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1、西安建筑科技大学课程设计（论文）任务书专业班级：测控0901学生姓名：指导教师（签名）：一、课程设计（论文）题目家居智能安防系统设计二、本次课程设计（论文）应达到的目的1、了解各类传感器在家居安防系统中的应用；2、了解和掌握家居智能安防监控系统的搭建和设计；三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、 设计要求等）1、了解各类传感器在家居安防系统中的应用、当前家居安全防范系统的应用和实施现状；2、选择合适的传感器，搭建一个适合于给定对象家居安防的智能监控报警系统；3、完成家居安防智能监控系统方案的设计（内容应包括：传感器的选择和数量配置、传感器采集信号的处理和传输、相
2、关信号的处理）；4、给出系统原理图（用VISIO绘制）5、报告要求用16K纸打印完成四、应收集的资料及主要参考文献：1. 传感器原理及工程应用郁有文编著 西电出版社2003.7.2. 其他与本课程设计题目相关的资料五、审核批准意见教研室主任（签字）摘要随着国民经济的发展，人民的生活水平日益提高，人们对生活质量提出了 更高的要求，希望生活更加安全舒适。但是，一些家庭由于疏忽大意时常会出 现一些火灾或煤气泄露险情以及财物被盗的情况，给家庭和社会带来巨大的损 失，因此迫切需要利用高技术的智能化手段，为家庭提供一个安全舒适的家居环 境，智能家居安防系统能在各种紧急情况出现的第一时间报警，通知物业管理中
3、 心和住户，把险情消灭在萌芽状态，减少各种损失。为家庭生活的安全舒适提供 强有力的保障。在现今的中国门业市场中，较高端的智能门具备了较多的智能化功能，诸如： 现场声音报警功能、远程自动报警功能、一键撤布防功能、无需供电、信号传输 功能、外出布防功能、室内布防功能、盗窃现场监控功能、门磁防撬功能、防拆 报警功能、主机自动复位功能、多元防区报警提示功能、芯片唯一身份识别功能、 烟雾感应报警功能、燃气感应报警功能、红外感应幕帘功能、语音护窗报警功能、 一键紧急呼叫功能等强大智能化功能，随着科技的不断发展，一些高端智能门产 品还具备了全天候无电传输，通过电话线的弱电为智能门供电，以及像奔驰、宝 马的高
4、档轿车一车无钥匙的自动感应开门系统。目录摘要2一、各类传感器在家居安防系统中的简介3二、我研究的内容4三、功能简介5四、原理5无线门磁传感器的特点6五、接线6六、无线门磁传感器6七、内部结构7八、内部设定9(1) 、18位地址码设定9(2) 、4位数据码设定10(3) 、振荡电阻设定10(4) 、低电压指示灯101、 原理图102、 接收板12九、结论13十、参考文献14家居智能安防系统设计一、各类传感器在家居安防系统中简介（1）、烟感探测器家庭火灾是常见事故之一，为避免和减少火灾事故，保护住户安全，要设置 火灾自动报警系统，烟感探测器安装在起居室和卧室内，监测房间的火灾隐患， 及时向家人和物
5、业管理中心发出报警信号。（2）、红外线探头为防止陌生人员的非法进入，在住室的适当位置，设置红外线探头等探测设 施。一旦有非法人员进入，通过本户的报警控制器，予以报警，告知家人和保 安人员。（3）、可燃气体探测器在城市以煤气，天然气、石油液化气等可燃气体为厨房燃料。由于使用及 管理不当正常引起火灾中毒和爆炸事故，为监测可燃气体泄漏，在火灾自动报警 系统中，设可燃气体探测器，把它安装在厨房或有可燃气体阀门的房间。（4）、玻璃破碎报警器打碎住户玻璃进入室内抢劫、杀人、放火等作案事故。在住宅小区内时有发 生，为防止此类事件的发生，可以在住户的玻璃门，窗户设置玻璃破碎探测器。 .（5）、门磁开关报警器为
6、防止非法人员破门进入住户，在每一住户大门处设置门磁开关，一旦非法 破门侵入，门磁开关便发出报警信号，通告物业管理的保安部门。见下图；燃气探测器关键字：无线门石磁、我主要研究的是家器是无线门磁传感器二、我研究的内容三、功能简介无线门磁传感器是一种在保安监控、安全防范系统中非常常用的器件，无线 门磁传感器工作很可靠、体积小巧，尤其是通过无线的方式工作，使得安装和使 用非常方便、灵活，而且价格也不贵。自己要开门、窗时，可由开关控制。适用 于网吧，居民住宅、办公室、商店柜台等的防盗。四、原理（采用型号RC-MO2）无线门磁传感器立即发射特定的无线电波，远距离向主机报警。无线门磁的 无线报警信号在开阔地
