一种基于STC89C52的保险柜智能警报系统

一种基于stc89c52的保险柜智能警报系统
技术领域
1.本实用新型主要是设计一种保险柜警报系统，应用于保险柜安全领域，以实现在各种情况下进行防盗、警报以及对实时距离的检测。


背景技术：

2.保险柜作为我们日常生活中的一种特殊容器，主要用于防盗，每一种保险柜都有其国家标准，但是保险柜的防盗报警系统还很单一化，保险柜的安全防护不仅仅需要密码锁，还需要有多样化的安全警报系统，因而内外结合的一套系统让保险柜的安全等级得到提升，使保险柜更加安全。随着现代技术的发展，保险柜的防护技术不断提高，拥有智能警报系统能够加强保险柜的安全性。超声波探测技术日渐成熟，其优点是能够在没有光线的情况下进行探测，可以用在光线极其暗淡或模糊的环境下，其特点是三段式警报提示、制造成本低、结构简单化，可被广泛应用于各行各业。
3.针对目前的保险柜警报方式简单，本设计将在现有的保险柜警报系统下弥补其缺点，其一，功能单一，只能够提供报警作用，无法提前预警；其二，线路复杂，电子元件过多，使成本过高；其三，不够智能，很多警报系统只有一种控制方式，无法确定物体与保险柜的实际距离，很难直接确定贵重物品是否被盗。解决这些问题对于保险柜防盗警报系统降低成本和提高警报的有效性有重要的意义。


技术实现要素：

4.本实用新型主要目的是，提供一种电路多段式、结构简单、成本低、可移植性高、安全性高的基于stc89c52的保险柜智能警报系统，其特征是：包括主控制器、超声波测距模块、语音模块、显示模块、蜂鸣器模块。主控制器采用stc89c52系列微控制器为主控芯片；超声波模块采用hc-sr04模块，进行距离探测，并将信号传送给主控制器进行处理；显示模块采用lcd1602液晶显示屏，主控制器处理后的距离数值会在显示屏上显示；语音模块采用wt588d模块，可在固定时间播报各个方向的实际距离；蜂鸣报警采用压电式蜂鸣器。
5.本实用新型采用stc89c52单片机为控制器，此芯片的主要特点如下：(1)具有很强的数据处理能力和合适的内存；(2)价格、功耗以及稳定性综合性价比高；(3)stc89c52，内核是使用stc的8位mcs-51内核，共40个引脚。
6.本实用新型采用hc-sr04模块，有两个压电陶瓷超声传感器，当物体靠近保险柜时，一个发出超声波信号，一个用于接收反射回来的超声波信号，计算距离。超声波无接触测距模块的主要特点如下：(1)超声波模块有4个引脚，工作电压3.3～5.5v，工作频率0～140mhz，工作温度-40～+85℃；探测距离2cm～450cm；(2)性价比高，维护成本低；(3)使用简单，操作方便。
7.本实用新型采用wt588d语音模块，此芯片的主要特点如下：(1)内嵌dsp高速音频处理器，处理速度快；(2)内置13bit/da转换器，以及12bit/pwm输出，音质好；(3)工作电压2.8v～5.5v；显示模块所采用的lcd1602特点如下：(1)16位引脚 (2)芯片工作电压4.5～
5.5v；(3)显示容量16
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2个字符。
8.本实用新型的优点是：(1)总体电路设计较为简单，可移植性高，成本较低，具有很好的通用性，可用于各种大小和形状的保险柜。(2)对于物体距离检测的实时性，及时发出警报，让人在远距离及时获得保险柜危险信号，增强保险柜的安全性。(3)该报警系统分别从显示屏显示距离数值、语音播报距离、蜂鸣器应急报警三段式强化报警功能。
附图说明
9.图1为总体结构框图。
10.图2为主控制器接线示意图。
11.图3为超声波测距模块接线示意图。
12.图4为显示模块接线示意图。
13.图5为语音播报模块和蜂鸣器模块结构框图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
15.如图1总体结构框图所示：主控制器，由stc89c52主控芯片和基本电路组成，用来完成系统控制和数据处理的功能；超声波测距模块，用来探测物体与保险柜的距离；显示模块，实时显示距离数据lcd1602可以显示2行16个字符，并且带有字符对比度调节和背光；语音模块，向安保工作人员进行播报实际距离；蜂鸣器模块，物体进入保险柜安全范围时发出蜂鸣声警报。
16.如图2主控制器接线图所示：构成最小系统主要有复位电路、时钟电路、电源电路等几部分构成。复位电路reset引脚上拉电阻接3.3v的电源，串接复位按钮和滤波电容的并联电路后接地。时钟电路采用典型接法，pd0和pd1用于外接石英晶体和微调电容，构成振荡器。电源电路vdd和vss之前串接电阻，分别加高低电平。
17.如图3超声波测距模块接线图所示：初始化时将trig和echo端口都置低，首先向给trig发送至少10us的高电平脉冲，模块自动向外发送8个40k的方波，然后等待，捕捉echo端输出上升沿，捕捉到上升沿的同时，打开定时器开始计时，再次等待捕捉echo的下降沿，当捕捉到下降沿，读出计时器的时间，这就是超声波在空气中运行的时间，按照测试公式：距离＝(高电平时间*声速(340m/s))/2就可以算出超声波到障碍物的距离。
18.如图4显示模块接线图：vo引脚的可调电位器的两端一定要连接电源和地。p1.0，p1.1，p2.2分别是rs，rw和e三个控制位，p0.0-p0.7是8位数据线。三个控制位中，rs＝0表示写或读指令，rs＝1表示写数据。r/w是读写指令，r/w＝1是读，r/w＝0是写。e是使能端，要根据时序图去写对应的程序。电路中，上拉电阻用4.7k的，液晶的3脚用一个10k可调电阻接地，调节液晶亮度。
19.如图5语音模块和蜂鸣器模块结构框图：主控制器控制，通过单线串口模式读写。当语音信号通过语音输出电路，系统将进行语音报站和语音提示，三线串口控制模式和三线串口控制i/o口扩展输出模式之间可通过发码切换，三线串口控制模式下，能控制语音播放、停止、循环播放和音量大小。蜂鸣器为压电式蜂鸣器，当接通电源后(1.5～15v直流工作电压)，多谐振荡器起振，输出100～500hz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。


