多能功防火防盗报警系统设计方案.doc

摘 要

　　本文介绍了住宅多功能化中的防盗防火报警系统。多功能化防盗防火报警系统集防盗防火功能于一体，可全天候自动检测盗警和火警，当确定警情时自动通过电话报警。传感器采用微波探测器和温度探测器，分别对盗情和火情进行检测，当有人闯入时，微波探测器检测到盗情，然后向单片机发出中断申请，单片机控制电话拨号电路，模拟摘机，自动拨打110，并播放预先录制好的录音，当发生火灾时，温度探测器检测到火情，则自动拨打119并播放录音，也可以自行设置所要拨打的号码，如事主的手机号码，录音需自行录制。
　　本系统采用了美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机，美国公司XICOR生产的低功耗CMOS的串行EEPROM-X25045，加拿大Mitel公司生产的DTMF信号编/解码芯片MT8888，语音模块采用美国ISD公司的ISD1420语音芯片，整体功耗较小，兼容性好，稳定性高。
　　本系统通过密码来识别主人身份，系统开启后只有输入正确的密码才能关闭系统。本系统同时还具有自我诊断功能，出现故障能自动进行处理。系统从硬件和软件两方面进行了抗干扰设计，使其具有较好的抗干扰能力，完成系统可靠工作。

第一章　绪论

　　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、铁栏杆等被动防范措施，将主人装在铁笼子中以求安全。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范措施。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。
　　本文所要介绍的多功能防盗防火报警系统，正是在多功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多功能报警系统，从而达到保障住宅安全的目的。双音多频（DTMF）信令的传输速度，使得它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，该系统可以通过电话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。

第二章 系统设计方案

　　2.1 多功能报警系统的总体构成
　　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、智能控制和电话通讯技术相结合，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。

　　防盗探测器 微波探测器
密码控制电路
　　防火探测器 温度探测器
电话机接口电路

用户端
自动报警器AT89C51

拨号电路
　　　 报警开关
紧急呼救开关

语音检测与报警电路

　　 指示灯
控制输出/输入

电源电路

图2-1 多功能住宅防盗防火报警系统组成框图

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，通过家中的电话线路自动拨号报警，并与中央控制器建立联系。系统不需要另外占用电话线路，当有报警信号时，报警电话享有电话线路的优先权。
　2.2 报警系统的功能及工作过程
　　多功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，通过电话线拔打预先设置的1-6 组电话／手机号码（小区监控管理中心电话、用户个人电话、用户单位电话、盗警电话110 、火警电话119 、紧急呼救电话），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保密性。
　　4. 用户端自动报警器内提供备用电源，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：
　　用户端的防范现场，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电话号码，进行语音报警。在用户端自动报警器的面板上设有LCD 显示器、键盘以及三色警灯（LED ) ，三色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，可以对预设的普通电话、手机等通讯工具实现报警。
　　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深刻地理论基础。

第三章 系统硬件设计

　　3.1 防盗探测器电路设计
　　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。
天线
比较
电路
微波振荡电路
前级放 大
两级
放大
滤波
电路
LED
电源

图3-1 微波探测器原理框图

环形天线和它周围的电阻、电容和MOS 场效应管组成了近微波段高频自激振荡电路（它的振荡频率在1GHz 左右），微波探测器原理如图3-1所示，当电路接通电源以后，振荡产生的单频、等幅信号通过外接天线发射到空间，产生一个立体空间微波防护区，天线既发射振荡信号，也接收回波。反射回来的微波信号与原信号之间混频后产生微弱的频移信号，该信号送放大器进行放大。放大后的信号送窗口式鉴幅比较输入端，经比较将一定强度的探测信号转换为宽度不同的等幅脉冲输出。

微波探测器电路使用的主要元件是单电源通用四运算放大器KIA324P 、环形天线、微波振荡管C3355 及一些外围元器件，外接＋6V 电源。其电路图如图3-2 。当有人在该微波防护区内移动时，振荡频率和幅度发生相应的变化。根据多普勒效应，该波动的频率与物体运动的快慢有关，而幅度与距离有关。混频后高频信号因为过高而失去作用，剩下微弱的低频信号经U1 作前级放大，10 pF 电容与7.5K 电阻构成充电电路，充电电压作为第一级比较器U4 的基准电压，同时实现延时功能，即只有前级放大电压高于该参考电压时，输出才为高电平，此时，C9O15 导通，最后信号经U2 、U3 构成的窗口比较器比较后输出探测到的信号。实验过程中报警范围实测约为7-8 米，探测到有效信号时，有20 秒的报警信号输出，LED 发光做出预警指示，可有效的进行实时探测。该电路可以工作在较宽的电压范围内（标准电压是32V ，但实际可以工作在很宽的电压范围内），当检测到异常信号时为高电平。

