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1、 本 科 毕 业 论 文 基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统The Family Guard against Theft and Alarm System Based on GSM Modem目 录摘要I引言1第一章 绪论21.1 防盗报警系统发展概况21.2 设计背景目的31.3 报警系统的应用3第二章 整体设计方案42.1 方案选择论证42.2 主控芯片单片机的选择42.2.1 AT89S52的主要性能62.2.2 AT89S52的引脚结构62.3 通信模块的选择72.3.1 GSM Modem 的主要功能72.3.2 GSM Modem 的硬件接口72.4 传感器的选择72.4.1 红
2、外传感器72.4.2 烟雾传感器82.4.3 气体泄漏传感器82.5 键盘显示芯片选择82.6 存储器的选择102.7 时钟芯片的选择112.7.1 DS12887功能112.7.2 DS12887引脚定义11第三章 系统硬件设计123.1 系统结构原理图123.2 电源部分123.2.1 单片机的电源123.2.2 备用电源133.3 时钟电路143.3.1 单片机时钟电路143.3.2 系统的时钟电路143.4信号采集电路163.4.1 红外信号检测163.4.2 气体、烟雾检测173.5 复位电路183.6 键盘显示电路183.7通信电路203.7.1 发射、接收电路203.7.2 GS
3、M模块与单片机的连接21第四章 家庭防盗报警系统的软件设计224.1主程序流程图（图4.1）224.2 外部中断0中断服务子程序流程图（图4.2）234.3 通信模块的设置234.3.1 设置短信中心号234.3.2 利用GSM MODEM 向普通手机发短信244.4 串口控制SMS的工作原理25结论26致谢27参考文献28附录一：硬件设计总图29附录二：部分程序源代码30基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统摘要: 该设计是采用AT89S52单片机实现的基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统。该系统主要由单片机AT89S52、HRH GSM Modem短信模块、HD7279键盘显示芯片、DS12
4、887实时时钟芯片、315MHZ调幅遥控器、传感器和其它基本外围电路组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息，直接把报警地点的情况反映到所设定的手机屏幕上。该系统采用AT89S52单片机作为主控制芯片，通过HRH GSM Modem来进行通信，采用红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便，并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。同时附加电路通过HD7279键盘显示芯片来预设防盗报警系统的电话号码，DS12887实时时钟芯片对发生警情的时间进行记录和保证系统的可靠运行，315MHZ调幅遥控器来实现用户在进入防区前或离开
5、防区后能对系统的布、撤防状态进行改变。该设计用单片机作为控制核心，配以其它高精度进口集成器件，加上对软件的精心设计，实现了家庭防盗报警。硬件设计采用PROTEL DXP软件，完成了系统的键盘接口电路、时钟电路、电源电路、发射接收电路、传感器采集信号等模块的电路原理图的设计。软件设计采用Keil C51开发系统，完成了程序模块规划及各个模块的设计与编程，实现了对信号处理过程的编程和调试。它具有电路简单、功能齐全、性价比高等特点，是一种经济、实用的家庭防盗报警系统。关键词：单片机;GSM模块;传感器IThe Family Guard against Theft and Alarm System B
6、ased on GSM ModemAbstract: This design is the use of AT89S52 MCU to achieve The Family guard against theft and Alarm system Based on GSM Modem.It is made up of AT89S52 MCU、HRH GSMModem、HD7297 keyboard display chip、DS12887 real-time clock chip、315MHZ remote controlsensors and other basic peripheral c
