于若诗++刘士如++张爱萍++赵蕴雯

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.012

摘 要：以PLC和51单片机为核心处理器的这款防盗卷帘门，相比以往市面上的卷帘门，这款卷帘门具有更多的优点，当盗窃者通过不正当手段撬门时会使磁性开关分开，同时摄像头开始拍照、录音开始播放，并发短信给主人提示家里有外人进入，为家庭提供更高的安全保障。当门正在下落时如果有人在门下，门也会停止，防止人受伤。同时卷帘门也有室内、室外灯自动开启等其他功能。

关键词：核心处理器 防盗卷帘门 总体框图 串口摄像头

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0012-03

现如今，临街的商铺或住户基本都用上了卷帘门。卷帘门产品选材严格、产品坚固耐用、美观新颖，具有安全可靠、性能稳定、操作方便、开闭灵活等主要优点。

而国内外对于卷帘门的防盗也大多只体现在制作卷帘门的材质上，一般没有安装配套防盗报警系统，小偷的猖獗令人防不胜防。因此，笔者设计的卷帘门具有较好的防盗监控功能，适合商铺和住户使用。

1 卷帘门总体设计

智能自启录音监控卷帘门使用PLC和基于51的GSM模块作为主控制器，结合无线遥控、传感器、摄像头等设备设计的智能卷帘门。

其主要功能是：当主人回家时，使用无线遥控开关打开卷帘门，通过一些必要的传感器具有防夹人功能，使人们的生活更安全。当控制门打开时车库照明也可以设置一定的亮度打开或关闭。例如，在晚上或陰天时的卷帘门的外灯将点亮，否则灯不亮。同时包含定时功能，外灯在门放下后5 s关闭，內灯15 s后关闭。

若有小偷强行将门抬起，事先录好的音将播放，让小偷误以为有人在家，同时报警系统被报警中断被触发，摄像头拍照，并将照片发给SIM卡中所绑定的报警号码，然后向报警号码发送短信“报警中断已触发”。

若主人想知道家中情况，用手机拨打报警系统GPRS模块，响铃后自动挂断，拍照后，会将照片发给该号码手机。

卷帘门还设计了手动控制功能，在房内可以通过开关控制卷帘门卷起、放下或停止、内外灯的开启和关闭。

2 卷帘门硬件设计

硬件的选择对整个防盗卷帘门具有重要意义，要考虑其是否满足所需功能，也要从经济方面考虑，该防盗卷帘门核心处理器为三菱FX系列PLC和基于51的GPRS模块，其他包括直流电机、无线遥控开关、光电开关、磁性开关、照明灯、电源、蜂鸣器、摄像头、光敏模块等。此防盗卷帘门硬件整体框架如图1所示。

2.1 核心处理器的选择

核心处理器的选择至关重要，这关系着系统是否能够按照预期目标稳定运行。在选择核心处理器时，不仅要考虑控制器的性能，还要从经济的角度出发。再考虑到此防盗卷帘门为12输入，5输出，所以结合以上因素，选择三菱FX1N系列，具体型号为FX1N 30MR。PLC结合了许多当前较为先进的技术，它通过引用这些技术并且以结合传统的顺序控制器为基础，从而取代了继电器、执行逻辑、计时、技术等顺序控制功能。PLC通过建立灵活的控制系统，每种类型的生产过程都用模拟或数字输出/输入控制技术来实现。

2.2 直流电机的选择

在此防盗卷帘门中使用了电机的设计，电机作用是拉动卷帘门，在这个过程中我们不需要旋转电动机太快，但其转矩应该足够大，考虑到电机噪声尽可能小。不仅要考虑电机是否满足所需的功能，还要从经济角度考虑，所以选择了信达电机XD-37GB520。

2.3 光电开关的选择

光电开关的作用是当卷帘门正在下降时，有人出现在卷帘门下面时，卷帘门会停下，以免对人造成伤害，此光电开关为对射型光电开关，由投光器和受光器组成，当投光器投射出的光线被物体挡住时，受光器无法接受到信号，则此时开关断开，下降的门会停止。型号为E3F-5DN1（PNP型），对射型。