图3-2 微波探测器电路图
3.2 防火探测器电路设计
温度探测器使用数字温度传感器DS18B20 , 5V 直流电压供电。DS18BZO 的测温原理是利用温敏振荡器的频率随温度变化的关系，把温度信号直接转换为串行数字信号，通过内部计数器对受温度影响的振荡器周期的计数可实现温度测量。探测器中DS18B20 采用寄生电源供电方式，保证在有效的DS18B2O 时钟周期内能提供足够的电流，图3-3 中采用一个MOSFET 管和MCU 的I/O 口来完成对DS18B2O 的总线上拉，然后通过另一I/O 对DS18B2O 进行控制并取得温度值。

图3-3 温度探测器电路
3.3 用户端自动报警器总体设计
用户端自动报警器是本课题的设计重点，自动报警器组成框图如图3-4 所示，主要包括拨号模块、语音模块、电话接口模块、键盘／密码显示模块以及电源模块。报警器功能已在1.2 节具体描写过，这里不再详述，本节着重介绍与自动拨号功能相关的硬件电路设计。

微波防盗探测器
温度
探测器

用户端自动报警器
CPU
AT89C51
看门狗
电路EEPROM
DTMF
拨号电路
语音检测电路
电话接口
电路
开关电路
输入输出控制电路
备用电源

图3-4 用户端自动报警器组成框图

3.3.1 自动报警器电路设计
自动报警器电路见图3-5 。时钟电路由两个30P 的电容和12MHz 的晶振构成。复位电路由电阻、电容、二极管和按键开关构成，具有上电复位和手动复位的功能。单片机的INTO 、INT1 分别与盗警、火警传感器相连，实现各种警情的采集。为防止环境干扰信号对触发中断的影响，当响应中断后，对中断信号多次（如5 次）巡检，确认是中断信号时，才去执行中断处理子程序，否则认为是外界干扰信号不执行报警处理，有效降低误报几率。

图3-5 自动报警器电路
P2.1 与语音电路相连，实现语音的回放控制。P2.2 接通讯接口转换芯片的数据发送、接收片选端／RE (DE）。P2.3 与电话接口电路相连，实现模拟摘挂机的控制。P2.4 接探头掉线检测端，单片机对该口定时查询，正常时为高电平，当检测到低电平即发出掉线警报。P2.5 接交流电源掉电报警信号（交流断电后由直流电源继续供电，直流电源放电低于预警值后向自动报警器发直流断电预警信号。P1.0 、P1.1 、Pl.2 为接键盘电路的三根I/0 口线，Pl.3 接紧急呼救按键。Pl.5 接液晶显示器的串行时钟输入端，Pl.6 接液晶显示器的数据输入端。Pl.7 接多路开关CD4O51 的片选端INH , PI.4 、P2.6 分别接多路开关的输入端A 、B 。多路开关输出分别接报警LED 、蜂鸣器，有警报发生时开关的输出I/O 口给出高电平信号。PO.O 、P0.1 、P0.2 和P0.3 分别与MT8888 的DO 、Dl 、D2 和D3 相连，用作数据总线。P2.0 与MT8888 的RSO 相连，控制MT8888 内部寄存器的选择。P2.7 与MT8888 的CS 相连，控制MT8888 的选通。P3.6 、P3.7 分别与MT8888 的WR和RD相连，控制MT8888 的读写。P0.4 、P0.5 接EEPROM 的串行输入和串行输出端，P0.6 、PO.7 分别接EEPROM 的串行时钟输入和片选输入端。
　　3.3.2 串行EEPROM-X25045
　　本设计中采用了具有可编程的串行EEPROM-X25045。X25045 是美国公司XICOR低功耗CMOS 的产品（备用电流10uA 、工作电流3mA) ，它把看门狗定时器、VCC 监控电路和EEPROM 三种常用功能组合在单个封装内，增大了电路密度，减少了体积，提高了系统的可靠性，是设计成直接与许多通用的微控制器系列的同步串行外设接口（SPI）相接的512X8 位EEPROM 。本系统中X25045 依次存储了标志字段、用户编号、话机号码、报警器编号、警情代号、系统设置等数据信息。VCC 监控功能是指只要VCC 电平降至低于最小转换电压或者看门狗定时器达到其编程的超时极限值，RESET 的输出为高电平。
　　X25045 包括一个8 位指令寄存器，它可以通过SI (P0.4）输入来访问，数据在SCK (P0.6）的上升沿由时钟同步输入。在整个工作周期内，/CS (P0.7）必须为低电平，/WP 必须为高电平。X25045 监视总线，如果在预置时间内没有总线活动，那么它将提供RESET 信号输出。在S1 线上输入的数据在/CS 变为低电平后的SCK 的第一个上升沿被采样，由SCK 的下降沿输出到50 (P0.5）线上。SCK 是静态的，允许用户停止时钟并在其后恢复操作。所有的指令、地址和数据都以MSB （最高有效位）在前的方式传送，读和写指令的指令格式中均包含有地址高位A8 ，此位用于选择器件的上半部或下半部。在上电和字节、页或状态寄存器写周期完成以后及／WP 变为低电平时，写使能锁存器被复位（即禁止写操作），因此写操作前必须设置写使能锁存器。如图3-6所示：
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1-正在写，0-没有写操作
1-锁存器置位，0-锁存器复位
块保护位
看门狗定时器位