7、ircuits. It will display the alarm content in Chinese directly at your mobile screen, and it recurs to the most reliable GSM mobile network.The System use AT89S52 MCU as the control core chip, through the HRH GSM Modem for communications,it adopted initiative infrared sensor to detect, and it turned
8、 the traditional alarm net and alarm windows to immateriality. Besides, the system equipped the smog sensor and leakiness sensor of gas and guarded against fire and gas leakiness. Meanwhile,additional circuit to default the telephone number of guard against theft and Alarm system by HD7297 keyboard
9、display chip, throught DS12887 real-time clock chip to record the situation occurred in time for police and to ensure reliable operation of the system,315MHZ remote control to achieve the user to change the systems position before enter or after leave the standoff. The design use AT89S52 MCU as the
10、control core,with the other imported high-precision integration,combined with sofeware designed to achieve The Family guard against theft and alarm.The hardware design using proteldxp to achieve the circuit schematic diagram designs of the system keyboard interfance circuit ,clock circuits,power cir
11、cuits,transcerver circuits and the sensor signal acquisition module and so on. The software development system of keil C51 is used to design the software. And the procedure of the processing of signal has been completed and debugged successfully. It has the feature of circuit simple、full-featured、co
12、st-effective, is an economic, practical the family guard against theft and Alarm system.IIKeywords：MCU;GSM modem;Senor引 言目前传统的机械式（防盗网、防盗窗）安防系统在实际使用中暴露了很多隐患，例如：为其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。随着电子技术的飞速发展，报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。而各种防盗报警系统之间的主要区别是在于如何让分机与主机、分机与用户之间进行通讯。目前市场上常见的防盗报警系统的通信方式有固定电话拨号、以太网
13、、集群系统等等。但它们有各自的缺点：1.固定电话拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断电话线或恶意占线，使其在关键时刻失灵。2.以太网同样面临着线路被切断的隐患，且不易普及。3.集群系统功耗很大，网络架设和维护费用很高，而且需要购买固定的频点。针对以上通信方式的优、缺点，我设计了基于GSM短信模块的家庭无线防盗报警系统。此系统可解决这些隐患，让家庭防盗更及时、使用更方便。它不再依赖有线电话执行报警，而是借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气