2.4 磁性开关的选择

磁性开关的作用是当盗窃者通过非法行动撬门使磁性开关分开，这时录好的音频和摄像头便会启动，音频会播放、摄像头会拍照。为满足以上功能选择了弱电（常闭型），具体型号为Nyton NT-2551/B。

2.5 光敏继电器模块的选择

光敏继电器模块的主要作用是当主人回家准备开门时，如果外面特别黑的话光敏继电器便会开，使外面的灯亮起来。光敏继电器的原理是由于内部有一个光敏电阻，当光的强度变化时其电阻也会变化，从而引起电路电流的变化，接着引起光敏继电器两端的电压的变化，会触发光敏继电器模块的开与关，为满足以上功能，所以选择了LCRM01型1路光敏继电器模块。

2.6 GSM模块

GSM模块以51单片机微处理器为核心（型号： STC12LE5A60S2），内嵌TCP/IP协议和彩信协议，支持数据透明传输，可方便的发送图片彩信。实现彩信报警，远程控制等功能。

STC12LE5A60S2单片机是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是低功耗，高速，超强抗干扰的新一代 8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250 k/s，即25万次/s），针对电机控制等强干扰场合，非常合适。

磁性接近开关接入中断输入，当磁性开关分开时，中断端口被短接，系统会自动拍照，并通过彩信将照片发给那些已经绑定的号码，然后向这些绑定的号码发送短信提醒：报警中断已触发；另外，即使中断口没有短接触发，绑定的号码随时可以拨打GSM模块上的号码，收到来电后，自动挂断，然后拍照，并用彩信的方式回传现场照片。

3 卷帘门软件编程

硬件设施的完成还需要控制程序才能开启，见图2。

此防盗卷帘门程序运行逻辑为：当自己家里人通过无线遥控器进行开门时，为防止盗贼入室抢劫的录音不会开启，电机正转，门开启，同时室内的灯自启，若室外为黑暗状态室外灯也会亮起，当门上升到一定程度上限位开关会使门停止上升，通過无线遥控器关门时，如果门下有人或物体门会停止下降，没有人或物体则门正常下落，当门下落到合适位置下限位开关会使门停止下落，当下限位开关拉紧（门闭合）大于15s时室内外灯关闭。如果不是自己家人通过无线遥控进行开门而是盗窃者通过非法手段进行撬门时，此时磁性开关会分开，同时录音会播放、摄像头进行拍照、GSM模块会发送短信提示主人家里有外人进入。以上为以核心控制器为主导的自动运行的程序，此防盗卷帘门还设计了手动开启、关闭卷帘门以及手动开启、关闭室内外灯的功能。

下面是PLC程序设计部分代码，见图3。

下面是C语言程序设计部分代码

uchar sendMMS（uchar *name）

{

led_on（）；

memset（gprs_buf， 0，

sizeof（gprs_buf））；

strcpy（gprs_buf，"AT^MMSSEND="）；

strcat（gprs_buf，name）；

strcat（gprs_buf，"＼r＼n"）；

……

}

4 结语

在制作智能自启录音监控卷帘门的过程中，明确了以防盗为根本目的，以PLC为实现核心，设计的在盗入者潜入时播放准备好的录音，造成有人在家的假象，并通过51控制的摄像头让主人了解动向。此外，以考虑住户出入方便为基准，增加了光控灯的环节。针对现阶段盗窃事件频发，防盗卷帘门可广泛应用于独栋别墅，一楼商铺、住房等。

参考文献

[1] 朱瑜红.基于STC单片机的温室定时自动卷帘控制器设计与实现[J].江苏农业科学，2015，43（12）：485-487.

[2] 廖常初.PLC模拟量输入模块的选择与设置[J].电工技术，2003（9）：39-40.

[3] 周国运.单片机原理及应用：C语言[M].北京：中国水利水电出版社，2009.