图3-6 状态寄存器格式
本系统中对X25045 的读数据、写数据、置位写使能的操作过程简述如下：
　　1. 从X25045 中读数据的操作为：把／CS 拉低以选择芯片：发送8 位的读（READ ）指令；送8 位的字节地址；将所选定地址的存储器中的数据移到S0 线上。继续提供时钟脉冲可连续读出接下的地址空间中的数据。每移出一个字节数据之后，字节地址自动增加到下一个较高地址。达到最高地址（$1FFH）时，地址计数器翻转至$OOH ，无限循环下去。把／CS 置为高电平，可以中止操作。
　　2. 置位写使能锁存器操作为：/CS 先被拉到低电平；由时钟同步送入写使能指令；将/ CS 变为高电平，否则写操作忽略。
　　3. 写数据到X25045 的操作为：拉低/CS 并保持在低电平；发送写指令；写数据。可以连续写多达4 个字节的数据，但必须是这4 个字节驻留在同一页上。否则计数器将翻转到页的首地址并重新写可能已有数据写入的任何单元。
　　X25045 具有允许简单的三线总线工作的串行外设接口，最高可达1MHz 串行时钟频率。这里用单片机的三根口线Pl.3 、Pl.4 、Pl.5 来模拟SPI 接口。X25045 接口电路如图3-7 所示，P0.4 与X25045 的串行输入脚SI 相连，用于输出操作码、字节地址以及写入数据；P0.5 与X25045 的串行输出引脚SO 相连，用于读出数据；P0.6 与X25045 串行时钟输入脚SCK 相连，作为串行数据输入和输出的时钟信号。由于X25045 的复位输出信号为高电平有效，故和AT89C51 复位方式一致。本系统中自动报警器也将处理过的数据存入X25045。
　　看门狗定时器（WDO 和WDI）位用于设置延时时间。这些非易失性的位通过WRSR 指令来设置。本系统中采用0.6s 的超时周期。

