摘要：

本設計以超低功耗單片機 MSP430F149為控制核心實現了宿舍智能防盜防火報警功能。其中含人體紅外檢測，煙霧檢測及聲光報警，安防數據存儲等模塊。在設計中，人體紅外檢測實現了最遠距離9.6米；煙霧傳感器檢測能在0.5秒內快速反應，在掉電的情況下可存儲安防監控數據；具有事故語音播報等功能。除此之外考慮宿舍安防特點，設計中還添加了貴重物品檢測功能；用VB語言編寫上位機監控程序，通過無線通信實現組網異地監控；監控數據存儲可在數據庫內進行查詢；外人強制開門時自動錄像，短信報警和真人語音報警,視頻發送到主人郵箱等功能。另考慮到節能安全的效果，設計中還加入太陽能電池板、鉛酸蓄電池以便在突然停電情況下供電。

關鍵詞：MSP430F149；人體紅外傳感器；煙霧傳感器；無線模塊；組網監控

WT588D語音模塊

Abstract:

This design achieved such functions as intelligent burglary-resisting and fire prevention in dormitories，taking super-low consumption series MSP430F149 as control core. Modules including infrared detection over human body, smoke detection, the valuables detection,data storage ,acousto-optic alarm, etc. are carried out in the design. Among them, in maximum distance and frequency, the infrared detection module achieved the effects of 9.6m. Smoke sensor could react rapidly within 0.5seconds and storage can store the monitoring data under the condition of power failure. And the function of voice broadcast upon accidents is also included.Apart from these functions, in view of dormitory security, VB Language was adopted in this design to write the PC monitor procedure. Then net-forming monitoring was realized via wireless communication and monitoring data could also be stored within database for data query. Additionally, when a stranger tries to force the door, the camera could automatically record a video and then inform the master by means of a short message. Meanwhile, it could also send the video to the master’s mailbox, playing a role in burglary-prevention and collecting crime evidences. Lastly, taking safety of energy conservation into consideration, solar panels, lead-acid battery are applied in this design to supply power in case of sudden loss of power.

Keywords: MSP430F149; human infrared sensor; smoke sensor; wireless module;

net-forming monitor WT588D

一、方案論證與比較

根據題目要求以及從設計的客觀實際情況出發，我們對單片機的控制系統、上位機的設計方式、通訊方式的選擇進行了詳細論證與比較，具體內容如下：

1．1控制器的選擇與論證

方案一：采用MCS-51系列單片機。MCS-51系列單片機是8位單片機，具有價格低廉，技術成熟，使用簡單的特點。但是MCS-51系列單片機的I/O口少，RAM、ROM容量小，運算速度低，執行一條指令是1us，功能單一，功耗高。

方案二：采用MSP430F149單片機。此款單片機是TI（德州儀器公司）推出的一種超低功耗16位工業級混合微處理器，60KB的Flash，2KB的RAM，有48個I/O口。這款單片機的特點是低電壓，低功耗（五種低功耗模式），具有高速的運算處理能力，執行一條指令時間是0.125us,穩定的串行數據通信能力，適合于低功耗要求的場合。

方案選擇：基于功耗低的設計要求，我們在比較了MSP430 與MCS-51的處理速度，功耗高低和串口通信的前提下，選擇了MSP430F149單片機作為本系統的主要控制芯片。

1．2上位機監控的設計與論證

方案一：采用VB語言進行組網監控軟件的設計。VB語言是一種可視化、面向對象和采用事件驅動方式的結構化高級程序設計語言，可用于開發Windows環境下的各類應用程序。VB同時還具有可視化的集成開發環境、結構化程序設計、強大的數據庫管理以及動態數據交換等功能。利用微軟封裝好的MSComm控件，可以設計良好的人機交互界面，安裝簡便易行。

方案二：采用組態軟件進行組網監控軟件的設計。利用組態軟件的內部控件和通用控件可以方便、快捷的進行軟件的開發。組態軟件沒有通用單片機驅動，且單片機需要根據組態軟件的通信協議進行通信配置，通信的實現過程比較復雜。

方案選擇：為了簡化單片機通信的配置過程，最大限度的降低成本，在最短的時間內開發出功能完善的上位機監控軟件，我們采用VB語言進行上位機監控軟件的開發。

1．3通訊方式的選擇和設計

方案一：使用單片機自帶的串口進行通訊，不需要增加任何器件就可以實現多機主從通訊。使用簡單，通訊距離較近。

方案二：使用RS232 接口通訊。傳輸距離15米之內可以進行有效通訊，超出距離會產生通訊干擾；

方案三：使用RS485接口實現二線差分方式通訊，通訊抗干擾好，測試監控距離可達到500m，有利于實現多機通訊。

方案選擇：因為上位機需要監控多個宿舍，需要實現多機通訊。同時要求遠距離通信，信息抗干擾性強，RS485通訊滿足設計需要，選擇用485通信模式。

1．4報警方式的選擇和設計

方案一：使用WT588D的話,不須要錄音,是flash作存儲, 重復下載語音可達5萬次,用直接用下載器配合上位機軟件就可以下載電腦的聲音,而且音質好,操作簡單,連接電路也方便

方案二：使用WTV-SR,錄音和放音時間長,可以隨意選flash的容量,更可以上傳下載電腦的聲音,隨意操作,但缺點就是要用到下載器和上位機軟件,

方案三：使用WTR-S4模塊,錄音音質好,同時也是用flash來做存貯,可以隨意選擇容量,外圍電路少,對于客戶來說是很容易接受

方案選擇：因為上位機需要監控多個宿舍，需要實現多機通訊。同時要求遠距離通信，信息抗干擾性強，RS485通訊滿足設計需要，選擇用485通信模式。

二、理論分析與參數計算

2．1系統的方案設計與結構框圖

根據宿舍防火防盜功能的實現，充分考慮各方面的因素，制定了完整的設計方案。本方案包括三大部分：宿舍監控、樓管監控室和無線通信。宿舍監控部分以MSP430F149為控制核心，包括人體紅外檢測、溫度傳感器、煙霧傳感器、振動傳感器、輸入模塊、數據存儲、電磁鎖、語音模塊、液晶顯示等模塊。樓管監控室是以VB編寫的上位機為核心，組合了短信貓、打印機、攝像頭等模塊。無線通信模塊作為宿舍監控與樓管監控室的連接部分，起到雙向數據傳輸的作用。其原理方框圖如圖1所示。

更多內容請閱讀：基于WT588D宿舍智能防盜防火報警系統.pdf

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