楼宇智能防盗报警控制系统设计.docx
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楼宇智能防盗报警控制系统设计
南京理工大学
毕业设计说明书（论文）
作者:
伍泉龙
号：
2
教学点:
工业园区职业技术学院
专业:
机电一体化
题目:
楼宇智能防盗报警系统设计
指导者：
（姓名）（专业技术职务）
评阅者：
（姓名）（专业技术职务）
2015年5月
南京理工大学
毕业设计（论文）评语
学生：
伍泉龙号：
2
题目：
楼宇智能防盗报警控制系统设计
综合成绩：
指导者评语：
指导者（签字）：
年月日
毕业设计（论文）评语
评阅者评语：
（指导者与评阅者不宜为同一人）
评阅者（签字）：
年月日
答辩委员会（小组）评语：
答辩委员会（小组）负责人（签字）：
年月日
楼宇安全防技术涉及到社会的方方面面，是保护国家和人民利益和安全的重要手段，随着我国经济水平的整体提高，我国的建设水平也逐步得到改善。
本文主要完成了楼宇智能化中的防盗报警控制系统的硬件模块和软件部分的设计。
论文分为硬件与软件设计两部分，首先主要研究了防盗报警系统的功能需求与性能需求；随后，设计了系统的总体结构与逻辑结构，系统的性能设计，分析了系统的主要程序操作流程及功能模块电路，详细地设计了系统的电源控制功能、放到传感器数据采集电路、RS232串口模块电路、GSM模块TC35I电路进行分析与设计，并完成了各个软件子模块的设计；最后，设计了防盗的流程与实现。
本系统采用单片机的高级语言C语言金希澈级，并给出了相关流程图，为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，经过测试能实现基本的报警功能。
关键词智能化防盗系统报警系统单片机传感器
毕业设计说明书（论文）中文摘要
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title××××××××（4号宋体）
Abstract
×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距，第一个字应顶格写）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××.
（空2行）
Keywords××××××××××××（小4号宋体）
（小4号黑体）
目次
1引言（或绪论）（作为正文第1章，小4号宋体，行距18磅，下同）……1
2××××××（正文第2章）…………………………………………………Y
2.1××××××（正文第2章第1条）……………………………………Y
2.2××××××（正文第2章第2条）……………………………………Y
2.X××××××（正文第2章第X条）……………………………………Y
3×××××（正文第3章）………………………………………………Y
………………………………………（略）
X×××××（正文第X章）…………………………………………Y
结论……………………………………………………………………………………………Y
致………………………………………………………………………………………………Y
参考文献…………………………………………………………………………………………Y
…Y
附录A××××（必要时）……………………………………………………………………Y
附录B××××（必要时）…………………………………………………………………Y
图1×××××（必要时）…………………………………………………………………Y
图2×××××（必要时）…………………………………………………………………Y
表1×××××（必要时）…………………………………………………………………Y
表2×××××（必要时）…………………………………………………………………Y
1绪论
1.1概述
随着时代的进步、国家的飞速发展，提高了国民的生活质量，使得人们的生活发生了很大的变化。
