吳健輝, 袁 科, 譚夢霞

(湖南理工學(xué)院 信息與通信工程學(xué)院, 湖南 岳陽 414006)

基于MSP430單片機的多傳感器家居安全告警系統(tǒng)設(shè)計

吳健輝, 袁 科, 譚夢霞

(湖南理工學(xué)院 信息與通信工程學(xué)院, 湖南 岳陽 414006)

設(shè)計了一個以MSP430單片機為核心的多傳感器現(xiàn)代居家安全告警系統(tǒng). 以MSP430G2553 單片機為控制核心, 采用多傳感器集成的模塊化方式進行設(shè)計, 系統(tǒng)主要包括電源控制模塊、信號處理模塊、傳感器模塊、鍵盤控制模塊、液晶顯示模塊及告警輸出六個模塊. 傳感器模塊采用可擴展設(shè)計模式, 告警輸出采用分級設(shè)計模式, 方便不同用戶的需求.同時強化了系統(tǒng)自身安全的監(jiān)控, 雙供電模式、自身震動監(jiān)控、告警模塊防爆設(shè)計、緊急告警模式等能有效的保證系統(tǒng)安全并在第一時間內(nèi)發(fā)出告警信息. 實驗結(jié)果表明系統(tǒng)具備良好的穩(wěn)定性和可靠性, 達到實際使用要求.

單片機; 多傳感器; 家居安全; 告警

引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人們生活水平的日益提高, 城市家居中的各種新特點越來越明顯, 如人們節(jié)假日出游及平時工作日通常三口之家大人上班小孩上學(xué)導(dǎo)致的“空巢”, 以及為了提高生活便利性而廣泛應(yīng)用于大部分家庭的液化石油氣、管道煤氣、天然氣, 各種各樣的家用電器等. 人們在享受現(xiàn)代化的舒適生活和各類設(shè)施所帶來便利的同時, 各類安全隱患也隨之增加. 近年來, 因家用燃?xì)庑孤┒l(fā)的各類慘劇在新聞報道中時有所聞; 各類電器引發(fā)的火災(zāi)也不少見; 各類極端天氣如冰凍導(dǎo)致的室內(nèi)水管爆裂等. 如果災(zāi)難發(fā)生時正好不在家, 則不但會讓自己損失慘重, 有時還殃及鄰居. 同時, 經(jīng)濟的飛速發(fā)展伴隨著城市流動人口的急劇增加, 給城市的社會治安也帶來了新的難題, 盜竊、入室搶劫等刑事案件近年來呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢.

綜上所述, 人們越來越渴望有一個安全舒適的生活空間, 無論在不在家, 都希望有一雙智慧的“眼睛”監(jiān)管著自己溫馨的家. 但在目前, 大部分的家庭在防止非法入侵方面的主要防盜措施僅限于傳統(tǒng)的防盜門窗等被動家居防衛(wèi)設(shè)備, 犯罪分子一旦突破這道防線, 人們的生命和財產(chǎn)安全將受到巨大的威脅. 而家庭火警、燃?xì)庑孤?、水管爆裂等則幾乎全部寄托于產(chǎn)品的質(zhì)量和自己平時的生活常識, 但是質(zhì)量監(jiān)管再好的產(chǎn)品也有可能出現(xiàn)極少量“漏網(wǎng)之魚”, 另外, 智者千慮, 必有一失, 再細(xì)致的生活習(xí)慣也有可能出現(xiàn)粗心的情況, 如果剛好碰巧, 則有可能帶來巨大的災(zāi)難. 因此人們也越來越希望有各種安全產(chǎn)品來防患于未然. 通過市場調(diào)查, 目前單一功能的部分通用報警儀器已經(jīng)存在, 如天然氣泄漏報警器[1], 火災(zāi)報警系統(tǒng)[2], 室內(nèi)超聲波運動目標(biāo)探測[3], 室內(nèi)紅外人體探測[4], 水流量探測[5]等, 但這些設(shè)備功能單一, 且因為不是針對居家安全有針對性的進行設(shè)計, 所以穩(wěn)定性和可靠性不高, 不適合一般家庭安全告警要求. 因而有必要針對家居特點研究一種符合普通家庭需求的操作簡單, 系統(tǒng)工作穩(wěn)定, 能實時檢測出各種可能的安全隱患并采取應(yīng)對措施的綜合安全告警系統(tǒng), 以便最大限度的保護人們的生命財產(chǎn)安全.

