第1章绪论
1.1 序言
改革开放以来，在城市大发展的过程中，大量外地人口涌入城市，给社会治安带来很大
压力。工厂、机关和居家失盗、失火、抢劫事件时有发生；个别地方尤为严重，损失惊人。由此引起公安部门的高度重视和社会各届人士的普遍关注。有些部门和居民小区开始派人白天守卫、夜间巡逻，并纷纷购置防护铁门、铁栏杆等被动防措施，将主人装在铁笼子中以求安全[1]。一旦发生警性〔如火警或煤气泄漏，才发现铁笼子将消防人员拦在事故现场之外，难以即时救助，实为弊端。从整顿市容角度来看，亦不雅观。为此，政府部门提倡采用高科技手段实现技术防措施。在社会治安的现实需求和政府部门的推动下，市场上国产和进口的防盗报警应运而生。
本文所要介绍的智能防盗防火报警系统，正是在智能住宅蓬勃发展的背景下，为了 满足用户对安全的强烈要求，而设计并开发的。系统的首要任务是根据住宅小区的类型、使用功能及防护风险等要求，为保障小区人身财产安全，通过运用传感器探测、双音多频远程数据传输等技术综合形成智能报警系统，从而达到保障住宅安全的目的[3]。双音多频〔DTMF信令的传输速度，使得它
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广泛应用于各种通信和控制系统中。DTMF 信号收发芯片的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D / A 变换器，可发出16 种双音多频DTMF 信号：接收部分用于完成DT信号的接收、分离和译码，并以4 位并行二进制码的方式输出。当遇到盗情、火情等各种险情的时候，该系统可以通过网络自动向相关部门发出语音求救信号，从而达到保护用户生命财产的目的。1.2 国外研究概况
智能小区是在智能化住宅的基本含义中扩展和延伸出来的，小区管理最为重要的容之一是确保住宅、住户安全。现代居住的格局，邻里之间的来往越来越少，家庭生活隐密性、封闭性越来越强。所以说，小区的安防系统和智能管理系统是现代化小区管理不可缺少的有机组成部分。考虑设备成本与集中管理的需要，可将周界报警探测系统、住宅联网报警系统加以集成和综合，构成综合防体系。由此，居民住宅应当设置安全防报警系统，对火灾、盗窃、入室抢劫等做到早发现、早报警，通过社会力量和科技手段来提高家庭抵御各种意外情况的能力。
现在世界各国都在致力于研究和开发能早期预报火灾的火灾探测方法和设备，如利用神经网络所具有的自学习和自适应等特点，就可组成智能火灾探测系统，提高火灾探测系统的检出率，增进系统的可靠性。在我国，小区安全防报警系统已成为智能小区中实现安全管理的重要系统，根据我国建设部的规定，主要包括电视监控、防盗报警、求救求助、煤气泄漏报警、消防报警等容。该系统是一种比较
完善的安全防系统，通过在可视对讲的基础上，不断扩展主机功能，增设室分机用于接收室各探测器的报警信号[2]。室分机有多个探测器接口，可接收感烟探测器、温度探测器、红外及微波探测器、煤气泄漏探测器等传来的报警信号。luciano rivarola
我国智能住宅安防系统相对国外来讲，是有较大差距的。现在一般居民住宅的主要防盗措施仅限于防盗窗、防盗门，虽有一定的防盗作用，在灾害发生的情况下，使逃生更加困难。另外，小区安全措施不足；居民安全意识有待增强；安全防系统也急需普及。
在我国，以、、、等较发达的城市为龙头在近几年也形成了一股智能化住宅热。目前，公安部、建设部均要求智能住宅小区必须具有安防系统。市华乐一环海花园全部住宅均设计有国一流的家居安防系统。家居安防系统包括四部分功能：幕帘式电子栅窗、智能门禁管理、紧急呼救和误报自解除功能。该系统采用独立的不间断电源供电。报警控制器以MCU 为核心，可以检测两个报警头输入信号，可以设置新密码，可以接收遥控器输入信号，可以实现声、光报警或把报警信号通过线送到110 。系统中还配备了充电电池，以保证在断电或电源被破坏时系统正常工作。可以预见，智能住宅、智能小区将成为21 世纪建筑业的发展主流。特别是在我国，随着人们生活水平的日益提高，住宅小区是否智能化，安防系统是否完备、可靠将成为评价住宅小区的重要指标。