社会国家的中潜在的安全危险也随之增多，与之相对应的各方面安全的维护管理也随之加大，楼宇智能防盗报警控制系统的开发和使用成为了如今大型酒店、商城、办公楼、娱乐会所等等公众场所的必需品。
因为控制系统的繁琐、复杂，结构设计、成本价格过高，目前市场大部分的设施、单位还是利用人工监察、巡逻、报警的方式来应对危害。
这对六十、七十年代的吃饱穿暖时代到现如今的对环境卫生、出行方便、治安放心等等条件更多。
网络时代息在飞速穿梭，因此就会出现层次不相同的居住小区和办公大楼。
对智能化的要求也与之提高。
主席提倡智慧城市、智慧小区，在这个年代的变迁，电子科技步入家庭，在以电子型的为主的八十年代，慢慢开始以程序转向网络技术控制的九十年代，如今我们二十一世纪，则实现了智能控制技术。
在民用住宅和办公大楼的本质区别，根据民众的生活品质和需求的不同，对应的进行合理的、智能的规划设计，这是智能控制系统业人士解决的实际问题。
1.2楼宇智能防盗报警系统的前景
楼宇智能系统是对社会、生活实现现代化科技系统的方式，这个的结构、设计反映了个人喜好和经济实力。
所以说智能化系统的方向在于住民用户的刚需型、舒适型、豪华型等，随着时代的进步，人民生活水平日渐富裕，老百姓都希望自己的家在科技时代的引领下更加舒适放心，不仅受到年轻人的喜爱，对老人孩子也是一种便捷和安全。
智慧城市生活的迅猛发展使得人民群众的居住条件发生了很大的变化。
特别是高层住宅办公中的感应门、电子锁、刷卡电梯、停车场管理系统等等，与生活十分贴切。
家庭住宅呢，得有危险气体检测工具、在遇到火灾时自动报警、远程通话监控等。
1.3论文意义
楼宇自动控制系统—俗称楼控系统，它是弱电系统的主要构架，其中空调系统、给排水系统、照明系统、等等，这许多的系统在对空调系统、冷却塔、新风机、锅炉、制冷机、变配电设备、风机的盘管、换热器、水箱水泵、照明的线路、电梯等来操控和收集的系统设备，起到了系统控制的自主性，让系统各个方面的品质得到改善、能耗得到降低、强度得到减少。
2楼宇智能系统的组成
我们这边将讲到楼宇智能系统中常见的一些报警、提示或者自主预防危险，在一个楼里有许多的系统，我们将主要分析解答几个常见的，例如漏水报警系统、空调、照明、给排水、和通风等。
这些对国家经济做出了颇大的贡献，他们的设计和制作出来对人们的便利和工作，生活有了很大的改变。
2.1漏水报警系统
漏水的存在与安全隐患对于整个建筑的机房，相关水的设施是最基本的设施之一，他的组成有供电设施空调环境设施用水、消防安全设施用水、生活用水、其他使用水的设备。
2.1.1系统结构
如图所示，整个系统共分为2个部分：
各楼层漏水检测设备、串口服务器、监控主机、IE浏览端；
各楼层漏水检测设备：
漏水检测设备共包括漏水控制器、引出线、跳接线、漏水感应绳、终止端、固定胶贴等多个部件。
各楼层设备分布如下：
地下1层-地下2层~3层夹层~10层~25-26层42层~57层-58层~66层均使用漏水检测设备来检测各楼层有无漏水发生；
其中酒店地下部分共计21个漏水点。
酒店地上部分共计48个漏水点。
办公楼地下共计39个漏水点。
办公楼地上共计57个漏水点。
系统设计用漏水感应绳将各楼层重要区域进行围闭，各区域间的漏水感应绳通过跳接线相连，并经引出线连接至漏水控制器；漏水感应绳使用固定胶贴进行固定，并在末端安装终止端。
2.1.2系统特点
系统在地下一层夹层的消防安保中心设二套相互独立的上位主机系统，分别负责办公楼和酒店的漏水报警系统。
定位明确，每一检测模块拥有“唯一”的地址，可以在上位机准确显示漏水报警点位；
专利防误报警功能；
多点泄漏，系统具有同时报警能力；
若某个点位感应线的故障不会影响到整个系统的稳定工作；
它具有开放的接口RS485，也具有继电器输出
它是基于模块化设计，独立性能好，提供专用的外接设备，避免杂牌所带的协调/质量问题，具有高稳定性，免维护的特点
系统具有良好的扩展性
2.2空调系统
2.2.1AHU全热回收空调机
包含设备：
