一种基于MSP430的智能楼宇安检系统的设计

一种基于MSP430的智能楼宇安检系统的设计

技术领域

本发明专利涉及单片机技术领域，尤其涉及一种基于MSP430的智能楼宇安检系统 的设计。

背景技术

随着科技的发展，模拟前端检测已经成功应用于我们日常生活中。像遥控器、声控 灯、安检等等在我们生活中可以见到的实物，它们的原理不外乎是利用了模拟前端检测技 术。国外在这一方面，一直是处于领先水平，特别是美国在电子检测技术领域的应用是相当 的成熟的，各个领域内都有涉猎。而相对于国内来说，检测技术是在80、90年代开始兴起的， 它的发展起步较国外要晚很多。但是，在近几年内，国内科技的发展势头迅猛，逐渐的缩短 了与他们之间的差距。像现在我们的生活中利用的遥控装置、楼道中的灯控装置、医院里的 病人呼叫系统、航海、消防等等都是利用了模拟前端检测技术。

无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。它的出现不 仅仅是人们的要求，也是人们追求完美生活的一种标准。国外的发展同样也是比国内要早 很多，而且一直是处于领先地位，刚开始的无线传输都是运用在军事领域，民用的很少，这 就限制了无线传输的发展。随着社会的进步，经济的快速发展，无线传输技术也就逐渐的开 放了，例如现在遥控器、电话、监控系统等等都是有利用无线传输技术进行信号的传输与反 馈。在国内无线传输技术已经在现代化小区、交通、运输、水利、航运、治安、消防等领域得到 了广泛的应用。特别是在通信领域发挥了巨大的作用，也一直在无线传输领域保持着领先 的姿态。

发明专利内容

本发明主要是利用BISS0001芯片搭建热释电电路，提供模拟检测信号的调理，用红外 感应管采集外界信号，用集成芯片PT2262/PT2272-L4进行数据信号的无线发射与接收。在 无线传输部分，本发明利用拨码开关实现对四路信号的检测，同时我们还设置了手动开关 检测发射部分的电路，用LED灯指示信号的传输状况。

附图说明

图1：本系统整机原理框图。

图2：信号调理框图。

图3：BISS0001管脚图。

图4：不可重复触发工作方式下各点波形图。

图5：可重复触发工作方式下各点波形图。

图6：LM358内部功能及管脚图。

图7：无线发射器原理图。

图8： 接收发射器原理图。

图9：PT2262/PT2272的管脚实物图。

图10：超再生检波电路图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明主要是利用BISS0001芯片搭建热释电电路，提供模拟检测信号的调理，用 红外感应管采集外界信号，用集成芯片PT2262/PT2272-L4进行数据信号的无线发射与接 收。在无线传输部分，本发明利用拨码开关实现对四路信号的检测，同时我们还设置了手动 开关检测发射部分的电路，用LED灯指示信号的传输状况。

进一步的，本系统整机原理框图如图1所示，本发明由热释电传感器检测的人体信 号，经惯性放大、双向鉴幅，输出逻辑电平，送至发射模块的数据编码输入端，经调制后发 射；接收端收到该数据信号，经放大、整形、解码，送至MSP430单片机的输入端，实现其软件 部分的功能。发射/接收过程，实现了数据的无线传输与处理。

进一步的，本发明的信号调理框图如图2所示，本单元采用集成芯片BISS0001对信 号进行采集与调理。BISS0001是一个红外传感信号处理器，它具有独立的高输入阻抗运算 放大器，可与多种传感器匹配，进行信号预处理。内部设有延迟时间定时器和封锁时间定时 器，通过双向鉴幅器对高于设定电压和低于设定电压进行翻转使它的输出在一定的范围 内，同时它还有抑制干扰的作用。BISS0001管脚图如图3所示，为了更可靠的实现设计的要 求，保证设计的成功，对芯片的内部结构电路进行了研究，并对其1管脚的触发方式进行了 仿真。不可重复触发工作方式下各点波形如图4所示，可重复触发工作方式下各点波形如图 5所示。

进一步的，本发明采用了LM358运放对信号进行放大。LM358里面包括有两个高增 益、独立的、内部频率补偿的双运放，适用于电压范围很宽的单电源，而且也适用于双电源 工作方式，它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使 用运放的地方使用。其引脚图及引脚功能如图6。

进一步的，本发明的无线传输系统发射单元框图如图7所示，接收单元框图如图8 所示。在这一部分的设计中，采用编、解码PT2262 / PT2272-L4集成芯片来完成对发射与接 收部分的功能的实现。PT2262是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编、解码电路， PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚，任意组合可提供531441地址码， PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于 无线发射技术。如图9所示为PT2262/PT2272的管脚实物图。

进一步的，本发明的编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码 组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚 才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片 也会连续发射，PT2262每次发射时至少发射4组字码，2272只有在连续两次检测到相同的地 址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高 电平。因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零电平干扰，往往会产生误码，所以程 序可以丢弃处理。在PT2262上有一块315MHz的石英晶体振荡器，它是当高频交流电压加于 晶片两端后，晶片将随交流信号的变化而产生机械振动。晶片的几何尺寸和结构一定时，它 本身有一个固有的机械振动频率。当外加高频信号的频率与晶片固有的振动频率相等时， 其机械振动最强，产生谐振现象。PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/ M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直 到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发 射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通道， 当采用4路并行数据时（PT2272-M4)，对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据 时(PT2272-M6)，对应的地址编码应该是6位。设置地址码的原则是：同一个系统地址码必须 一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。PT2262和PT2272除地址编码必须完全 一致外，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会变近或者无法接收。

进一步的，PT2272-L4集成芯片采用的是超再生检波方式。超再生检波电路图如图 10所示，超再生是指把高频放大输出信号的一部分以正反馈的方式送到输入端，使放大器 的灵敏度和选择性都得到提高。超再生电路是指振荡电路自身产生的振荡电压比再生正反 馈的作用还强，所以叫做超再生电路。超再生接收电路也称超再生检波电路，它实际上是工 作在间歇振荡状态下的再生检波电路。通常再生接收电路由检波、低频放大、整形、解码等 环节组成。采用超再生检波方式，仅用一级就能完成信号选择、放大和解调功能。使超再生 电路工作的关键问题是让电路产生间歇式的高频振荡，而产生高频振荡的条件必须具备有 间歇式的控制电压，这个电压通常叫熄火电压，振荡频率约为20~60kHz，能影响高频振荡器 的工作，使其振荡不是连续而是间歇的。这种间歇的振荡器振荡幅度受电路中的电压波动 影响很大，反映敏感。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本 发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利 的保护范围之内。