技术特征：
1.一种基于stc89c52的保险柜智能警报系统，该系统包括主控制器、超声波测距模块、语音模块、显示模块、蜂鸣器模块，其特征在于：所述主控制器由stc89c52主控芯片和基本电路组成，用于系统控制和数据处理；所述超声波测距模块是用于检测是否有物体靠近保险柜；所述显示模块是用于显示物体与保险柜的距离并且根据物体实际移动而实时改变；所述语音模块用于报出物体与保险柜距离数值；所述蜂鸣器模块功能是物体进入安全范围内进行蜂鸣报警；所述智能警报系统是由超声波测距模块、显示模块、语音模块和蜂鸣器报警模块组成，能分段式提示警报信息。2.根据权利要求1所述的一种基于stc89c52的保险柜智能警报系统，其特征在于：所述超声波测距模块采用hc-sr04模块。3.根据权利要求1所述的一种基于stc89c52的保险柜智能警报系统，其特征在于：所述显示模块采用lcd1602液晶模块。4.根据权利要求1所述的一种基于stc89c52的保险柜智能警报系统，其特征在于：所述语音模块采用wt588d语音模块。5.根据权利要求1所述的一种基于stc89c52的保险柜智能警报系统，其特征在于：所述蜂鸣器模块采用压电式蜂鸣器模块。6.根据权利要求1所述的一种基于stc89c52的保险柜智能警报系统，其特征在于：所述警报系统主要特点是分级保护、同时进行，首先显示模块可以显示物体距离保险柜距离作为第一提示，然后语音模块播报实时距离作为第二提示，最后当物体靠近保险柜在一定安全范围时发出蜂鸣警报作为第三提示。

技术总结
本实用新型专利是一种基于STC89C52的保险柜智能警报系统。该系统包括超声波测距和蜂鸣器报警模块，用来检测实时距离并做出警报，以HC-SR04超声波模块为核心的警报系统，用来探测保险柜与附近物体的距离，以WT588D为核心的语音模块，可以发出语音，提示监管人员做出应急反应，以STC89C52芯片为核心构成主控制器，外加显示模块，可以显示外来物体与保险柜的距离。该系统可以进行显示屏、语音、蜂鸣器三段式提示安全信息。该系统符合防盗系统的要求，具有操作便捷、测量精准的特点，同时设计简单使用方便。单使用方便。单使用方便。


技术研发人员：李吉祥 赵鹏涛 马博文 张丁文
受保护的技术使用者：天津科技大学
技术研发日：2020.12.21
技术公布日：2022/3/8