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隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對于生活環(huán)境的安全性要求日益提高。安全可靠的報警系統已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入商場(chǎng)、店鋪、銀行等重要單位或公共場(chǎng)合，甚至有些家庭也安裝了報警系統。報警系統在保障公共、個(gè)人財產(chǎn)安全的同時(shí)，其性能之好壞也愈發(fā)顯得重要。目前市場(chǎng)上的熱釋電紅外報警系統功能較為單一，不能更好地起到安全防護的作用，不能更好地應付諸如斷電等突發(fā)情況。本文介紹的光伏紅外遠程報警系統把光伏電源與家用電源相結合、報警與錄像監控相結合，再加上ZigBee無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)傳輸技術(shù)，不僅擁有了比普通報警器更強的反破壞能力，還有環(huán)保低碳的特點(diǎn)。 1 總體設計方案 光伏紅外遠程報警系統總體設計圖如圖1所示。 
1.1 電源提供模塊 �。�1）光伏電源為各個(gè)無(wú)線(xiàn)設備提供電力，為有線(xiàn)設備提供輔助電力。 �。�2）家用電源連接變壓裝置以及蓄電池構成供電電源。 1.2 紅外傳感模塊 無(wú)線(xiàn)熱釋電紅外傳感器利用菲涅爾透鏡以提高傳感器的靈敏度，并使傳感器的檢測范圍具有指向性，并連接到紅外傳感信號處理電路，再接到報警控制主機的數字接口。無(wú)線(xiàn)傳感器固定在隱蔽位置，和光伏電源蓄電池相連，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信芯片將信號傳到主控機上。多個(gè)紅外線(xiàn)應裝置組成一個(gè)紅外線(xiàn)感應網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )程序綜合處理外界信號。 1.3 GSM模塊 模塊采用無(wú)線(xiàn)撥號傳輸模塊，由報警控制主機通過(guò)RS 232串口連接手機撥號器，按預定程序撥出用戶(hù)手機號碼。 1.4 錄像與報警存儲模塊 攝像機大容量硬盤(pán)存儲的嵌入式監控DVR模塊，里面可以配置大容量硬盤(pán)作為前端存儲介質(zhì)，實(shí)現超長(cháng)時(shí)長(cháng)監控。多個(gè)攝像頭存儲圖像真實(shí)性好，保留全部錄像信息。為實(shí)現弱電控制強電，當報警控制主機發(fā)出信號時(shí)，通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)控制DVR模塊，攝像頭自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉錄像。當系統工作時(shí)，報警控制主機會(huì )發(fā)出指令使警鈴報警，LED指示燈同時(shí)亮紅燈；當系統休眠時(shí)，警鈴不報警，LED指示燈亮綠燈。 2 電路設計 2.1 主控電路 單片機采用ATMEL公司的AT89S52，它內部集成256 B程序運行空間，8 KB FLASH存儲空間，支持最大64 KB外部存儲擴展，時(shí)鐘頻率可以設置在0~33 MHz之間，片內資源有4組32個(gè)I/O控制端口、3個(gè)16位定時(shí)器、8個(gè)向量?jì)杉壷袛嘟Y構、軟件設置在低能耗模式、還有看門(mén)狗和斷電保護等。主控電路如圖2所示。
它在4~5.5V寬電壓范圍內正常工作，功耗低，同時(shí)還支持計算機并口下載。AT89S52有多種封裝，本設計中采用的是DIP-40的封裝。 2.2 光伏發(fā)電與家庭供電接口電路 主機采用太陽(yáng)能電池和家用220 V電源的雙供電方式。當有家用電時(shí)，通過(guò)直流低壓繼電器巧妙斷開(kāi)太陽(yáng)能電池；當家用電斷開(kāi)時(shí)，太陽(yáng)能電池充當電源。 太陽(yáng)能電池通過(guò)太陽(yáng)能智能充電器連接太陽(yáng)能板，充電器在陽(yáng)光充足時(shí)為電池充電，充滿(mǎn)電池時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)充電。在充足太陽(yáng)是充電電流能達到1 A以上，完全滿(mǎn)足電路需要。 2.3 GSM網(wǎng)絡(luò )接入電路 本系統使用的是西門(mén)子公司的TC35系列GSM芯片TC35i與GSM2/2兼容、雙頻（GSM900/GSM1800）、RS 232數據接口，TC35i由供電模塊（AS IC）、閃存、ZIF連接器、天線(xiàn)接口等六部分組成。該模塊及射頻電路和基帶與一體，向用戶(hù)提供標準的AT命令接口，為數據、語(yǔ)音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸。 2.4 ZigBee協(xié)議無(wú)線(xiàn)通信電路（從片） 從片電路主要基于2.4 GHz雙向無(wú)線(xiàn)傳輸模塊JF24C.該模塊以較小的體積實(shí)現了告訴數據傳輸功能，速率最高可達1 Mb/s，并具有快速跳頻，向前糾錯，CRC等功能。通過(guò)控器的信號，將信息通過(guò)電磁波的形式發(fā)射出去，臨近的芯片控制相應的JF24CJ進(jìn)行數據的接收，從而實(shí)現信息的傳遞。ZigBee電路設計模塊如圖3所示.
2.5 電源電路及報警、錄像監控電路 光伏電源和錄像監控控制電路如圖4所示。
報警電路采用一個(gè)簡(jiǎn)單高效的三極管放大電路，連接蜂鳴器或者可以選用大功率100 dB以上的報警鈴。 錄像監控電路采用弱電控制強電的直流繼電器，線(xiàn)圈端接單片機，直流電流端接DVR. 3 軟件設計 從片編程算法流程圖如圖5所示。 主片編程算法流程圖如圖6所示。
4 實(shí)驗結果 在室內模擬了該裝置的工作環(huán)境，太陽(yáng)能電池板暴露在室外（溫度24℃）14時(shí)陽(yáng)光直射下，采用三個(gè)從片相互協(xié)調實(shí)現信號檢測與數據傳輸功能。 將蓄電池接到室內電源插座上，打開(kāi)主控制器開(kāi)關(guān)，LED界面顯示“welcome to zzu”英文字符，報警電話(huà)號碼（1503819****）設定完畢后，直接轉入工作模式。當靠近從片1約3.5 m時(shí)，從片1發(fā)出報警信號并發(fā)送到最近的從片2，從片2檢測到報警信號后又轉發(fā)到主機上。當主機接收到報警信號后，顯示器顯示出“TERMINAL 1”字樣，并控制GSM模塊向1503819****撥打電話(huà)。與此同時(shí)，報警器發(fā)出報警，攝像機實(shí)現錄像的功能，并將數據存儲起來(lái)。將蓄電池接到太陽(yáng)能板上，斷開(kāi)室內電源，重復以上動(dòng)作，實(shí)現了同樣功能。經(jīng)過(guò)30次實(shí)驗，報警成功率為28次，無(wú)誤報。 5 結論 經(jīng)過(guò)實(shí)地測試，該系統的報警成功率為93%，能夠較為準確地實(shí)現報警功能。 該系統是ZigBee協(xié)議與光伏發(fā)電在家庭防盜系統中的一次嘗試性的成功應用，預期上述兩種技術(shù)將在智能家庭領(lǐng)域有更廣闊的前景。 來(lái)源：維庫電子 |
