《575203363毕业设计（论文）无线可视对讲门铃系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《575203363毕业设计（论文）无线可视对讲门铃系统的设计（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 大学毕业设计（论文）说明书目 录1 绪论11.1 我国发展智能住宅小区的前景11.2 开发门铃系统的意义31.3 系统工作概述42 无线可视对讲门铃总体方案的设计62.1 系统的工作原理62.2 系统设计原则与结构82.2.1 系统的设计原则及指导思想82.2.2 系统结构82.3 功能简介103 系统硬件电路设计113.1 单元电路的选择113.1.1 单片机的选用113.1.2 双音多频收发器133.1.3 模拟开关143.1.4 无线收发机153.2 控制模块的设计与实现173.2.1 呼叫及摘挂机检测模块设计及实现173.2.2 视频显示及控制模块设计及实现173.2.3 开锁和音频
2、信号输入/出控制模块设计及实现183.2.4 音频信号放大处理模块设计及实现183.3 硬件可靠性及抗干扰设计193.3.1 单片机对接收模块的干扰193.3.2 供电系统的干扰213.3.3 数字信号传输中的抗干扰措施213.3.4 电路板设计中的元件布置抗干扰224 系统软件工作流程与实现244.1 系统信号处理244.2 软件设计工作流程254.3 软件程序设计294.4 软件抗干扰设计31结论与展望33参 考 文 献35致 谢36附 图3771 绪论1.1 我国发展智能住宅小区的前景目前，我国的住宅发展已进入一个新的发展时期，住宅需求已从追求简单生存空间的数量型需求向追求数量、质量、功
3、能、服务等多重需求过渡。要提高住宅、住宅小区建设的现代科技水平，推动住宅产业现代化和住宅的改朝换代，就必须充分利用现代建筑技术、新型建材、环保节能技术，特别是以计算机网络技术为特征的信息技术。智能建筑是未来建筑的发展方向，特别是随着21世纪的到来，现代高科技和信息技术正在由智能大厦走向智能住宅小区，进而走进家庭。现代社会的家庭成员正在以追求家庭智能化带来的多元化信息和安全、舒适与便利的生活环境作为一个目标。智能住宅小区的概念和系统组成智能建筑源于“Intelligent Building”，智能住宅小区是具有住宅自动化、通信自动化、家政管理自动化功能的住宅小区，通过综合配套住宅小区内的各功能子
4、系统的集成，以综合布线系统为基础，以现代信息技术和计算机网络为桥梁，全面实现通信自动化、家政管理自动化和小区内各配套设施的综合管理，并实现小区和附近的社区服务建筑区域联网以及与城市区域联网。”根据以上定义，智能住宅小区的系统组成包括：1、自 动 化系统。这个系统对住宅内的家用电器、照明设备、空调卫生系统、供水系统、燃气系统、安全防范系统、消防系统、紧急呼叫、车辆出入控制系统和不断增加、不断扩充的新系统，实行自动控制及远距离控制。2、通信自动化系统。利用计算机、电话、寻呼、计算机网络、多媒体设备等及时地接转处理各种语言、文字、图像信息，扩大和延伸个人的社会界面，使个人在家中工作、学习、娱乐成为可
5、能。3、家政管理自动化系统。可以实现家庭经济中的工资和财政收入、各项支出：如水、电、气、物业管理费用等的自动结算，各种家庭档案、文件资料的自动化管理，各种家庭电子信件、图像资料自动化管理及股票证券期货信息的分析指导处理。4、 住宅小区的区域网络建设。一是实行住宅小区与城市区域联网，互通信息，资源共享：二是把小区和附近的社区公共服务配套建筑：如医院、学校、幼儿园、购物中心等通过网络连接起来，通过网络终端实现医疗、娱乐、商业、教育等公共服务和费用自动结算等。智能化住宅和智能小区近几年在全球以及在中国的快速发展和火爆是信息技术发展寻找更广阔的市场结合点的必然结果，是IT产业向传统建筑产业以及人们生活