第四章　系统软件设计

　　自动报警器软件部分采用模块化设计，分为主控模块、摘挂机模块、拨号模块、语音模块、显示模块及读写数据模块。应用汇编语言编程，在Keil uVISion2 环境里，使用Top 2000-B 型编程器将程序写入单片机。编程语言的软件设计采用MCS-51 汇编语言编写自动报警器中相关程序（如拨号、语音、读写X25045 等）。
　　4.1 控制模块程序设计
　　由于单片机的P3.2 和P3.3 脚分别和防盗、防火传感器相连，因此，一旦发生险情，转密码子程序，若解码正确则取消报警，否则将产生中断，在中断服务子程序里，位地址7FH 被置1 ，证明发生险情，然后根据险情类别，将7EH 或7DH 置1 ，其中，7EH 为盗警标志位，7DH 为火警标志位。主程序在运行期间首先检测探头与电源状态，一切正常后等待中断的发生。当检测到7FH （中断标志）被置1 后，调密码显示子程序，密码正确系统重新检测中断信号，密码有误则主程序首先判断7EH 的情况，如果被置1 ，则调用控制模块PROCESS 完成后续处理，处理完成后记录报警信息，再检测是否同时发生了火险，即7DH 是否被置1 ，如果被置1 ，则同样调用控制模块PROCESS 完成后续处理。如果没有发生盗警，即7EH 没有被置1 ，则不用检测7DH ，认为发生了火警，则直接调用PROCESS 完成后续处理。
开始
延迟100ms
拨号初始化
探头掉线检测
电源状态检测
有险情
密码及显示
盗警
调用PROCESS
记录盗警信息
火警
调用PROCESS
记录火警信息

图4-20 主程序流程图
开始
调用摘机子程序
调用检测子程序
调用判断子程序
有拨号音
调用拨号子程序
调用检测子程序
调用判断子程序
有忙音
有回铃音
定时50S到
调用挂机子程序
延时5S
调用语音子程序
调用摘机子程序
调用延时子程序
返回

图4-21 控制模块PROCESS 流程图

图4-21 为控制模块PROCESS 流程图，它是整个系统软件的核心，控制整个系统完成摘机，信号音判断、拨号，发出语音求救信号，最后挂机。由于考虑到拨号音、忙音、回铃音的存在，因此这个模块较主程序复杂一些。
　　首先，调用摘机子程序模拟摘机，再调用检测和判断子程序判别是否有拨号音，如果没有，则跳转到ERROR ，调用挂机子程序，延时后重新调用摘机子程序；如果检测到拨号音，则接下来调用拨号子程序，在拨号子程序里，将根据7EH 、7DH 被置位情况拨相关部门的电话，如管理中心电话或户主电话等。拨号完毕后，重新调用检测和判断子程序，判别此时是忙音还是回铃音，如果是忙音，则跳转到ERROR ，调用挂机子程序，延时后重新调用摘机子程序：如果是回铃音，则重新调用检测和判断子程序，判别此时对方是否摘机，如果仍然是回铃音，则继续调用检测、判断子程序，直到505 计时时间到，则调用挂机子程序，延时后，再重新调用摘机子程序；如果不是回铃音，则调用语音程序，将事先录制好的报警语音回放出来，最后调用挂机子程序，结束process 模块的执行，返回主程序，等待再次被调用。

4.2 拨号模块程序设计
信号音检测与判断:

图4-22 检测子程序流程

开始
置MT8888为CP模式
置T0定时，T1计数
T0、T1赋初值
定时、计数开始
R2=100
5秒定时到
返回

开始
R2R3=1600
调用MINUS子程序
C置位
R2R3=800
调用MINUS子程序
C置位
置拨号音标志位
返回
R2R3=50
调用MINUS子程序
C置位
返回
置忙音标志位
返回
置回铃音标志位
返回