本文在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上, 研究并設(shè)計了一種基于單片機的多功能家居安全告警綜合系統(tǒng), 系統(tǒng)以MSP430單片機為信號處理核心[6～8], 多傳感器綜合集成各種信號采集, 信號處理后的結(jié)果經(jīng)過分級后觸發(fā)不同的警告等級. 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計, 各個功能模塊可根據(jù)用戶要求進行自由組合, 最大限度的滿足不同用戶的安全需求. 系統(tǒng)最終的實驗結(jié)果表明, 本系統(tǒng)具備很高的穩(wěn)定性和魯棒性, 對誤報率、漏報率和虛警率進行了綜合優(yōu)化, 性能指標(biāo)達到實際使用需求, 能有效的實現(xiàn)家居安全告警.

1 功能需求分析

由于不同的家庭用戶對安全的需求不同, 所以本系統(tǒng)采用分立式模塊化方案進行設(shè)計. 在功能需求上, 家居安全常用的檢測內(nèi)容有天然氣泄漏、火災(zāi)、非法入侵、水管爆裂等, 告警根據(jù)需要可以分為本地、遠(yuǎn)程和公安聯(lián)網(wǎng)三個等級. 為了方便用戶進行功能選擇, 系統(tǒng)各個模塊可進行自由組合, 并由用戶進行功能自主設(shè)定. 基于此, 本系統(tǒng)設(shè)計原則為:

(1) 以MSP430G2553單片機為核心的多路數(shù)據(jù)處理系統(tǒng), 采用模塊化可擴展方式解決不同用戶對產(chǎn)品的不同需求;

(2) 應(yīng)用同一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計多個傳感器模塊, 解決系統(tǒng)功能的可擴展性問題;

(3) 系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)根據(jù)實際需求分級進行監(jiān)控觸發(fā). 首先是系統(tǒng)全部監(jiān)控功能觸發(fā), 通過兩種方法進行: 第一種是通過裝在門鎖上的微動開關(guān), 當(dāng)用戶反鎖房門時默認(rèn)觸發(fā)進入全部監(jiān)控模式; 第二種是手動按鈕, 用戶按動即進入監(jiān)控狀態(tài). 其次是除非法入侵檢測外的煙霧檢測、燃?xì)庑孤z測及水管爆裂檢測, 在系統(tǒng)加電后即進入監(jiān)控狀態(tài).

(4) 告警等級功能通過系統(tǒng)算法的優(yōu)化決策和用戶自主設(shè)定完成, 綜合滿足僅本地、僅遠(yuǎn)程及本地+遠(yuǎn)程、本地+遠(yuǎn)程+聯(lián)網(wǎng)等分級多方式告警, 滿足不同用戶的安全等級需求.

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

本系統(tǒng)以 MSP430G2553 單片機為控制核心, 采用多傳感器集成的模塊化方式進行設(shè)計, 系統(tǒng)主要包括五個模塊: MSP430G2553信號處理系統(tǒng)、傳感器模塊、鍵盤控制模塊、液晶顯示模塊及告警輸出模塊. 組成框圖如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)框圖

2.1 MSP430G2553單片機模塊

MSP430G2553單片機是MSP430系列中的一種16位超低功耗單片機, 在一個芯片上集成了多個不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器單元. 該單片機采用精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu), 具有豐富的尋址方式、簡潔的內(nèi)核指令、大量的模擬指令和寄存器, 片內(nèi)集成了豐富的資源, 如看門狗、模擬比較器A、定時器A0、定時器A1、定時器B0、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10位/12位ADC、16位Σ-Δ ADC、DMA、I/O端口、基本定時器、實時時鐘和USB, 控制器等. 采用MSP430G2553單片機為核心, 可以采用很少的片外元器件構(gòu)成一個精簡的信號處理系統(tǒng). 為了提高研發(fā)效率, 目前有很多MSP430最小核心系統(tǒng), 然后根據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)的需求完善外圍電路, 可以高效的實現(xiàn)系統(tǒng)研發(fā). 本文采用德州儀器(TI)的MSP-EXP430G2 LaunchPad最小系統(tǒng)為核心進行系統(tǒng)設(shè)計, 采用的單片機為 MSP430G2553, 排插式擴展接口, 電路布局如圖2所示. 實際使用時以該小板作為核心板直接固定在系統(tǒng)主板上, 系統(tǒng)主板為核心板提供電源、各類輸入輸出信號接口等外圍設(shè)備.