AHU-L14-1~31，AHU-L15-1~2
空调机结构图：
控制原理：
2.2.2供冷供热模式
所有空调设置冬夏季切换模式。
夏季供冷时，热水调节阀关闭，冷水调节阀动作；冬季供热时，冷水调节阀关闭，热水调节阀动作。
2.2.3动作顺序
通常情况下，风机受控允许命令按照BAS系统软件预设的时刻表常规运作。
当风机受控允许命令处于开启时，送风机控制被设定为开启。
冷热水调节阀、新/回/排风阀、排风机与送风机连锁，当送风机启动时冷热水调节阀、新/回/排风阀、排风机开启，当送风机关闭时冷热水调节阀、新/回/排风阀、排风机关闭。
2.2.4全热回收
冬夏季工况,系统开启热转轮进行全热交换,系统设定并保持最小新风量。
过渡季时根据回风与新风焓值比较，采用全新风较回风节能时，关闭热回收转轮，排风机转速增加，新回风比开到最大,使达到最大新排风量，全开排风阀及旁通阀。
2.2.5CO2控制
当回风CO2浓度大于设定值时（最大设定值1000ppm可调），先关闭回风阀，送排风机调节转速增加风量，新风阀开到最大，热转轮和排风阀、转轮旁通阀状态不变，当CO2浓度降至正常值时恢复新风最小流量运行。
2.2.6风量控制
送回风风量控制：
送风和回风风量通过风速传感器计算;调节送风机频率将送风风量维持在设定值;调节新风阀和回风阀开度使送风量和回风量保持一致。
新排风风量控制：
通过风机特性曲线，设定排风机最大最小风量值对应频率，使风机排风量恒定;通过调节送风量和回风量的一致，使新风量和排风量保持一致。
2.2.7温度控制
调节冷热水阀和送风量将回风温度维持在设定值；当回风温度未达到设定值时，先调整水阀，当水阀达到最大时，增加送风机频率；当回风温度超过设定值时，先减小送风机频率，当风机达到最小设定频率时，减小水阀开度。
2.2.8防冻控制
在AHU系统关闭时，当室外温度（或混风温度）低于防冻设定值，将冷热水电动调节阀调节至10%~20%开度，使盘管水流循环防止盘管冻坏。
2.2.9夜间模式
AHU停止时，有冷却需求，室外温度超过12度且低于室2度以下，在夜间冷却时空调水阀关闭。
关闭热转轮和回风阀，新风阀全开。
当室温度下降到设定点，夜间冷却停止。
2.2.10防火保护
由消防联动强切。
2.2.11换热效率
测试换热效率时，通过送排风新风和换热后风管温度计算，当换热效率低时报警。
2.2.12报警设置
当送排风机故障警报被触发时，风机被关闭。
通过压差开关监视过滤器的状态，当超过压力设定值时，将发出警报提示。
2.3照明系统
照明系统包含公共区域普通照明和应急照明
控制方式：
室停车场照明，通过移动红外传感器接入BA系统，控制车道照明的启停，商场后勤走道区的红外传感器直接控制走道照明，不通过BA系统控制。
部分区域通过光照度传感器控制照明启停。
也可根据BMS系统软件预设的时刻表控制照明启停。
2.4给排水系统
2.4.1潜污泵
系统说明：
通常情况污水泵控制，当系统开至手动时，通过本地控制箱的按钮对水泵进行启停控制，当系统开至自动时，由现场的浮球开关根据液位进行水位的自动控制。
包含设备：
1~6#潜水泵、1#水泵房潜水泵*2，2#水泵房潜水泵*2。
控制原理
此系统BA为只监不控,水泵监视信号为状态、故障、手自动，
液位监视信号为超高液位报警。
高液位状态、低液位状态。
水泵自动控制直接与现场水井高/低，液位直接联动。
BA系统仅在水泵出现故障，水井溢流水位报警时发出报警信息。
2.4.2生活水供水
系统说明：
生活水泵控制有独立成套的控制系统做控制，当系统开至手动时，通过本地控制箱的按钮对水泵进行启停控制，当系统开至自动时，是根据现场供水管压力接入生活水泵变频器直接调节做恒压供水。
包含设备：
1#水泵房生活水泵，2#水泵房生活水泵
控制原理：
此系统BA为只监不控，液位监视信号为超高、超低液位。
BA系统在水超高、超低液位时发出报警信息
监视水泵状态、故障信号和手自动信号，不参与控制。
系统通过自带成套控制柜变频器自动PID调节恒压供水.