图4-23 判断子程序流程图
MT888O 在工作之前要进行初始化，它的初始化过程要经过下面的步骤：读状态寄存器、写CRA =000OB 、写CRA=000OB 、写CRA = IOOOB 、写CRB =OOB 、读SR 、写CRA =11OIB 、写CRB = D000OB 。为了检测信号音，应将MT8888 设置为呼叫处理模式，即CP 模式。该模式下MT8888 可检测各种信号音，如拨号音、忙音、回铃音。只要位于中心频率45OHz 、带宽25OHz 左右的信号音就可以经滤波器选择、高增益比较器限幅、从施密特触发器得到代表信号音的方波信号，并从IRQ/CP 端输出，微处理器可通过IRQ/CP 端分析呼叫过程。
　　根据程控交换机的标准，拨号音为45OHz 的连续正弦波，正负误差25Hz ，忙音为45OHz 的正弦波，0.35s通，0.35s断，回铃音为450Hz 的正弦波，1s 通，4s 断。因此，依据MT8888 的CP 检测模式，可对IRQ 脚输出的方波计数5s ，根据结果判断是哪种信号音。拨号音计数上限：( 450 + 25 ) * 5 =2375 ，计数下限：( 450 -25 ) * 5 = 2125 ：同理，忙音的计数范围是1041-1212 ，回铃音的计数范围是425-475 ，无信号音的计数为O 。考虑到计数误差，我选择了2000 作为拨号音和忙音的分界线，900 作为忙音和回铃音的分界线，400 作为回铃音和无信号音的分界线。
　　检测子程序流程图如图3-22 。首先将MT8888 设置为呼叫处理模式，接着将单片机的TO 设置成定时方式，T1 设置成计数方式，由于需要定时5s ，而选择定时方式1 ，晶体振荡器选择12MHz ，则最大定时时长为65.53ms ，所以，需要用软件扩展定时。计时开始后，计数也即开始[19]。在定时中断服务子程序里，判断5s 定时时间是否到，如果时间到，则从检测子程序里跳出，否则，继续计数。最后，计数值高八位存储到THI 中，低八位存储到TL1 中，供判断子程序进行判断。
　　判断子程序流程图见图3-23 。在此子程序里，将计数值分别与2000 、900 、250 这三个数进行比较，即调用MINUS子程序，将计数值与上述比较值做双字节的无符号减法，然后根据寄存器C 被置位情况，对拨号音标志位7CH 、忙音标志位7BH 、回铃音标志位7AH 进行置位或清零，然后返回。
　　DTMF 拨号程序设计：
　　MT8888 在自动拨号应用里，应将工作方式设置为突发方式，在此种情况下，双音频信号持续和暂停时间为5lms ，符合自动拨号要求。在将MT8888 设置为突发模式的时候，需要进行如下步骤：写控制寄存器A、写控制寄存器B、写发送数据寄存器、等待中断或读状态寄存器。
　　拨号子程序流程图见图4-24。首先将MT8888 设置为突发方式，然后判断是否为盗情，即7EH 是否被置位，如果没有，则跳转到拨管理中心电话号码部分；如果被置位，则拨打用户电话号码，最后，该程序返回。
　　4.3 语音模块程序设计
语音子程序流程图参见图4-25 。单片机P2.1 口由高电平变为低电平，触动ISD142O 的放音脚，放音开始，因为ISD1420 最长录音时间为20 秒，所以，延时23 秒后，单片机P2.1 脚由低电平变为高电平，放音结束，然后进入下一次放音状态，直至三次放音结束，清除警情标志位7EH 后，程序返回。

开始
置MT8888为BURST模式
是盗情
读X25045防盗电话
读X25045防火电话
拨用户电　话
拨中心电　话
返回
返回

图4-24 拨号子程序流程图

开始
回放开始
延时23秒
回放结束
回放3次
返回

图4-25 语音子程序流程图

4.4 密码及显示模块程序设计
　　密码及显示子程序流程图如图4-26 所示，用于控制报警器外部输入。工作流程介绍见3.2.2 节。

开始
N=0
解码输入
密码正确
错误输入告警
N=N+1
N>6？
50秒定时中断
返回
修改密码
输入
新密码
探头掉线检测

图4-26 密码及显示子程序流程图

4.5 读写数据模块程序设计
　　本系统中对X25045 的编程包括上电初始化、系统工作时对X25045 的读写以及看门狗的访问。上电初始化包含看门狗定时器的启动设置、X25045 中数据的有效性检查、以及必要的数据块保护设置等。对于自动报警器，因为X25045 中只保存报警及探测器正常与否等关键信息，因此可将／即固定在所希望的电平上。写数据子程序流程图如图4-27 所示。

开始
初始化
读状态寄存器RDSR
正在写（WIP=1）？
写使能WREN
写操作WRITE（/CS=0）包括Ag地址
送地位地址
送4个字节数据
送完？
启动写操作/CS=1
读状态寄存器RDSR
正在写（WIP=1）？
写禁止WRDI（可选）
返回
自动加1