圖2 單片機核心電路板

2.2 傳感器接口模塊

本模塊采用分體模式收集各個傳感器獲取的信號,各個傳感器安裝到室內(nèi)各個相應(yīng)的位置, 然后通過電纜將信號連接到本模塊. 對于數(shù)字式傳感器, 將獲取的信號直接送到信號編碼器, 然后送入單片機進行處理;而對于模擬傳感器, 則首先對信號進行放大, 然后再進行 A/D變換成數(shù)字信號后送入編碼器進行編碼, 最后通過排插接入到單片機核心系統(tǒng). 傳感器模塊中各個傳感器的接口采用通用接口方式, 方便接入各種不同類型的傳感器. 傳感器接口模塊方框圖如圖3所示.

本系統(tǒng)暫時選用四種傳感器實現(xiàn)對四類安全問題進行告警: (1)HC-SR501熱釋電傳感器用于檢測室內(nèi)非法入侵; (2)MQ-2氣體傳感器用于檢測是否存在燃?xì)庑孤┖褪覂?nèi)煙霧(火災(zāi))探測; (3)FM01水流量傳感器裝在進戶的主水管上, 用于檢測某連續(xù)時間內(nèi)的水流量. 各傳感器的功能概述如下.

(1) HC-SR501熱釋電傳感器

該傳感器是基于紅外線技術(shù)的自動控制模塊, 采用 LHI778 探頭設(shè)計, 靈敏度高, 可靠性強, 超低電壓工作模式, 當(dāng)人進入其感應(yīng)范圍則輸出高電平, 人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平, 輸出低電平.同時具備感應(yīng)封鎖時間功能, 即當(dāng)感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變成低電平), 可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間段, 在此時間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號. 該傳感器自帶處理電路, 為數(shù)字式傳感器, 可以直接送入編碼電路進行編碼. 傳感器形狀如圖4(a)所示.

(2) MQ-2氣體檢測器

MQ-2氣體檢測器為電阻式半導(dǎo)體傳感器, 廣泛應(yīng)用于可燃?xì)怏w探測及各種煙霧探測, 具有TTL和模擬兩種信號輸出方式. TTL輸出為雙路TTL電平, 低電平有效, 可以直接接入單片機進行處理, 模擬量輸出則為0～5V電壓輸出, 濃度越高電壓越高. 實驗表明, MQ-2傳感器對燃?xì)忭憫?yīng)良好, 為了能線性的體現(xiàn)出燃?xì)庑孤┏潭? 在作為燃?xì)庑孤z測時該傳感器采用模擬輸出, 然后經(jīng)過數(shù)字化之后再送入編碼電路編碼. 而作為煙霧探測器時, 如果只需要檢測煙霧的有無, 則直接TTL電平輸出, 如果需要體現(xiàn)煙霧濃度,則也可以先采用模擬電壓線性輸出, 然后再數(shù)字化. 本文為了方便顯示濃度, 因此該傳感器都采用直接模擬輸出后再數(shù)字化方法. 傳感器如圖4(b)所示.

(3) FM01水流量傳感器

圖3 傳感器可擴展接口模塊框圖

FM01水流量傳感器是由水閥體、葉輪組件和霍爾傳感器組成, 用于水流量監(jiān)控. 當(dāng)水通過水流量傳感器時, 霍爾傳感器輸出一個其頻率隨水流量變化而變化的脈沖信號, 輸出脈沖和水流的關(guān)系為: 脈沖頻率 =, 水流量 Q越大, 傳感器輸出頻率越高. 通過對輸出頻率進行計數(shù), 以及相應(yīng)的單片機算法進行決策, 可以對室內(nèi)水管爆裂進行監(jiān)控. 水流量傳感器如圖4(c)所示.

2.3 鍵盤及控制模塊

鍵盤用于進行系統(tǒng)設(shè)置和參數(shù)初始化, 采用4×4的矩陣鍵盤, 用于輸入0～9十個數(shù)字以及相關(guān)的功能控制. 鍵盤采用HD7279進行控制, HD7279是一片具有串行接口的, 可同時驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管或64只獨立LED的智能顯示驅(qū)動芯片, 該芯片同時還可連接多達64鍵的鍵盤矩陣, 單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能. 鍵盤模塊示意圖如圖 4(d)所示, 采用排線的方式接入到系統(tǒng)功能主板. 其功能鍵定義為電源鍵、鍵盤和液晶背景光控制鍵、報警音量控制鍵、確定鍵、上下選擇鍵以及0～9數(shù)字輸入鍵.