1.3 我国住宅智能安全防系统展望
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智能化住宅和智能小区近几年来在全球以及在中国的快速发展是信息技术发展寻更广阔的市场结合点的必然结果，是IT 产业向传统住宅产业以及人们生活渗透的必然结果。智能化住宅和智能小区建设目标是向人们提供"方便快捷的信息通信、安全舒适的住宅环境、高效便利的物业管理"。发展智能住宅小区是住宅产业现代化的必然选择。按智能技术开发的功能和作用的不同，智能小区中报警系统应用一般体现在探测智能、监控智能和抗干扰智能三个主要方面。以火灾报警为例，探测智能是通过探测器中的微处理器进行的，它不但对火灾信号直接进行检测、分析和信号处理，而且对环境的变化可及时做出响应，并利用软件中建立的算法进行综合比较，自动调整运行参数，做出恰当的智能判断；监控智能则是由探测器中计算机自身的软件〔程序块来完成的，监控程序周期地运行，使系统始终保持良好的使用和维护状态。将来的火灾探测报警系统的发
展方向是智能寻址式〔也称模拟量系统，目前欧美已有一些国家正在大力研究无线火灾探测报警系统，随着时间的推移，这种产品在我国也会发展成为主流。如今，人民生活已从温饱型向小康转变，大件耐用消费品己经进入寻常百姓家，因此人们会有更强的安全意识，逐渐接受在住宅装设质优价廉、功能完善的安全防系统。同时人类已经进入二十一世纪，智能住宅己开始引起人们的关注。作为智能住宅的一个组成部分，安全防系统也必将向多功能、全方位、综合性、智能化方向发展。
1.4 论文主要工作概述
针对国外的发展情况，可见住宅智能安全防系统是我国未来智能住宅建设的重点发展方向[1]。本课题要设计的智能住宅防盗防火报警系统是依托公共网做传输媒体的报警系统，与传统的区域报警系统相比，它具有传输距离远、硬件简单、安装方便的优点，而对于实行物业管理的居民区以及机关、事业单位的办公区则采用分户对值班室的联网方案。本文所介绍的安全报警系统，是用双绞线连接中央控制器和各用户端自动报警器，实现前端报警器的报警数据采集；利用线，采用单片控制的DTMF 通信方式实现自动拨号报警，既可提高信息传递速度，又可解决前端报警器之间同时报警争信道问题。
本课题所设计的防盗防火报警系统符合国家建设部对普及型住宅小区的要求，实现功能包括：能对住宅的火灾实行自动报警；还能对盗窃以及入室抢劫实行自动报警；住宅设置紧急呼叫系统；用户端自动报警器对各传感器的信号进行检测和控制；用户端自动报警装置对双音多频〔DTMF编、译码器控制，使住宅通过网实现与相关部门〔小区管理中心或110 / 119 报警台之间的数据交换，设置简洁，操作方便。
该智能报警系统主要包含用户端电子防盗防火系统及监控管理控制中心两大部分。用户端的电子防盗防火系统又包括探测器、自动报警器及输出等组成部分，并将模块化思想引入此系统，从而使整个系统的功能更完善、灵活、可调。课题重点设计了前端探测器部分和自动拨号报警部分，最终完成了防盗防火的自动拨号报警功能。本课题容属于硬件电路的设计与应用方面，实现过程包括电路原理设计、元器件〔芯片选择与特性测试、分立元件面包板模拟、编制程序及软件调试、整体电路编程器调
试、设计外观及制版、产品抗干扰。在满足各项性能指标的前提下，不仅要考虑到系统的易用性，还要努力降低成本，使其经济实用，在保证灵敏度的情况下，尽量降低误报率，确保在同类产品中的竞争地位。
第2章系统设计方案
2.1智能报警系统的总体构成
杨梅采摘机智能住宅防盗防火智能报警系统开发设计方案是参照国外相关技术的发展状况，根据我国住宅建设的实际情况，以及各相关方面的协调发展状况，为满足新时期居民的居住要求，真正实现智能化报警的要求来确定的。