14、泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。第一章 绪论1.1 防盗报警系统发展概况当科技还不发达的时候，人们依靠安装防盗门、防盗网及人工防犯来防止犯罪分子对住宅的入侵，这对于当时的人们来说，这种防盗装置已经够用，但是随着科学技术的不断发展，这些防盗装置已经不能满足人们的需求，因为这种安防装置不但有碍美观,而且不符合防火要求。人们开始利用电子技术与网络技术来设计新的防盗系统，常见的防盗报警系统的有固定点电话联网防盗报警系统、以太网、集群系统、AURINE家庭报警系统、智能拨号防盗报警系统等，来有效防止犯罪分子的入侵。目前我国大多数家庭都是双职工,当发生警情时,不能及时地处理。当固定电话被普遍使用时
15、，人们开始利用固定点电话联网防盗报警系统来实现家庭防盗报警，该系统由编程主机、探测器、门磁和遥控器组成，适用于家居安全技术防范。可单家独户使用，也可与目前广泛使用的安定宝（ContactID通讯格式）报警中心台联网，组成一套先进的全方位科学技术安全防范网络，一旦发生警情，能把报警信息通过邮电通讯网络瞬间远程传输到用户设定的固定电话上，同时向接警中心报告，中心联网电脑可通过电子地图、数据库、电脑语音提示，监听现场情况，显示发生警情的单位、地址、方位、发案时间、所辖派出所（巡逻大队）警力分布，及时调动警力作出快速处理。随后，人们又开始利用智能拨号防盗报警系统来实现家庭防盗报警，智能拨号防盗报警系统
16、,配合各种无线探测器，可实现智能化防盗、防火、防燃气漏露、紧急求救等功能。当有人非法进入设防区域时，系统将鸣响警笛报警，并自动循环拨打事先设置好的16组电话报警，可通过面板的八个防区显示准确知道报警位置，并且能够设置在家布防此时家中有人走动不会报警，周界有人进入会立即触，离家布防此时所有的探测器处于警界状态，可以联网报警。它设有8个有线防区/16个无线防区兼容，自录语音，语音分防区拨号报警，识别各种警情键盘面板操作，“黑匣子”功能，记录布、撤防、报警等事件，随时查阅，现场报警，启动内置警号，恐吓窃贼，拨号报警，电话遥控，异地监听，系统定时巡检，自动显示和打印警情，数据永久保存备查。随着科学技术
17、的飞速发展，家庭防盗报警系统逐渐向智能化方向发展，出现了各种各样的智能化的防盗报警系统，在以后的发展中，将会出现越来越高级实用的家庭防盗报警装置，也是我们这一代人所研究的方向。1.2 设计背景目的随着电子技术的飞速发展，报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。目前传统的机械式（防盗网、防盗窗）安防系统已不能满足人们需求，本系统的设计是对家庭防盗报警系统的研究，随着信息时代的到来，手机通讯工具越来越普及。该设计正是利用这一点，展开对家庭防盗报警系统的研究，解决了传统的机械式（防盗网、防盗窗）安防系统中存在的隐患，如为其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。它用
18、AT89S52单片机实现基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到主人的手机屏幕上，这使家庭防盗使用起来更及时、更方便。1.3 报警系统的应用该设计是基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统。根据防盗报警系统要求，通过传感器检测家庭安全隐患，把检测结果送入单片机，通过单片机控制GSM Modem向预先设定好的手机号码发送报警信号，在设计的报警系统中，不仅可以通过防盗传感器发送防盗报警信号，也添加了烟雾传感器和气体泄漏传感器来检测烟雾和气体信号，实现防火、防燃气泄漏的作用，同时配备了HD7279键盘来自己设置报警手机号码和315MHZ调幅遥控器来
19、实现用户在进入防区前或离开防区后能对系统的布、撤防状态进行改变。第二章 整体设计方案2.1 方案选择论证防盗报警系统设计防盗报警系统一般是由入侵探测器、防盗报警控制器和接警中心(硬件加软件)组成。它的最简形式是本地(家庭、单位等)报警系统,它的组成部分是入侵探测器和本地报警控制器,以及声光报警器。该系统设计方案有以下两种：方案一：利用固定点电话联网防盗报警系统来实现家庭防盗报警，该系统由编程主机、探测器、门磁和遥控器组成，一旦发生警情，能把报警信息通过邮电通讯网络瞬间远程传输到用户设定的固定电话上，同时向接警中心报告，中心联网电脑可通过电子地图、数据库、电脑语音提示，监听现场情况，显示发生警情
