,。
圖3 釋熱電紅外傳感器結構
2.5 人員進出檢測設計
采用前后放置的兩個紅外光電開關，通過對開關順序的檢測確定人員進/出宿舍,。當有人出宿舍時控制信號1先置高,，然后控制信號2置高，通過對時序的判斷即可得出人員外出的結論,。有人進入時同理,。檢測電路如圖4所示。
圖4 人員進出檢測電路圖
2.6 貴重物品檢測設計
為達到貴重物品檢測的要求,，將一單調諧回路諧振放大器至于卡片內,，卡片掛在貴重物品上，卡片向外發(fā)出射頻信號,，當其出入宿舍時,，與副邊線圈發(fā)生諧振，負載電壓發(fā)生變化，通過對負載的檢測即可記錄人員進出情況,。電路如圖5所示,。
圖5 貴重物品檢測電路圖
3 程序設計
主站系統(tǒng)加電后進行初始化并要求輸入密碼,，密碼輸入正確即可對火災,、貴重物品、鍵盤等進行監(jiān)控,，并根據(jù)監(jiān)控的情況作出相應的處理,。從站加電初始化后即開始對各個傳感器狀態(tài)進行監(jiān)控并進行數(shù)據(jù)發(fā)送。其程序流程如圖6所示,。
圖6 主程序流程圖
4 測試數(shù)據(jù)與分析
4.1 測試儀器
測試儀器及型號如表1所示,。
4.2 測試方法及測試數(shù)據(jù)
測試方法及測試數(shù)據(jù)如表2、表3所示,。
表2的測試數(shù)據(jù)表明,，煙霧傳感器性能良好。
表3顯示的測試數(shù)據(jù)符合設計要求,。
5 結語
本系統(tǒng)通過測試較好地實現(xiàn)了設計的各項要求,。主要創(chuàng)新是加入了語音報警功能，更加實用,；加入從站搜索功能,，可以實時顯示各從站的工作狀態(tài)；加入無人看守功能,，并能在特定時段發(fā)現(xiàn)人員活動后立即發(fā)出報警,；加入時鐘功能，可實現(xiàn)時間設定和顯示,。