低功耗型家用防盗系统的设计

张再涵　郭志强　张幼涵

中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0920006-02

一、引言

随着电子技术的普及,家庭用防盗设备的应用逐渐增多,而针对家庭用的防盗报警设备由于过去使用专用防盗器,导致有效检测面积覆盖率低、价格昂贵、安装困难、功耗大等问题,本系统采用新的设计思路,摒弃旧的传感器,使用价格低廉的红外激光发射管和对应波长光电接收管以及简易的波形采样整形滤波电路,构成了防盗系统的传感部分;而从功耗和成本上考虑,采用PICnW级单片机PIC16F676作为后端数据采集,以及数据处理和报警等控制器。计算机采集部分,采用计算机串口接收数据,软件方面,采用Microsoft Visual Basic6.0编制。

整机结构如下图1:

以图1所示,只是采用一路报警信号作为表示功能,在实际应用中,可以采用CD4555等类似的扩展芯片实现信号通道扩展,扩展电路如下。

二、PIC单片机简介

PIC单片机,microchip公司的产品。采用哈佛架构的RISC单片机,其指令集也很精简。同时,其产品线比较广泛,从最基本的8位单片机到12位、14位甚至16位高端一应俱全,一般我们将其产品划分为低、中、高三个级别。

PIC集成的外设极为丰富。片内集成USART、I2C、AD、PWM等模块。有的还有LCD驱动模块、USB驱动模块甚至以太网模块。应用起来极为简便,同时也可以减少外围电路。由于PIC的IO输出承载力很强,可达20mA以上,加上PWM,使其在各个方面都很有作为。

程序运行之后,先进行系统初始化,由于本系统采用外部时钟唤醒,在初始化期间,应将系统的时钟源定义在TIMERA上。

检测部分,以一路检测信号为说明,当TXD发送出一系列定时脉冲波后,RXD会在一段时间后检测到这个序列波,为了防止误报现象的发生,发送的光波序列,采用准曼彻斯特编码方式,即以上升沿为二进制数字1,下降沿为二进制数字0,当产生连续的1或0时,系统提前产生一个伪下降,为了保证系统可靠,其通讯时间将扩大一倍,即以2位的通讯时间来传输1位有效数据。

按键部分采用外部中断模式,使用内部上拉电平,当按键按下后,系统采样到一个下降沿,产生中断,启动部分功能,本系统将按键功能定义为系统初始化功能,即按键按下后,系统复位,进行系统初始化。

当信号采集部分通讯出现中断,软件将进行判别,当满足一定条件后,系统认为光线被固定物体遮挡住,蜂鸣器长响报警,为提高报警效果,产品上还增加了LM386等功率防大电路驱动喇叭,增大了报警范围;同时通过串行通讯发送到计算机远端,由计算机软件判断是否是满足报警故障,是否通过连接的手机或移动通信模块,上报到指定电话或直接拨打电话。

以下为单片机程序代码,由于篇幅限制,只能提供描述原理性质的伪代码以供大家参考。

文件名:wartest.c

#i nclude

//定义芯片工作时的配置位

__CONFIG(HS & WDTEN & PWRTEN & BOREN & DP & LVPDIS & DUNPROT & WRTDIS & DEBUGEN & PROTECT);

//声明函数类型

//定义变量

unsigned char num1,num2;

bit flag1,flag2 ;

... ...

//函数

/*******************************

函数名:main

入口:无

出口:无

功能:主函数

*******************************/

void main(void)

{

initport1();

initport2();

inittime();

while(1)

{

testport();

if(testport1_1==1)

{

sendmess();

}

}

}

/*******************************

函数名:initport1

入口:无

出口:无

功能:初始化端口1

*******************************/

void initport1(void)

{

......

}

/*******************************

函数名:initport2

入口:无

出口:无

功能:初始化端口2

*******************************/

void initport2(void)

{

......

}

/*******************************

函数名:testport

入口:无

出口:无

功能:测试端口信号

*******************************/

void testport(void)

{

......

}

/*******************************

函数名:sendmess

入口:无

出口:无

功能:发送报警信息

*******************************/

void sendmess(void)

{

......

}

说明:以上程序仅为了指示程序功能用。

三、结束语

本系统经过试验验证,采集成功率达到95%以上,同时由于其成本低廉,已经进行了小批量投产试运行,效果良好。

参考文献:

[1]PIC16F685/687/689/690数据手册,microchip公司数据手册.

[2]武锋,PIC单片机C语言开发入门,北京航空航天大学出版社.

[3]Di Jasio(加西奥等),PIC微控制器技术及应用,电子工业出版.