20、的单位、地址、方位、发案时间、所辖派出所（巡逻大队）警力分布，及时调动警力作出快速处理。方案二：通过传感器检测家庭安全隐患，把检测结果送入单片机，通过单片机控制GSM Modem向预先设定好的手机号码发送报警信号，在设计的报警系统中，不仅可以通过防盗传感器发送防盗报警信号，也添加了烟雾传感器和气体泄漏传感器来检测烟雾和气体信号，实现防火、防燃气泄漏的作用，同时配备了HD7279键盘来自己设置报警手机号码和315MHZ调幅遥控器来实现用户在进入防区前或离开防区后能对系统的布、撤防状态进行改变。通过比较，方案二能更能满足我们实时快捷的要求，更加简单有效，故本设计选择方案二。2.2 主控芯片单片机的
21、选择20世纪80年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上一些著名的计算机厂家已投放市场的产品就有50多个系列，数百个品种。目前世界上较为著名的8位单片机的生产厂家和主要机型如下：美国Intel公司：MCS51系列及其增强型系列美国Motorola公司：6801系列和6805系列美国Atmel公司：89C51等单片机美国Zilog公司：Z8系列及SUPER8美国Fairchild公司：F8系列和3870系列美国Rockwell公司：6500/1系列美国TI（德克萨司仪器仪表）公司：TMS7000系列NS（美国国家半导体）公司：NS8070系列尽管单片机的品种很多，但是在我国使用最
22、多的还是Intel公司的MCS51系列单片机和美国Atmel公司的89C51单片机。MCS51系列单片机包括三个基本型8031、8051、8751。8031内部包括一个8位CPU、128个字节RAM，21个特殊功能寄存器（SFR）、4个8位并行I/O口、1个全双工串行口、2个16位定时器/计数器，但片内无程序存储器，需外扩EPROM芯片。比较麻烦，不予采用。8051是在8031的基础上，片内集成有4KB ROM，作为程序存储器，是一个程序不超过4K字节的小系统。ROM内的程序是公司制作芯片时，代为用户烧制的，出厂的8051都是含有特殊用途的单片机。所以8051适合与应用在程序已定，且批量大的单
23、片机产品中。也不予采用。8751是在8031基础上，增加了4K字节的EPROM，它构成了一个程序小于4KB的小系统。用户可以将程序固化在EPROM中，可以反复修改程序。但其价格相对8031较贵。8031外扩一片4KB EPROM的就相当与8751，它的最大优点是价格低。随着大规模集成电路技术的不断发展，能装入片内的外围接口电路也可以是大规模的。也不予采用。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8KB 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常
24、规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位
25、为止。故此设计采用AT89S52。2.2.1 AT89S52的主要性能l与 MCS-51 单片机产品兼容l8K 字节在系统可编程 Flash 存储器l1000 次擦写周期l全静态操作：0Hz33Hzl三级加密程序存储器l32 个可编程 I/O 口线l三个 16 位定时器/计数器l八个中断源l 全双工 UART 串行通道 l 低功耗空闲和掉电模式 l掉电后中断可唤醒l看门狗定时器l双数据指针l掉电标识符AT89S52封装引脚如图2.1所示 2.2.2 AT89S52的引脚结构图2.1 AT89S52封装引脚 2.3 通信模块的选择随着微电子技术与网络技术的飞速发展，手机通讯工具已经被普遍使用，基
26、于这一点，我设计了基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统，而由于HRH GSM Modem 内嵌高可靠性的GSM 引擎（GSM Cellular Engine）和51 单片机系统（MCS51），标准串行接口和精简的软件接口协议将用户从繁杂的GSM 通信标准解析和调试中解脱出来，使用方便，而且公网的数据传输具有通信范围广（GSM 网络基本覆盖全国），传输稳定、可靠等特点。因此本设计选用HRH GSM Modem来进行通信。2.3.1 GSM Modem的主要功能1.收发短信；2.借助短信实现远程小批量数据传输；3.语音通话（GSM 电话）；4.数传模式实现无线实时数据通信；5.无线上网（自动应答型