圖4 系統(tǒng)使用的傳感器及鍵盤

2.4 液晶顯示模塊:

系統(tǒng)采用12864液晶作為顯示模塊, 該液晶模塊是一種自帶字庫的圖形點陣液晶顯示器, 它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及128×64全點陣液晶顯示器組成, 可完成圖形顯示, 也可以顯示8×4個(16×16點陣)漢字, 滿足本系統(tǒng)的全部要求. 液晶與外部 CPU接口可采用串行或并行方式控制, 本系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信采用串行模式, 即給 PSB腳接低電位, 使模塊進入串口工作模式. 從一個完整的串口傳輸流程來看, 一開始先傳輸起始字節(jié), 它需先接收到五個連續(xù)的“1”(同步位字符串), 再發(fā)送起始字節(jié), 此時傳輸計數(shù)將被重置并且串行傳輸將被同步, 再跟隨的兩個位字符串分別指定傳輸方向位(RW)及寄存器選擇位(RS), 最后第八位則為“0”. 在接收到同步位及RW和RS資料的啟始字節(jié)后, 每一個八位的指令將被分為兩個字節(jié)接收到: 較高4位(DB7～DB4)的指令資料將會被放在第一個字節(jié)的 LSB部分, 而較低 4位(DB3～DB0)的指令資料則會被放在第二個字節(jié)的LSB部分, 至于相關(guān)的另四位則都為0. 液晶模塊外觀示意圖如圖5所示.

圖5 液晶顯示模塊

2.5 告警模塊

當(dāng)檢測到潛在的威脅時, 本系統(tǒng)將采用三級告警方式進行告警, 第一級為本地聲光報警, 第二級為GPRS遠(yuǎn)程短信告警, 第三級為電話聯(lián)網(wǎng)告警. 這三級告警模式采用如下方法進行決策. 首先, 當(dāng)系統(tǒng)檢測到傳感器傳過來的信號并確定有威脅存在時, 將立即啟動本地聲光持續(xù)報警; 當(dāng)報警持續(xù)10秒(這個時間用戶可根據(jù)需要設(shè)定)未得到處理后, 將在持續(xù)并加大聲音報警的同時啟動第二級告警, 通過 GPRS模塊和預(yù)設(shè)短信給設(shè)定手機號發(fā)送危險警告短信, 并根據(jù)用戶設(shè)置時間延時或者同步(0延時)啟動第三級電話聯(lián)網(wǎng)報警. 報警電話由用戶預(yù)設(shè), 可以是保安室, 甚至是本地110, 通話內(nèi)容為預(yù)錄語音(錄音電話功能),可采用專用錄音控制芯片(BLR3808)外加SPI接口的NOR FLASH, 可以獲得從30秒至32分鐘的錄音容量, 且錄音信息掉電后不會丟失, 音質(zhì)好, 可靠性和抗干擾性能強.

告警模塊同時具有自我監(jiān)控和保護功能, 由系統(tǒng)電源模塊直接供電(包括外接電源和電池兩種方式).報警功能一旦激活, 報警模塊即進入自我監(jiān)控模式. 當(dāng)外接電源掉電時, 充電電池會自動接入供電, 同時啟動本地聲光報警和GPRS聯(lián)網(wǎng)警告通知用戶系統(tǒng)掉電. 當(dāng)系統(tǒng)受到暴力破壞時, 告警模塊通過自身震動傳感器獲取信息, 會立即啟動GPRS緊急告警并發(fā)送特急警告信息, 同時進行聯(lián)網(wǎng)撥號, 在受到暴力破壞前保證緊急信息發(fā)送成功. 在鍵盤任意三個或以上按鍵同時被按下時, 則系統(tǒng)默認(rèn)出現(xiàn)意外情況, 直接啟動緊急告警功能.

告警信號解除通過輸入系統(tǒng)密碼或長按某個預(yù)設(shè)的功能鍵執(zhí)行. 為了提高安全等級,一般不建議設(shè)置直接長按按鍵取消報警.

告警模塊功能示意圖如圖 6所示, 其中GPRS遠(yuǎn)程告警模塊直接采用外接GPRS模塊,通過插入數(shù)字 SIM 卡直接接入數(shù)字蜂窩網(wǎng),以手機短信形式將告警信息發(fā)送到預(yù)置手機上.