水箱由市政供水，用水利浮球阀控制水箱水位，系统对超高超低液位做警报提示。
2.4.3生活热水供水
系统说明：
生活热水泵控制有独立成套的控制系统做控制，当系统开至手动时，通过本地控制箱的按钮对水泵进行启停控制，当系统开至自动时，是根据现场供回水管温度控制循环泵启停，并自动调节换热器运行。
包含设备：
1#,2#水泵房热水循环泵
控制原理：
控制原理：
此系统BA为只监不控，监视信号供回水温度，当供水温度超过设定值时报警。
监视水泵状态、故障信号和手自动信号，不参与控制。
系统通过自带成套控制柜根据现场供回水管温度控制循环泵启停，并自动调节换热器运行。
2.5通风系统
2.5.1变电所室排风扇，
包含设备：
变电所室排风扇WEA
控制方式：
风机控制命令按照BMS系统软件预设的时刻表或根据配电室温度启停。
2.5.2其他排风机
排风扇WEA控制原理图：
（三相供电）
控制方式：
风机控制命令按照BMS系统软件预设的时刻表启停。
排风扇CEA控制原理图：
（单相供电）
控制方式：
风机控制命令按照BMS系统软件预设的时刻表启停。
排风机EA，排烟兼排风机ESEA（排烟兼排风机ESEA为低速启动）控制原理图
控制方式：
车库排烟排风机ESEA为低速启动应通过车库CO传感器控制启停，当CO浓度超过设定值时，启动风机，当恢复正常时风机停止。
排风机EA带变频（EA-L14-1~7）
2楼宇智能系统总体关键技术
2.1系统中存在的漏报、误报
2.1.1含义
在我们国家误报大家都觉得是本没有危害的状况下系统却做出了在危害情况下发出的警报信号，称之为误报。
根据对误报的定义，误报率是指在一定时间，在系统报警次数和报警总数的比值。
外国对于误报的定义与国不相同，他们的定义是指在一些不需要出警的情况下，让警察出警的信号，当然恶劣天气，复杂气候及用户操作不当等因素，令人惊讶的是，美国还出列了规定，规定中一年最多只能有4次误报。
2.1.2原因
当出现系统地误报时，原因有很多，例如警报系统的老化故障，警报系统设计安装的方式方法的错误，地域的音频干燥，还有就是小孩、老人或者其他人为的操作不当所引起的。
2.1.3如何减少频率
误报和漏报就像狼来了中的农夫一样，总是给我们带来可知不可知的烦恼，有时可能会影响到我们休息或者工作，其中影响最大的就是一个小区或者大楼的保卫人员，当误报一发声时，就会造成很多劳民伤财的事情，可能还出现不必要的伤亡，如果误报的频率很高，就像上面所说到的农夫一样，前两次听到狼来了他都会扛着撬去赶走狼，群众的心也是这样，到了第三次他根本不会去相信，因此这样的危害结果是无法估量的，既然我们发明了这种能时刻检测危害的警报器材，就得修正它，减少它工作的“不称职”。
可以从提高红外探测的性能，其中包括对红外探测的选型，设计，探测器的程序处理系统等多方面原因。
为了应对红外的抗干扰水平，对接收到的信息进行了先后顺序之分的保存排序处理，这样的技术形式使得相同的频率形式互相干预的情况大大降低，而且还减少了误报率。
在红外探测器对检测的物体在天气的光照、湿度、气温造成判断失误的情况：
a、我们可以在多个点位装上摄像头，在当每个点位都同时检测到有物体进入监视围，才会发出警报。
b、我们可以让一个探测器两次对采集来的信息进行判定，当第一次采集到有不明物体进入先不传输给上报给主机，当第二次物体消失，则不用传输给主机；弱国第二次判定还依然有，则向主机发出警报信息。
c、给红外探测器的摄像头上装上滤光镜，这样更可以去除掉很多并不是人采集到的红外线和可见光。
d、给探测头编辑特殊的程序指令，让它有对采集来的信息判定解析。