6、渗透的必然结果。智能化住宅和智能小区建设目标是向人们提供“方便快捷的信息通信、安全舒适的居住环境、高效便利的物业管理”。改革开放以来，我国的建筑业通过不断的技术创新，在商业性、办公性智能大厦的建设上己奠定了基础：在住宅建设中，也初步建立了建筑与结构技术、节能技术、厨卫技术、住宅管线技术、环境保障技术等体系。因此，把一体化的智能建筑管理系统应用到民用建筑中，同时采用其他的最新科研成果来建设智能住宅小区，也是我国技术创新的必然趋势。发展智能住宅小区是住宅产业现代化的必然选择。一方面，随着生活水平的提高，居民对住宅的功能、质量提出了更高的要求：另一方面，由于家庭经济水平的差异、家庭结构的多元化，居民
7、对住宅从户型、面积、功能、环境等也有不同层次的要求：第三，随着个人计算机的普及，家庭工作空间已成为潮流。这就需要住宅产业也要由数量型向质量型转变，住宅质量的内涵从单纯的施工质量向全方位的功能质量转变，住宅价格从单一价格向多元化价格体系转变。科学技术迅猛发展的结果，是使住宅的科技含量不断增加，家庭住宅从经济适用房到小康住宅再发展到智能住宅。智能 住 宅 小区建设是我国可持续发展的需要。我国人口众多，地大而物不博，以快速竭尽自然资源和恶化生态环境为代价的粗放型产业经济发展模式已不能满足知识经济时代的要求。建成后的智能住宅小区能满足以下一系列要求：1、 人居环境的所有社会功能，首先着眼于现实与未来的
8、平衡，在可持续发展方面起先导和示范作用。2、 节约能源，节省建材和配套器材等消耗型资源，如目前的智能大厦已能达到节能30%左右。3、 以人为本，创造人与环境的和谐空间。综上所述，在网络信息服务飞速发展的情况下，致力于高质量、高自动化、高智能化、高实用性的门铃系统的研发是十分有意义的。1.2 开发门铃系统的意义近几年来， 随着市场上智能化楼宇的不断升温， 门铃系统已作为智能化办公室和智能化住宅小区的一个重要组成部分，被各商家和用户所接受。人们已开始习惯用门铃系统代替传统的铁钥匙去管理各通道门， 这使门铃系统得到了飞跃性的发展。在2000年， 全世界的门铃系统销量比1999增长了接近10倍，占整个
9、安防市场的40%。目前，市场上的门铃产品大多为有线门铃单向语音且模拟以及部分简单的无线门铃产品。有线门铃需要布线，不仅耗费人力，物力，而且影响居室美观，尤其对于像别墅这类带有院落的住宅，更显示出其局限性. 同时各种危害到社会安定和人民的生命财产安全的犯罪也层出不穷，新的形势对现有的门铃安全体系提出了新的挑战。人们迫切需要一种不仅安全可靠图像清晰、通话可靠、显示准确、灵敏度高而且造型独特、新颖美观等优点于一体的智能产品，因此无线对讲可视门铃等安全防范装置是本课题研究的目标。在当前的电子行业中，无线技术已经渗透到方方面面，无论是电视机的遥控设备，还是计算机的外围设备都是如此，有的键盘和鼠标甚至也使
10、用了无线技术。无线网络技术已经成为热门技术。无线网络产品广泛应用于家庭网络、小型办公室、会展中心、体育中心、飞机厂、医院、学校、港口、住宅小区、酒店、宽带接入。它使人们在Internet应用中摆脱了无穷无尽电线电缆的束缚，进入真正的无网不在的Internet自由空间。无线网络技术可望成为新的经济增长点。已经在各个方面逐渐被无线传输方式所取代。1.3 系统工作概述目前国内已经有很多可视门铃方面的产品，主流产品是有线方式，单向语音且模拟。出于成本的考虑，这些可视门铃系统传输距离受限制，信号质量不高，抗干扰性差等。但随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对于居