本防盗防火报警系统是一种新型的电子安全报警系统，该系统的设计是将电子探测、智能控制和通讯技术相结合，从而形成一个防盗、防火报警系统[5]。系统总体构成包括防盗防火探测器、用户端自动报警器与通讯线路三个模块，系统组成框图如图2.1 所示。
指示灯
控制输出/输入
用户端自动报警器安装于居民住宅，用于对居民住宅各个不同部位的不同类型探测器进行监测与控制，并对从各个探测器采集来的数据进行处理。当出现异常情况时，通过家中的线路自动拨号报警，并与中央控制器建立联系。系统不需要另外占用线路，当有报警信号时，报警享有线路的优先权。
2.2 报警系统的功能及工作过程
高压脉冲电容器智能住宅防盗防火报警系统具有以下特点和功能：
1. 系统采用模块化设计。前端报警器能够快速、准确地检测到现场的异常状态，经确认后及时通报给中央控制器。并能够可靠地进行盗情、火情报警，通过线拔打预先设置的1-6 组／手机〔小区监控管理中心、用户个人、用户单位、盗警110 、火警119 、紧急呼救，进行语音报警。报警完毕自动回到警戒状态，等待下一次报警。
2.用户端自动报警器可检测探测器或传输线路发生的故障〔如探头断线或掉电等, 并可向中央控制器报告故障情况。
3. 系统开关机采用密码控制且允许修改密码，防止误报同时增加用户端自动报警器的性。
4. 用户端自动报警器提供备用电源，在没有市电的情况下，交直流供电自动切换，确保系统在停电时能继续工作。
系统的基本工作过程：
用户端的防现场，一旦有人入侵、或发生火灾等紧急情况时，与之相应的报警探测器〔各种防火、防盗及手动报警按钮等则立即向用户端自动报警器发出报警信号。接到警情事件后，自动报警器立即进行确认〔多次巡检中断信号，若50s 后无人解除警情同时警情确认无误后，进行事件的现场声〔蜂鸣器、光〔LED 报警，同时用户端自动报警器自动向相关部门拨打预先设置好的报警，进行语音报警[24]。在用户端自动报警器的面板上设有LCD 显示器、键盘以及三警灯〔LED > ，三警灯分别指示火灾或红外／微波双鉴的防火防盗报警、正常工作及系统出现故障的状态，即报警灯〔红、工作灯〔绿和故障灯〔黄。正常时LCD 显示时间，事件发生时锁定显示当时的时间。用户端报警器同时具有探头故障报警功能，避免由于探头掉电而漏报，出现故障时点亮故障灯；如果判断探头掉线〔被剪断，则声光报警。如果出现误触发而报警时可以通过触发延迟时间〔505 定时器去解除，另外用户端自动报警器还具备状态信息〔如有无交流电、备用电池电量是否不足等上报的功能，可以对预设的普通、手提实现报警。
本章节主要介绍了系统总体设计方案，确定了原理框图，对报警系统的运行做了分析，并设计了防火和防盗探测器，为后续章节研究防火防盗报警系统的模块化设计打下了理论基础。
第3章系统硬件设计
3.1 防盗探测器电路设计
微波探测器为空间探测器，用于探测在防空间的任何运动物体。微波探测器可靠性强，无光亮和热源的要求，探测环境要求低。在微波段，当以一种频率发送时，在微波能量覆盖的围，如果有物体移动，将会以另一种频率反射，这样发射频率和反射频率有一个频率差异产生。这种频率差异与很多因素有关，其中包括移动物体的速度，与探测器的径向角度等。低通滤波器设计
实际电路中，是由振荡器电路产生并发射近微波段电磁波形成微波场，天线把电信
号转换为相应的电磁波辐射到周围空间，辐射半径可达10m 以上〔如果想继续增大辐射半径或提高灵敏度可以通过调整天线的大小和方向来完成。当有人在场中运动时，反射回去的微波将发生频率变化，从而使微波探测器输出一个与人体运动速度有关的低频电信号。根据该特性，也选择微波探测器用于盗情的检测。
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