27、）。2.3.2 GSM Modem 的硬件接口模块要求12V/500mA供电，与计算机或单片机通过串口通信，波特率9600bps，通过SIM卡座来安装SIM卡。2.4 传感器的选择要实现防盗、防火、防燃气泄漏，相应的传感器是必不可少的，而无论是哪种传感器，其最终输出的都是开关量。2.4.1 红外传感器对于防盗传感器，本系统采用主动式红外对射传感器，它相对于传统的被动式热释红外传感器有以下优点：1.主动式对射红外传感器安装于门窗及一切需要设防的位置，采用多光束综合判断，当有一定体积的障碍物遮挡时，才被触发，极大的降低了传感器的误报；2.由于其安装在门窗等位置，使夜间主人的正常活动不受限制，这给用
28、户提供了极大的夜间布防的可能。2.4.2 烟雾传感器本设计选用离子式烟雾传感器，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。2.4.3 气体泄漏传感器本设计选用电化学型气体传感器，电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数，市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器。近年来，又开发了检测酸性气体和毒性气体的原电池式传感器。可控电位电解式传感器是通过测量电解时流过的电流来检测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压，除了
29、能检测，等气体外，还能检测血液中的氧体积分数。电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数离子电极式气体传感器出现得较早，通过测量离子极化电流来检测气体的体积分数，电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高、选择性好。2.5 键盘显示芯片选择为了实现系统发生警情时能够向指定的号码发送短信息的功能，则必须有键盘和LED显示，来对防盗报警系统进行电话号码的预设，而HD7279键盘显示芯片支持64键盘和8位数码管动态显示，与传统的键盘显示芯片8279相比，外围芯片少，与CPU仅有4线串行通信，大大的节省了CPU I/O口的资源；HD7279内部含有译码器，可直接接受
30、BCD码或16进制码，并同时具有两种译码方式。此外，还具有多种控制指令，如左移、右移、闪烁、消隐、段寻址等；HD7279具有片选信号，可方便的实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。所以本设计选用HD7279键盘显示芯片来预设防盗报警系统和电话号码。HD7279是一片具有串行接口的、可同时驱动8位共阴式数码管(或64只独立LED)的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵电路，即可完成LED显示键盘接口的全部功能。HD7279内部含有译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式。此外，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。HD7279具有片
31、选信号可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。特点：串行接口，无需外围元件可直接驱动LED各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性循环左移/循环右移指令具有段寻址指令，方便控制独立LED64键键盘控制器，内含抖动电路有DIP和SOIC两种封装形式供选择HD7279的管脚封装如图2.2所示 图2.2 HD7279的管脚封装HD7279引脚如表一所示表一 HD7279引脚引脚名称说明1，2VDD正电源3，5NC无连接，必须悬空4VSS接地6CS片选输入端，此引脚为低电平时，可向芯片发送指令及读取键盘数据7CLK同步时钟输入端，向芯片发送数据及读取键盘数据时，此引脚电平上升沿表示数据有效8
32、DATA串行数据输入/输出端，当芯片接收指令时，此引脚为输入端；当读取键盘数据时，此引脚在读指令最后一个时钟的下降沿变为输出端9KEY按键有效输出端，平时为高电平，当检测到有效按键时，此引脚变为低电平10-16SG-SA段g-段a驱动输出17DP小数点驱动输出18-25DIGO-DIG7数字0-数字7驱动输出26CLK0振荡输出端27RCRC振荡器连接端28RESET复位端2.6 存储器的选择为了实现对预设电话号码的存储和对报警信息的记录，本系统采用了能够保证掉电数据不丢失的铁电存储器，该类存储器相对于传统的EEPROM有许多优点：1.传统的EEPROM写入次数有限，一般为10万次，而铁电存储