圖6 告警模塊框圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 主程序

系統(tǒng)上電后自動進入初始化狀態(tài), 提醒用戶輸入相關(guān)初始化信息, 或者選擇默認(rèn)信息, 這些初始化信息包括: 系統(tǒng)密碼設(shè)定、傳感器初始化信息、告警信息、告警解除、待機畫面設(shè)置和時間日期設(shè)定等. 當(dāng)完成初始化并退出設(shè)置狀態(tài)后, 系統(tǒng)除入侵檢測功能外立即進入實時監(jiān)控狀態(tài), 入侵檢測需要用戶反鎖房門或者手動啟動才進入監(jiān)控. 當(dāng)警報響起后, 用戶在確定威脅排除后可輸入預(yù)設(shè)密碼或者長按某預(yù)設(shè)按鍵解除報警.

系統(tǒng)初始化后所有信息都將固化保存, 掉電后再上電會自動調(diào)用各類信息并進入監(jiān)控狀態(tài). 系統(tǒng)主程序流程圖如圖7所示, 其執(zhí)行流程如下: 系統(tǒng)上電后輸入系統(tǒng)密碼, 密碼默認(rèn)為123456. 如果首次使用系統(tǒng)未初始化則強迫轉(zhuǎn)入執(zhí)行初始化子程序; 如果已經(jīng)初始化則對話框詢問是否執(zhí)行初始化; 如果選擇是則轉(zhuǎn)入初始化子程序進行相關(guān)項目的重新設(shè)置, 設(shè)置完后重新輸入密碼進入下一步的判定; 如果選擇否則直接進入下一步, 即系統(tǒng)功能激活觸發(fā)判定. 在激活判定中, 如果檢測到門反鎖信號或者手動觸發(fā)激活信號, 則分別執(zhí)行非法入侵判定子程序、燃?xì)庑孤┡卸ㄗ映绦?、煙霧判定子程序和水管爆裂判定子程序,并進行循環(huán)檢測; 若未檢測到反鎖信號和手動系統(tǒng)觸發(fā)信號, 則不進行非法入侵判定, 只進行燃?xì)?、煙霧和水管三個信號的檢測和處理, 并進行循環(huán)檢測.

圖7 系統(tǒng)主程序流程圖

圖8 初始化子程序流程圖

3.2 各子程序流程

(1) 初始化子程序

初始化主要對開機歡迎界面、時間、日期、密碼、以及各個功能界面進行初始化設(shè)定, 其流程圖如圖8所示. 首先進行歡迎界面的設(shè)定, 程序已經(jīng)預(yù)置若干個歡迎界面, 用戶選擇一個即可; 然后轉(zhuǎn)入時間和日期設(shè)定, 數(shù)字可以直接從鍵盤上輸入; 再判斷是否修改密碼, 系統(tǒng)默認(rèn)密碼為123456, 修改后則用新密碼替換掉原密碼; 最后對預(yù)置的GPRS告警信息、輸出錄音、單鍵解除報警以及液晶屏待機界面進行選擇, 最后保存退出再進入主程序執(zhí)行.

(2) 功能檢測子程序

非法入侵: 當(dāng)系統(tǒng)啟動非法入侵檢測時, 持續(xù)對熱釋電傳感器輸入的信號進行監(jiān)控; 當(dāng)輸入為低電平時, 表示傳感器沒有檢測到入侵對象.只有當(dāng)傳感器輸入信號持續(xù)高電平 10秒以上時,單片機才輸出入侵警告信號給告警模塊, 并激發(fā)告警模塊進行本地聲光報警; 當(dāng)高電平持續(xù)超過30秒時, 輸出高電平鎖定, 持續(xù)并提高報警音量,同時啟動 GPRS遠(yuǎn)程短信告警, 即給預(yù)置的手機發(fā)送預(yù)置短信, 并準(zhǔn)備開始進行自動預(yù)置電話撥號. 入侵檢測子程序流程圖如圖9所示.

其它功能子程序: 燃?xì)狻熿F和水管水流量檢測流程相同, 當(dāng)單片機檢測到穩(wěn)定的對應(yīng)傳感器信號輸入有效信號后, 向告警系統(tǒng)輸出對應(yīng)等級的觸發(fā)信號, 告警模塊收到后啟動對應(yīng)的各級預(yù)警, 子程序流程圖略.