7、能传输200米，在一般住宅中能传输20米，和周围的环 境密切相关。无线门磁传感器的特点： 无线门磁一般采用省电设计，当门关闭时它不发射无线电信号，此时耗电 只有几个微安，当门被打开的瞬间，立即发射1秒左右的无线报警信号，然后自 行停止，这时就算门一直打开也不会再发射了，这是为了防止发射机连续发射造 成内部电池电量耗尽而影响报警，无线门磁还设计有电池低电压检测电路，当电 池的电压低于12伏时，LED发光二极管就会闪亮，这时需要立即更换专用电池， 否则会影响报警的可靠性。 装入电池后即进入工作状态，当探测到大于5毫米的位移（开门）时，报 警指示灯（红色）亮，并发报警信号全主机，主机（若此时处于布防
8、状态）将现 场警号报警，同时自动拨打预设电话报警。 欠压指示灯（绿色）亮，表示需要更换电池。五、接线将无线发射器和磁块分别安装在门框和门上（通常在门的上沿及上框），但 要注意无线发射器和磁块相互对准、相互平行，间距不大于5毫米。RC-MO2两部分的组成与作用：无线门磁传感器一般安装在门内侧的上方，它由两部分组成：较小的部件 为永磁体，内部有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场，较大的是无线门磁主体， 它内部有一个常开型的干簧管，当永磁体和干簧管靠得很近时（小于5毫米）， 无线门磁传感器处于工作守候状态，当永磁体离开干簧管一定距离后，无线门磁 传感器立即发射包含地址编码和自身识别码（也就是数据码）的
9、315MHZ的高频 无线电信号，接收板就是通过识别这个无线电信号的地址码来判断是否是同一个 报警系统的，然后根据自身识别码（也就是数据码），确定是哪一个无线门磁报 警。无线门磁传感器的地址码必需和报警器主机的地址码完全一致，打开无线门 磁传感器的外壳就能观察到：六、无线门磁传感器（RC-MO2 ）工作参数外形尺寸：71x36x15.4毫米发射功率：30毫瓦工作电流：10毫安工作电压：12V，A23报警器专用电池工作频率：315M编码芯片：SC2262/振荡电阻可切换：1.5M/4.7M/3.3M可以安装在任何经常开合的地方。七、内部结构（附图）八、内部设定（1）、18位地址码设定：可以看到无线
10、门磁内部PT2262芯片（或者是兼容芯片）的左侧有一个3位 12层的跳线设置区，其中从上往下18编号的是地址码设定区域，跳线座中间 的引脚分别和PT2262芯片的第18脚接通，左侧的跳线座PCB上标注为“L”， 表示和地相连，右侧的跳线座PCB上标注为“H”表示和正电源相连，例如：将 最顶上的跳线座用跳线帽戴在1和L上，那么也就是将2262的第1脚的地址码 设置成0,同理如果1和H用跳线帽短路，那么就是将2262的第1脚的地址码 设置成1,如果什么都不动，就是将PT2262的第1脚的地址码设置成悬空，依 此类推可以完成8位地址码设定，地址码必须和相应的接收板地址码一致才能正 常工作。(2) 、
11、4位数据码设定：数据码的功能是发射器件和接收器件在地址码一致的前提下，发射器件可以 传输的一个4位2态的数据。4位数据码设定区就在地址码设定区的下方，编号1310数据码设定和地 址码设定类似，数据码只有两个状态：低电平0和高电平1 (如果悬空被认为是 0，和L连线表示1)具体方法是用跳线帽将2272的引脚和L是否短路，从上往 下的4排跳线座分别和PT2262芯片的第13、12、11、10管脚连同。(3) 、振荡电阻设定：振荡电阻是指PT2262芯片的第15、16脚之间电阻的数值，这个电阻决定了 数据脉冲的宽度必须和相应的接收板配套，否则遥控电路无法正常工作。例如8 防区报警器主机和家庭电话报警
12、系统都是4.7M系统，而100米2000米遥控模 块都是1.5/1.2M系统，产品考虑到兼容性，设计一个焊盘切换区，可以选择用 电烙铁搭连焊锡选择1.5/3.3/4.7M振荡电阻便于客户灵活应用(注意，只能搭 焊其中的一个，其它的悬空)。(4) 、低电压指示灯：模块上有两个LED，上面的白发红LED是发射指示灯，当模块检测到人体进 行报警发射时LED同步点亮，下面的一个绿色LED是低电压指示灯，当电池电压 低于13伏时LED会点亮，提醒用户更换电池。原理图：电路中的H1是一个干簧管，当门关闭的时候，H1吸合C1两端电位相同，V2截止，V1也截止。当门被打开后，干簧管触点打开有一个电流通过V2的