有一些探测器长时间不工作了未能及时发现，我们可以运用探测器的巡检技术，让它在定时的周期给主机发送是否在工作状态，如果一定的时间中，主机没能收到探测器发送来的监测信息，那么就是待维保状态了。
综上所述，我们在使用、选购、维保过程中要知晓系统地性能、数据指标、和技术专业的人员进行调试和安装，防止操作不当引起麻烦，当出现无法解决的故障时及时联系技术人员做出正确的处理。
一个好的系统应具有质量过硬的材料，低噪优良环境的和规的安装维保技术，这样才可以有效的减少系统中的不智能之处。
2.2保护系统
门禁系统、监控系统、可视对讲系统、电子巡更系统、停车场管理系统、保安报警系统、一卡通系统等等都是智能防盗报警系统。
接下来重点了解下更加贴切我们实际生活的小区安保系统。
2.2.1监控系统
这是小区安保的重要环节，它能时时刻刻记录着小区各个出入通道、主要干道，监控系统有着自己储存和删除的功能，如果有一处发生警报，监控可随时调出到主屏幕，更加细致的观察。
2.2.2门禁系统
这是外来人员进入小区的第一个障碍，当然进入每幢楼的门口是第二个，地下车库的车辆管理也均安装了道闸，没有持小区的电子磁卡，是在小区寸步难行，对小区的安保是一大功臣。
2.2.3可视对讲系统
这个系统为人类带来了更加便利的交流沟通，当有客人来家里玩，却因为门卫的不熟悉，或者没有提前给安保人员打招呼，这时候可视对讲用上了作用，顾名思义，既可以看的到来访人员的面貌，还可以彼此进行对话交流。
，当客人走到楼下时还可以远程实现对门禁系统打开状态，方便客人进入。
2.2.4电子巡更系统
这个系统实际上是为了更加方便管理者以在一定时间，一定次数的对安保区域进行巡逻，打点，并记录巡逻中遇到的诸多问题。
以防止一系列的以后的突发事件。
2.3网络系统
网络系统有着复杂繁琐的容，有利的是具有灵活性。
含着计算机网络系统、有线电视系统、系统、视屏点播系统、综合布线系统等等，他们都存在共通的地方，都是利用流媒体信息的网络传输。
流媒体就是流式传输的方式在Internet中用流式传输的方法表达的，像视屏、音频或其他类型的文件等。
其实简单的理解就是成立一个服务站，一个小区物业集中的的信息交汇中心，它不仅可以传播小区里的概况信息，还可以为业主提供互相交流的平台，给业主提供投诉建议，还可以对用户提供包裹寄存和配送服务。
在网络系统中，例如系统就利用交换机，简称SIP。
它的前身是模拟和数字技术，现在的最新的核心为SIP，具有稳性的性能，先进的技术，操控简单，方便管理。
我们在数据网络配置结合的前提下，可以远程操控，不用在聘请员，节省了人力和财力。
系统不仅可以向主人和报警中心发出警报、还对设置了布防、和撤防等操控功能。
能实现防盗、防窃、求救、自主报警联动。
从而保障了业主居民的人生安全。
3楼宇智能防盗报警系统的分析
3.1系统结构图的分析
智能防盗报警系统的开发给在楼中住或者办公的一种便捷式服务，我介绍的这个警报器能应对预防打开，预防靠近，预防探头前的玻璃破裂等。
这套系统是由单片机和电子技术所组成，采用的是标准的保安式的探头，它能根据用户自己设置和调整，编辑成自定的安保程度，他的结构框图如下：
图3.1
系统中，当电源联通后，就是实现了系统的开闭。
如果有不明物体进入，系统将立即发出警报信息。
3.2系统的组成
楼宇智能防盗报警控制系统利用了红外线和微波的形式进行探测，它是无线连接，省了现场的安装布线。
自动报警系统可以实现自主拨号，联动警察，在切断住宅电源的情况下，也能不受影响。
系统组成的组成图，分为5模块。