圖9 入侵檢測子程序流程圖

4 實驗結(jié)果及分析

本系統(tǒng)的實驗系統(tǒng)各模塊布局圖如圖 10所示. 電源模塊對整機進行供電, 采用市電接入和內(nèi)置充電電池雙模式供電.市電供電正常情況下, 充電電池充滿后進入休眠狀態(tài), 由外接市電供電運行; 當(dāng)外接電源停電或者意外斷電后, 系統(tǒng)會自動啟動備用電池供電; 當(dāng)供電恢復(fù)后再切換到外接電源并對電池進行充電. 傳感器接口模塊與傳感器連接采用外接自鎖式插頭, 方便安裝和維護. 告警模塊采用防爆加強封裝, 以便最大限度保證其安全.

圖10 系統(tǒng)的部分PCB板圖

根據(jù)實際情況對系統(tǒng)靈敏度進行多次微調(diào)后, 最終采集了多組數(shù)據(jù)進行了實驗對比, 系統(tǒng)的預(yù)警率(系統(tǒng)檢測到對應(yīng)的目標(biāo)報警率)和虛警率(系統(tǒng)為了保證預(yù)警率而適當(dāng)提高靈敏度導(dǎo)致的誤報)如表1所示. 從實驗測試數(shù)據(jù)可知, 如果保證100%的預(yù)警率, 則會存在一定的虛警率; 如果降低虛警率, 則預(yù)警率也會存在一定降低. 通過多次對比分析后, 我們認(rèn)為第二組使用數(shù)據(jù)的參數(shù)設(shè)置能使系統(tǒng)的預(yù)警率和虛警率達到最佳狀態(tài). 系統(tǒng)在第二組參數(shù)設(shè)置模式下連續(xù)工作 10天, 運行狀態(tài)穩(wěn)定, 可靠性和穩(wěn)定性良好, 完全達到實際使用需求.

表1 系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)

5 結(jié)論

本文根據(jù)一般家庭的實際需求設(shè)計了一個多傳感器家居安全告警系統(tǒng), 通過設(shè)置多傳感器的模塊化組合以及多級告警模式, 符合不同用戶的不同要求, 對現(xiàn)代家居安全有著很好的實際效果. 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方式, 運用現(xiàn)代電路系統(tǒng)設(shè)計思想, 結(jié)構(gòu)緊湊, 保證工作穩(wěn)定可靠, 同時結(jié)合系統(tǒng)的功能要求, 采用MSP430G2553單片機作為系統(tǒng)主控芯片, 滿足高性價比、高效率開發(fā)和功能完備三位一體要求. 特別是告警模塊設(shè)計上充分考慮了現(xiàn)代家庭“空巢”率高的特點, 遠(yuǎn)程告警和系統(tǒng)自我安全監(jiān)控能最大限度的保證家居安全. 通過多次實驗精確微調(diào)各個報警功能的精度, 達到預(yù)警率和虛警率的最佳統(tǒng)一, 實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)的功能完備, 具有良好的工作穩(wěn)定性和可靠性, 達到實際使用要求, 在家居安防上具有一定的實際使用價值.

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Design of a Multi Sensor Security Alarm System in Home Safe Based on MSP430 Chip

WU Jian-hui, YUAN Ke, TAN Meng-xia
(College of Information & Communication Engineering, Hunan Institute of Science & Technology, Yueyang, 414006, China)

A home safe surveillance system was designed based on the MSP430G2553 microcontroller and multi sensor. This system was designed with the multi modules method, and mainly includes a power control module, signal processing module, multi sensor module, keyboard control module, liquid crystal display module and an alarm output module. The sensor module using the extensible design mode, and the alarm output module using the hierarchical design mode, it is convenient for the needs of different users. According to the environment of the system's actual used, the system has a strong of its own security monitoring, such as dual power supply mode, the system vibration monitoring, the emergency alarm output, and the alarm module explosion-proof design mode. All of this can make the system security effectively, and make it send the alarm information in the first time. The experimental results show that the system has a good stability and reliability, achieve the requirement of actual use.

microcontroller; multi sensor; home safe; alarm

TP277; TH83

A

1672-5298(2014)04-0017-07

2014-09-06

湖南省教育廳青年項目基金(13B037); 湖南理工學(xué)院大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目(校教通[201453號)

吳健輝(1977? ), 男, 湖南新化人, 博士, 湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院副教授. 主要研究方向: 信號與信息處理, 模式識別