33、器有着近乎无限次擦写的特性；2.传统的EEPROM写入速度较慢，一般需要CPU延时几个NOP的时间来等待写入，而铁电存储器有着和RAM相同的操作速度；3.EEPROM需要较大的能量来完成一次擦写，而铁电存储器在写入时属于微功耗。同时本设计选用了FM24C16来作为非易失性数据存储器，其特点如下：1. FM24C16A是一种串行非易失存储器，它的结构容量为512*8位，接口方式为工业标准二线制造串行接口，与串行EEPROM的功能操作相似，与EEPROM具有相同的引脚排列，不同之处在于，FM24C16A具有非常出色的写操作性能；2.FRAM内部采用读恢复机制操作。所以读写次数与每一次读写都有关系。
34、FRAM结构是基于行与列阵列排布，每次访问都会使一行减少一次读写寿命。铁电的擦写次数几乎可以说是无限次。即使每秒访问3000次，连续使用十年，使用寿命仍未终止。2.7 时钟芯片的选择为了实现发生警情时，对发生警情的时间进行记录，且为了保证系统的可靠运行，要求系统进行自检并定时上报系统运行状态，因此需要系统具有实时时钟功能。DS12887采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部。采用DS12887芯片设计的时钟电路不需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微轼耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合
35、中。故本设计选用了DS12887实时时钟芯片。2.7.1 DS12887功能该模块有两个功能：一是为系统提供实时的时间日历信息；二是送出一个周期为125ms的方波作为MCU AT89S52外部中断INT0的中断源，以产生周期性中断采集数据。该模块主要由DS12887组成，具体的接口电路如图所示。DS12887是DALLAS公司生产的实时日历时钟芯片，其主要功能包括非易失性时日历时钟、报警器、可编程中断、方波发生器和114字节的非易失静态RAM。DS12887管脚如图2.5所示 2.7.2 DS12887引脚定义 AD0-AD7：地址/数据，应接P0口。MOT：总线类型选择，与AT89S52连接
36、时接地。CS：片选端，地址选通，与AT89S52连接时接ALE。R/W：读/写控制，与AT89S52连接时接WD。DS：数据选通，与AT89S52连接时接RD。图2.5 DS12887管脚RESET：复位端，接+5V。 IRQ：中断请求输出。DS12887管脚如图2.5所示第三章 系统硬件设计3.1 系统结构原理图主电路采用AT89S52，由于AT89S52内含8KB容量，因此在设计中不需要外扩ROM。硬件电路主要有键盘接口电路、时钟电路、电源电路、发射接收电路、传感器采集信号电路等组成。电路原理框图如图3.1所示：红外传感器烟雾传感器燃气泄漏传感感感器MCU遥控布、撤防备 用 电 源GSM模
37、块图3.1 系统总体框图3.2 电源部分单片机电源图3.2所示3.2.1 单片机的电源5VS1DS1outinGND7805220v1N5406D3R11KC4100pFC3100pFBridge1D12TransT1图3.2 单片机电源由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，所以一般需要单独设计电源电路，单片机要求电源中应尽量较少纹波,电压要恒定,且单片机复位电路要稳定、可靠,考故需要设计一个直流稳压电源给单片机供电，先经变压器转为9伏的交流电，再通过桥堆2W10对输入的9 伏的交流电进行整流，然后通过电容滤波，稳压器进行稳压，使后续电路的电压稳
38、定为 +5伏，电源指示灯亮，说明该模块能正常工作。3.2.2 备用电源为了防止窃贼在进入防区之前将系统的供电交流电源切断，系统必须能够在交流电源被切断后继续正常运行一段时间，本系统采用12V/7AH的铅酸蓄电池作为后备电源，这就给系统设计提出了一个继续解决的问题：就是蓄电池的充电电源管理问题。由于铅酸蓄电池在过充情况下电解液会发生气化现象，导致蓄电池的寿命降低 ，蓄电池在充满电时，蓄电池的电压大概在13.6V左右，在欠压时电压大概在10.9V左右，根据这个特点，本人发现此充放电特性符合滞回比较器的传输特性，即将滞回比较器的上限阈值设为13.6V，下限阈值设定为10.9V，当充满电后，使滞回比较
39、器控制继电器将充电限流电阻切换到较大的限流电阻上；当放电到10.9V时，滞回比较器控制继电器将限流电阻切换到较小的限流电阻上，并且保障系统正常工作电流要小于快充充电电路的电流，而大于慢充充电电路的电流。这样就能保证滞回比较器始终工作在10.9V13.6V的滞回带内，即保证蓄电池既不欠压又不过充。滞回比较器:有滞回特性，具有抗干扰能。从反相输入端输入的滞回比较器电路如图3.3所示，电路中引入了正反馈。 U0 + - 0 + - ARR2R1DU0U1P图3.4 电压传输特性图3.3 滞回比较器电路滞回比较器工作原理：从集成运放输出端的限幅电路可以看出，。集成运放反相输入端电位，同相输，入端电位