图4-27 写数据子程序流程图
第五章 系统的抗干扰措施

　　5.1 系统硬件抗干扰措施
　　用户端自动报警器工作环境较恶劣，易受到各种干扰的侵犯。根据其来源不同，主要有空间干扰（通过电磁辐射进入）、过程通道干扰（通过与自动报警器及中央控制器相连的前向和后向通道进入）、供电系统干扰以及印制板与电路间产生的相互干扰。所以在设计上，应该采取必要的软硬件措施，免除和减小各种不良因素对系统的影响和损害，从而提高系统的稳定性和可靠性。
　　本系统在硬件设计过程中，主要采取以下几个方面的措施来提高系统的抗干扰能力：
　　1. 对于空间辐射干扰的抑制，主要解决办法是屏蔽。静电屏蔽使用导体材料即可。为达到电磁屏蔽的目的，可以把控制系统安装在用铁板做成的封闭机箱内，来屏蔽外部静电和电磁场的干扰。
　　2. 设计印制电路板时，合理布线，力求将系统中个元件之间、电路之间可能产生的不利影响限制在最低程度。元件排列及信号走线尽量有序，短直，简洁，避免相邻电路相互影响了尽量避免过长的平行走线，减少布线的分布电容。接地线尽量加宽以减少接地电阻，并解决好接地点问题。避免印制电路形成环路接受噪声形成干扰。按钮等在操作时会产生火花，必须利用RC 电路加以吸收。
　　3. 电源的设计将强弱电严格分开，不把它们设计在一块电路板上，电源线的走向尽量与数据传递的方向一致。在印制电路板的各个关键部位配置去藕电容，电源输入端跨接10 协F 的电解电容。每片集成电路电源的引脚上并接0 . 01 协F 高频电容。对于抗噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM 、RAM 存储器件（集成块），应在芯片的电源线（VCC ）和地线（GND ）间直接接入0.01 uF 去耦电容。
　　4. CMOS 芯片的阻抗很高，易受外界的干扰，故电路中不使用的输入端不允许悬空，否则会引起逻辑电平不正常。根据实际情况，将多余的输入端与正电源或地相接。实践表明，元器件的质量对系统影响很大。应选择正品元器件。使用前还要进行必要的筛选。对于接插件，应选择抗震性能好，接合可靠，防松的接插件。传输电缆应具有良好的屏蔽层，耐老化，抗损伤，不易断线。
　　5. 电阻系统本身对静电的防护也是至关重要的。静电产生的原因主要有两种模式：人体带电和电场感应带电。考虑人体带电模式，鉴于人主要接触开关机控制CPU 模块，且主要是键盘。为防止静电危害，在键盘的3 个引线上对地分别串上3 个防静电电容，本系统采用0.01uF 的电容。
　　6. 无论系统采取什么样的抗干扰措施，系统总会受到一些干扰使系统中的单片机的程序跑飞。为了使程序跑飞后，系统能恢复正常运行，本系统采用硬件看门狗X25045 。
　　5.2 系统软件抗干扰措施
　　在单片机应用系统中，由于程序及一些重要常数都存储在ROM 中，这就为软件的抗干扰创造了良好的前提条件。控制系统受干扰后反应在单片机上就是所谓的“冲程序” , 即程序指针乱跳，出现程序跑飞和非法死循环，导致程序失控。因此，需对单片机系统采取一些有效措施，这里主要采取了以下几种措施。
　　1. 数据传输的差错控制
　　本系统采用检错重发。首先对所发送的数据进行异或操作，把最后的结果也发送出去。接收端对接收到的所有数据进行异或操作。若结果为零，则传输正确，否则传输错误，通知发送端重发。
　　2. 对重要数据进行程序复核
　　在程序的执行中对重要数据进行复核，本系统主要对输入的键值进行复核，看是否正确，若正确则进行处理，否则忽略。
　　3. 指令冗余
　　当cPU 受到干扰后，往往将一些操作数当作指令码来执行，引起程序混乱。本系统的软件设计中，在一些对程序流向起决定作用的指令之间插入两条NOP 指令，保证弹飞的程序迅速纳入正确的控制轨道。此类指令有：RET 、RETI 、ACALL 、AJMP、JZ 、JNZ 、JC 、JB 、JNB 、等。在某些对系统工作状态至关重要的指令（如SETB EA 之类）前也可插入两条NOP 指令，以保证被正确执行。
　　一些关系系统能否正常运行的重要指令，如中断操作，系统开关机标志设定等，必须在程序中多写一些，这样可以保证系统即使受到干扰越过一条指令，还会遇到其它相同的指令，系统仍能正常运行。
　　4. 多加入一些NOP 操作
　　程序计数器受到千扰后，内容被破坏，可能从错误的入口处开始执行程序。如一个三字节的指令，单片机从第二字节开始执行，则程序变得不可预料。插入NOP 指令可以使PC 纳入正常运行轨道，使接下来的指令完整执行，不被拆散。插入原则如各种转移指令前插入NOP 指令；在重要的指令前插入NOP 指令：每隔若干条指令插入NOP 指令。