13、发射 结、R3 （和R3并联）一C1R4一地，流过V1发射结的电流使得V1导通，其集 电极的电流通过R2流入R3和V1的基极，由于流进V1基极的电流较大，加之着 的集电极电阻较大，V1饱和导通。IC1接在其集电极上的14脚电位被拉低。P 她262的特点是：当14脚电压被拉低后，其17脚输出脉冲数据调制信号到无线 发射模块WX1的调制极上，被调制的高频信号通过天线发射出去。IC1输出的调 制信号中包含地址码和数据码两部分，地址码有D1-D8通过接地、接正极和悬空 3中状态所决定，数据码通过与正极连接所决定，连接正极，其位数据是“ 1”， 不连接的位数据是“ 0”。无线发射模块发送信号的时间长短取
14、决于IC1的14脚电位下拉时间的长短， 当门被打开后，流过C1的电流给C1充电，当C1充电结束后，V2又恢复截止状 态，V1也随之恢复截止状态，IC1的14脚恢复高电压，无线发送停止。理论计算和实践得知，无线发射模块发射时间不小于120毫秒，就可以保证有一组完整 的波形输出，接收器就能收到正确的数据。由此看来，平时不论门是开还是关，V2、V1均是截止的，无线发射模块在 没有调制信号的时候，也处于截止状态，而IC1又是一个CMOS微功耗元件，所 以无线门磁发射电路采用一节12V的23A电池供电，平时耗电微安级。按正常使 用电池的使用时间在1年左右。接收板：接收模块从工作方式分，可以分成超外差接收
15、板和超再生接收板。超再生式接收机具有电路简单、性能适中、成本低廉的优点所以在实际应用中被广泛采用。这是超再生接收机等效电路图：IC PI2272的H熨胃总刷莓袈忒态揖总IC PT2272的厂州为S (VSS.彻.立瓣 陆 以濒的康(W)耕纵物C谢砌昉藻擦机接收模块采用SMD贴片工艺制造生产，为超再生接收方式，它内含放大整形 及解码电路，使用极为方便。1。天线输入端有选频电路，而不依赖1/4波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线2。接收电路自身辐射极小，加上电路模块背面网状接地铜箔的屏蔽作用， 可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。3。接收机采用高精度带骨架的铜芯电感将
16、频率调整到315M后封固，这与采 用可调电容调整接收频率的电路相比，温度、湿度稳定性及抗机械振动性能都有 极大改善。可调电容调整精度较低，只有3/4圈的调整范围，而可调电感可以做 到多圈调整。可调电容调整完毕后无法封固，因为无论导体还是绝缘体，各种介 质的靠近或侵入都会使电容的容量发生变化，进而影响接收频率。另外未经封固 的可调电容在受到振动时定片和动片之间发生位移；温度变化时热胀冷缩会使定 片和动片间距离改变；湿度变化因介质变化改变容量；长期工作在潮湿环境中还 会因定片和动片的氧化改变容量，这些都会严重影响接收频率的稳定性，而采用 可调电感就可解决这些问题，因为电感可以在调整完毕后进行封固，
17、绝缘体封固 剂不会使电感量发生变化，而且由于采用贴片工艺，所以即使强烈震动也不必担 心接收频点漂移，接收电路的接收带宽约500KHz，产品出厂时已经将中心频率 调整在315MHz，接收芯片上的微调电感约有5MHz频率的可调范围，使用时不要 轻易变动，以免影响性能。九、结论此次设计，让我明白了有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询。起 初我觉得做这个应该很容易的，运用专业课所学来的知识，就能够很容易的设计 出来。家居安防系统嘛，无非就是防盗、防灾这块，只要能从一个具体的面上入 手，再加以详细的分析，统计，以及解说，配上相关的原理图就好了。但是真正 到我自己操作了，问题并不是我想的那么简单，在设计门磁传感器中遇到了好些 单片机方面的知识，虽然以前学过，但是我学的并不好，现在看来，感觉很是困 难。虽然困难，但是经过我认真钻研，动脑思考，还是掌握了一些东西，受益匪 浅！十、参考文献1 王凯明.智能家居系统的研究D.西安：西安科技人学，2005.2 郁有为.传感器原理及工程应用（第三版）.西安电子科技大学出版社.3 刘君华智能传感器系统20002宋文绪，传感器与检测技术J.北京：高等教育出版社，2004.