如下图：
图3.2
4楼宇智控的总体分析设计
4.1系统的框架
在控制系统中分为八大项分别是电源的控制，时间电路、报警、红外传感器、显示器、RS232、GSM、复位电路，都属于系统里的硬件设施。
图4.1
4.2系统中的器件分析和设计
4.2.1传感器的类别
传感器有千差万别，在这次系统中我们选用并非是普通型的被动式，将用到主动的红外传感器ALR20。
他的外型黑色是发光器和收光器，由正红负黑电源线，十二伏电压组成发光器，收光器则是两个电源线和两个信号线组成，同样是十二伏。
它相对于传统的传感器，有发射出许多的光射线，当有许多的红外光线被遮住，证明了物体体积很大，将会上报信息，被遮住的小，则不会上报信息，这样的设计大大的提高了系统的灵活性，减少了误报率。
下面我们着重介绍下他们的工作原理：
主动式红外探测器，是两路光线能射出不可见的光线，若有入侵的物体遮住了这些不可见光后，收光器则接受不到这些不可见光，则主动红外探测器将会进行警报。
这是房屋最外一层的隐形电子围栏，这些发出不可见光的武器是二极管，它很小、很轻、持久耐用、节能省电，当然还有许多的材质可以在红外探测器上工作。
主动式红外探测器的发出的不可见光是一种脉冲调制的波形，接收器的电源用的是自激多谐振荡器，能大大的减少能源的消耗，增强了灵活性，和抗扰能力。
在室外这种暴露在大自然的情况下，对于如何让它有只能的自主判断是什么物体，就需要人为的自我设置，比如树叶飘过、小猫爬过、小鸟穿过、会让系统又发生误报或者漏报，所以说，我们将对主动式红外探测器进行数值的设定，例如正常人类宽度为15—30之间，那么我们可以对探测器设置15到30毫秒之间的最短的这断开时间，如果超出了这个围则发出警报信号，反之，则不发出。
我们在安装这类器材时候，一定要注意，比如在恶劣天气的情况下，红外探测器能否还能接受到发出来的红外线呢，经过数据实测，在正常情况下发出接收为7公里，在能见度稍差点的轻度雾霾时发出接收为1公里，在能见度很低的重度雾霾时发出接收为0.3公里。
4.2.2单片微型计算机
单片微型计算机简称：
单片机，又称为微控制器，它是中央处理器、存储器、定时计数器、输入输出接口在一块电路板上所组成的。
属于计算机系统的一部分，他的出现迅速弥漫了国家社会的各种领域。
我所介绍的这个型号的单片机是一种节能的、并且性能卓越的AT89C_51单片机。
工作电压为五伏，有控线和掉线模式，频率24为最高的赫兹，Flash存储器，寿命为1000/擦，数据为十年，全静态工作为0~24Hz，RAM为128*8节，I/O可编程为三十六个，两个十六位定时计数器，五个中断源和两级的优先权中断结构，一个DPTR指针。
图4.2.2
4.2.3电源电路
它承载着所有控制系统的供电运行，如果没有它，系统将会瘫痪。
图4.2.3
4.2.4系统的数据采集电路
如下图所示，红外传感器是一种光敏元件，它能探测到物体的位移，其释出信号放大电路输出的脉冲信号。
图4.2.4.1
图4.2.4.2
在图4.2.4.1中，LM358的2位置接入4伏电压，3和6都连接输入信号4.5伏电压，5连入5伏的电压。
若c6给上的电压小于5伏，结果为低频型号，
若在4伏和5伏之间，3电压大于2，1为高频电压，6小于5，7则为高频型号，因此图2中得出的是高频信号。
若小于4伏，U2中2大于3的电压时候，1为低频信号，U2的5大于6，7则是高频信号。
所以图2为低频信号
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