结束语

　　本课题的研究开发工作经过三个多月的不懈努力，目前基本达到了预期的要求，通过对多元探测器与自动拨号报警系统的调试，可得到如下结论：
　　1. 多功能住宅防盗防火报警系统的总体方案设计基本正确、可行，其主要功能基本得以实现。盗警、火警检测有效，自动拨号具有较强的抗干扰性能和自我保护功能，为将来系统产品化打下了良好的基础。
　　2. 对于区域联网式报警系统，其大部分时间处于警戒状态，传送数据量较小，若采用通常的微机加MODEM 进行通信，势必造成浪费。采用单片机控制下的DTMF 拨号方式，准确、及时发送报警信息，在简化设备的条件下，可满足联网报警系统的技术要求。
　　3. 防火防盗报警系统所有探测器的输出信号都是开关量，有无警情很容易识别。但由于信号线上受到空间电磁波的干扰，例如附近手机、电焊机等的工作，会导致误报。因此实际电路中考虑到了对信号进行特殊的处理：如在硬件上设置滤波电路、信号的上拉或下拉处理电路，或采用比较器进行处理。同时在软件上设计多次检测程序，以确保既不误报，也不漏报，以提高系统的可靠性。在软件中按程序执行的时间段，每0.2S 左右，编入一段喂狗语句。硬件看门狗的等待时间为0.6S 。这些时间段，是根据防火防盗的需要设置的，对不同的系统，这个时间段并不相同。
4. 系统结构简单，可靠性高，成本低，实用效果良好。
本课题作为多功能住宅安防系统中防盗防火报警方面开发的一个尝试，离最后的实用化、产品化还有相当的距离。随着微电子技术、自动控制技术和传感器技术发展，还将会得到更大的发展空间。
　　住宅小区安防报警系统联网形式未来有三个主要发展趋势。
　　利用电话网形成的报警系统是通过各种传感器自动采集报警信号，经专用报警控制箱及电话网传送到接／处警中心进行接／处警。该联网方式技术先进、质量可靠、功能多、价格适宜、使用操作方便，符合安防系统的要求。这类报警系统通常不需用特种业务号码，其特点是组网灵活、覆盖面广。防范的区域可以包括一个城市，也可通过长途电话网将其他城市连接起来共同防范。

致 谢

　　在这次毕业设计的过程中，我的指导老师陈进老师给予了我很大的帮助，提供了相关的资料，对我的毕业设计作品给予了指导和支持。使我顺利圆满的完成了此次毕业设计。在此，向郭进老师表示衷心的感谢！同时，也要感谢学院提供计算机等设施，使我的设计得以顺利完成。
　　寒窗几载，春花秋实。大学三年是我一生的重要阶段，是学习专业知识及提高综合能力为以谋生发展的重要阶段。从跨入大学的校门的那一刻起我就把这一信念做为人生的又一座右铭。
　　古人云：预则立，不预则废。圣人曾经教导我们：一年之计在于春，一日之计在于晨。作为即将走向社会的我们又何尝不是如此？一个没有规划的人生，就象一场没有球门的足球赛，一场乱踢；一个没有规划的人生，就象一叶在茫茫大海上漫无目标的小舟，随波飘荡。在我们即将走向社会的时候，我们必须对自己的职业生涯进行规划。罗素曾说：选择职业就是选择你自己的将来。因此我们要针对社会需要，结合自身的情况及早做好相应准备，为我们走向社会打下坚实的基础。俗话说：磨刀不误砍柴功。为适应社会需要，促进自我发展，我们除了学好本专业外，还应辅修相关转业知识，积极参加社会实践活动，培养工作能力，努力提高综合素质，同时努力培养特长，形成自身竞争优势。
　　在论文即将结束之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可歌可敬的老师、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后，再次感谢工程学院各位领导老师给我的帮助与支持，让我坚持到了最后，谢谢你们！

参考文献

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