智能楼宇防盗及灯控系统
第一章 绪论
第一节 智能楼宇防盗及灯控系统的背景和意义
随着人们生活水平的不断提高,生活质量不断增长，人们对安全也提出了更高的要求。人们的居住环境安全与否，尤为重要。鉴于此，安全防御系统的设置就显得极其重要，人们采取了许多措施来保障安全，以往的做法是安装防盗门、防盗网，但也存在有碍美观，不符合防火要求等不足之处，而且由于这些方法的科技含量太低，不能有效地防止坏人的入侵。因此，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求, 在这样的社会背景和需求下，智能楼宇防盗报警系统也就应运而生，而且它已经成为小区智能化的必要组成部分。
本设计主要对楼宇监控的基本功能进行了设计，可以分时段对检测到的信号做出不同判断；采用了模块化的设计方法，将整个系统分解为不同的程序模块，再将不同程序模块分为不同的子程序，用多个小程序组成了功能负载的系统。
第二节 系统方案的选择和论证
1.2.1 系统设计要求
1.防盗系统在00:00—07:00时间段内处于防盗状态，当检测到有人进入则发出声光报警，并记录进入时间，该时间能够在系统掉电的情况下依然存储无误。
2.防盗系统在07:00—18:00时间段内处于检测人数状态，每当一个人进入，则计数一次，当达到人数上限时，发出报警，人数上限可以手动修改。
3.防盗系统在18:00—00:00时间段内处于灯控状态，当检测到有人进入则点亮楼道照明灯，无人时则关闭照明灯。 1.2.2 主控模块的选择
方案一：8051片内有4k ROM，无须外接外存储器和373，更能
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体现“单片”的简练。但是自己所编写的程序无法烧写到其ROM中，只有将程序交芯片厂代为烧写，并是一次性的，今后任何人都不能改写其内容，技术上有局限，在调试过程中会增大成本。
方案二：ATMEL 公司的AT89C51、AT89S51在与众多的51系列单片机相比之下更显实用，因为这两款单片机不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，用户可以用电的方式瞬间擦除、改写程序，一般专为ATMEL AT89xx 做的编程器均带有这些功能。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。另外，AT89C51、AT89S51目前的售价比8031还低，市场供应也很充足，比较符合本次设计的要求。
方案三：AT89S52是2003年ATMEL推出的AT89S系列的新型品种，除了完全兼容8051和AT89C51外，还多了ISP编程和看门狗功能，其中的ISP在线编程技术既降低了成本也无需反复插拔芯片，可避免损坏芯片管脚,同时可省去了仿真器和专用编程器，大大减低了操作难度和成本；而且该单片机的性能稳定且内存达8KB，与其他同类单片机相比，它的性价比非常高。
综上所述，对这三种方案进行比较后，确定选择方案三中介绍的AT89S52作为本次设计的主控芯片。 1.2.3红外信号检测模块的方案选择
方案一：采用红外线对管收发电路，但是这样不论是检测到人时，还是物体经过，都会产生报警信号，而本次设计所要求的是防盗，只要求对人体进行检测，所以排除本方案。
方案二：采用人体红外感应模块来输入报警信号，这样硬件连接简单，相应的软件设计也会随之简化，而且这种模块直线检测距离远，范围广，工作也较为稳定。
综合比较以上两种方案，决定选择方案二实现本次设计的红外信号检测功能。
1.2.4显示模块的方案选择
方案一：LED数码管静态显示，这种方法编程容易，管理也较简单，但是占用单片机I/O口线资源较多，也给焊接增加了一定的难度。
方案二：LED数码管动态显示，价格低廉，不仅减少了对I/O口
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的浪费，而且能够同时驱动多个数码管。其驱动程序容易编写和理解。
经过以上二种方案的比较，在考虑成本和程序编写等因素后，选择方案二即LED数码管动态显示作为本次设计显示部分。 1.2.5声光报警和键盘控制模块
声光报警模块拟采用一个红色发光二极管和一个蓝色发光二极管作为警灯，一个无源蜂鸣器通过编程实现警笛。
键盘控制模块准备用8个独立按键分别控制时间调整、报警人数上限设定和解除警报等功能，不采用矩阵按键是因为它的程序编写较为复杂。
1.2.6系统最终整体硬件方案
经过对以上各模块方案的比较，在考虑成本、编程难易程度等方面的前提下，确定了最终硬件方案为：
红外信号检测模块：人体红外感应集成模块； 主控芯片：ATMEL公司的AT89S52微控制器； 显示模块：LED数码管动态显示； 外部控制：8个独立按键；
声光报警：无源蜂鸣器，红蓝发光二极管各一个。 最终整体方案的系统框图如图1-1所示。
红外检测信号主控芯片键盘控制显示模块声光报警 图1-1 系统整体原理框图
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第二章 系统硬件设计
第一节 系统硬件及功能概述
智能楼宇防盗及灯控系统主要由五个模块组成，其核心AT89S52微控制器，用以对其他子模块进行通信；P3口与键盘控制模块连接，实现系统的人机交互功能；P2口和P0口的部分位连接数码管，通过动态扫描的方式实现系统的显示功能；P0口的其他位连接声光报警模块，主要由一个蜂鸣器、两个发光二极管组成，当有报警信号时则由单片机控制驱动发光管和蜂鸣器实现报警功能；灯控部分以一个发光二极管模拟，与单片机的一位I/O口相连；人体红外感应模块与P1.1相连以实现红外信号检测模块与微控制器之间的通信。
第二节 主控模块
2.2.1主控芯片简介
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。其引脚结构如图2-1所示。
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