11、住环境的安全、方便提出了越来越高的要求， 从追求简单的生存空间向着追求数量、质量、功能、服务等多重需求过渡，尤其是在大型别墅中，门铃和图像接收端相距较远，这就需要将有线变为无线，模拟信号调幅或调频无线传输变为数字信号调制无线传输。通过系统的数字化，图像信号质量得到提高，抗干扰性得到大大加强；同时，整个系统的体积相比其它的传输方式将会减小很多，因此，具有广泛的商业应用价值和发展前景。本文介绍了一种基于单片机AT89C2051的一种新型的无线可视对讲门铃系统。在本系统中，阐述了该系统的总体结构和工作原理，并对其中的全双工数字语音通信、图像信息的处理、无线传输以及智能模块的各种控制等关键技术进行了详
12、细的设计和实现。首先是模拟传输的这一路。这一路传输的是视频模拟信号，为单向传输。在室外，视频信号经过摄像头的采集和处理，传到射频发射模块的视频输入端，由射频发射模块发射出去在室内，由相应的射频接收模块接收这路视频模拟信号，然后从射频接收模块的视频输出端送至显示屏，显示图像。另一路就是数字传输的一路。这一路数字传输的信号包括音频信号和控制信号，均为双向传输。在室内，模拟语音信号经过语音芯片的处理转换为数字信号以及控制操作经过单片机的处理转换为相应的控制信号(监视、摘挂机及开锁信号)，经过的处理和打包，再传到无线数字传输模块，通过模块的天线发射出去。在室外，由另一块无线数字传输模块接收这路数字信号
13、，然后进行解包和处理，然后分别把音频信号和控制信号传到语音芯片和单片机中，音频信号经过语音芯片处理后送至扬声器，控制信号经过单片机的处理去控制各部分协调工作。另一个方向(从室外到室内)的音频信号和控制信号(呼叫信号)也是通过类似的方式进行发送和接收。 2 无线可视对讲门铃总体方案的设计2.1 系统的工作原理图2-1所示为该可视对讲门铃室内分机的工作原理框图。室外分机的原理图与此图类似。本图中以单片机AT89C2051作为系统控制核心，配以呼叫检测模块、摘挂机检测模块、视频显示及控制模块、开锁和音频信号输入/控制模块、音频信号输入放大模块、音频信号输出前置放大模块以及按键组成。图2-1 室内分机
14、的工作原理框图当来访者按门铃开关传来呼叫主人的门铃信号时，AT89C2051的P1.7脚通过呼叫检测模块检测到门铃呼叫信号，其P1.4脚输出开启视频显示控制信号到视频显示及控制模块；其P1.6脚输出允许通话控制信号到音频控制模块，同时进行30s定时。若主人不在家或通过辨认CRT显示器中显示的来访者决定不接见，则30s后AT89C2051通过 P1.4和P1.6脚分别输出关闭视频显示信号和禁止通话信号；若主人决定接见来访者，则摘机。AT89C2051通过P1.5脚检测到已摘机，则终止30s定时。主人的话音音频信号经过前置放大模块放大后，经CN的4脚AIO线传到门口室外机供来访者听话，而来访者的话
15、音音频输入信号经放大模块从AIO线取出放大后送耳机发声，完成通话动作。主人通过通话询问并从显示屏中观察来访者的表情，进一步判明来访者的身份和意图，判明后主人按下开锁键 “UNLOCK”，AT89C2051经P1.6脚输出的开锁信号经由AIO线传到门口室外机，控制防盗门的电控锁的电磁铁动作，门被打开。客人进门后，防盗门依靠闭门器的作用再次关上。主人挂机，AT89C2051通过P1.5脚检测到已挂机，则由P1.4和P1.6脚分别输出关闭视频显示信号和禁止通话信号，恢复收铃状态。另外，主人还可通过按主动监视键“MORNITOR”，来开启显示屏显示来访者或查看门外的情况。该系统是一个在无线条件下，应用了单片机编程技术，双工对讲技术、摄像及视频显示技术而设计的一种无线可视对讲智能系统。该系统采用模数混合技术，即语音数字，视频模拟，是将来全数字无线可视对讲门铃系统的一个过渡。视频信号为无线模拟传输；音频信号及控制信号为无线数字传输，所以其工作原理也要分别从模拟和数字两路来阐述。 首先是模拟传输的这一路。这一路传输的是视频模拟信号，为单向传输。在室外，视频信号经过摄像头的采集和处理，传到射频发射模块的视频输入端，由射频发射模块发射出去在室内，由相应的射频接收模块接收这路视频模拟信号，然后从射频接收模块的视频输出端送至显示屏，显示图像。另一路就是数字传输的一路。这一路数字传输的信