40、(3-2-1) 根据“虚短”,求出的就是阈值电压，因此得出 (3-2-2)当 ，因而 所以当 ，因而,所以 可见，从跃变为和从跃变为的阈值电压是不同的。电压传输特性如图3.4所示。3.3 时钟电路单片机时钟电路如图3.5所示 3.3.1 单片机时钟电路图3.5 单片机时钟电路该模块使用11.0592MHZ的晶振和两个30PF的电容来实现的，它为单片机提供工作时的时钟脉冲，没有该模块单片机将不能工作。晶振和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定、可靠的工作。3.3.2 系统的时钟电路为了实现发生警情时，对发生警情的时间进行记录，且为了保证系统的可靠运行，要求系统
41、进行自检并定时上报系统运行状态，本设计选用了DS12887实时时钟芯片。时间和日历信息通过读相应的内存字节来获取，时间、日历和定时闹钟通过写相应的内存字节设置或初始化，其字节内容可以是十进制或BCD形式。时间可选择12小时制或24小时制，当选择12小时制时，小时字节高位为逻辑“1”代表PM。时间、日历和定闹字节是双缓冲的，总是可访问的。每秒钟这10个字节走时1秒，检查一次定闹条件，如在更新时，读时间和日历可能引起错误。三个字节的定闹字节有两种使用方法。第一种，当定闹时间写入相应时、分秒定闹单元，在定时允许、闹钟位置高电平的条件下，定闹中断每天准时起动一次。第二种，在三个定闹字节中插入一个或多个
42、不关心码。不关心码是任意从C0到FF的16进制数。当小时字节的不关心码位置时，定闹为1小时发生一次，由于小时和分钟定闹字节置不关心位时，每分钟定闹一次；当三个字节都置不关心位时，每秒中断一次。时钟芯片与单片机的连接如图3.6所示 图3.6 时钟芯片与单片机的连接DS12887采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部。采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。其主要功能如下：1内含一个锂电池，断电情况运行十年以上不丢
43、失数据。2计秒、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能。3二进制数码或BCD码表示时间、日历和定闹。412小时或24小时制，12小时时钟模式带有PM和AM指导，有夏令时功能。5MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择。6有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能。7中断信号输出(IRQ)和总线兼容，定闹中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。3.4信号采集电路3.4.1 红外信号检测信号检测电路主要由红外检测探头SD02和BISS0001信号处理电路组成。
44、信号检测电路如图所示。配以滤波镜片和阻抗匹配用场效应管组成的红外传感器，以非接触方式检测出来自人体的红外辐射并将其转换成电信号，经BISS0001中的运放N1的前置放大、运算放大器N2的第二级放大，将直流电位抬高为内置电压Um后送到由比较器N4、N5组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Us。由于内置电压UH0.7UDD、UL0.3UDD，当UDD=5V时，可有效地抑制1V的噪声干扰。N3作为条件比较器，当输入电压Uc小于内置电压UR(0.2UDD)时，N3输出为低电平封住了Us向下级递送。而当UcUR时，N3输出为高电平，打开与门N7，此时若有触发信号Us的上跳变前沿到来，则可启动延时定时器，同
45、时Uo输出为高电平。比较器的域值选取很重要，域值太低易误报，太高则灵敏度低。在定时周期Tx内，BISS0001的输出端2为高电位，则晶体管VT1饱和导通，其集电极为低电位，将这一信号送到由单片机及无线发射电路组成的编码及无线发射电路，接到编码用的单片机的P0.0口，单片机将该探头编码后通过无线发射;在Tx结束时，BISS0001进入封锁周期Ti，其输出端变为低电平，晶体管截止，其集电极为高电平。BISS0001的1脚(A端)与电源相连，使信号检测电路处于重复触发。Tx定时间隔可由BISS0001的3脚和4脚上所接的电阻和电容来确定。信号检测探头仰角可在120范围内调节，并通过改变仰角来进行实际探测距离的调节，我们可通过实际测试来调整，也可以调整信号检测电路中的可调电阻RP来调整探头的检测距离，本设计电路可探测距离为30m。红外信号检测电路如图3.7所示3.4.2 气体、烟雾检测气体、烟雾检测电路如
