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(nèi)置有2 KB的SRAM和32 KB的內(nèi)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(nèi)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(shè)置,，布置比較靈活,。

　　1.3 貴重物品檢測方案選擇

　　門框?qū)捯话阍?~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(jié)構(gòu)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(shè)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(guān),。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(nèi),，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(nèi)人數(shù),，并提示鎖門。采用單片機內(nèi)部時鐘作為時間基準,，通過鍵盤進行時間設(shè)定,，用以記錄報警時間。利用單片機內(nèi)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(nèi)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(qū)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(jié)構(gòu)

　　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(gòu)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(jié)構(gòu)如圖3所示,。

圖3 釋熱電紅外傳感器結(jié)構(gòu)

　　2.5 人員進出檢測設(shè)計

　　采用前后放置的兩個紅外光電開關(guān),，通過對開關(guān)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(jié)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(shè)計

　　為達到貴重物品檢測的要求，將一單調(diào)諧回路諧振放大器至于卡片內(nèi),，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(shè)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(shè)計要求。

　　5 結(jié)語

　　本系統(tǒng)通過測試較好地實現(xiàn)了設(shè)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(shè)定和顯示。