学生公寓智能安全防范报警系统的设计

学生公寓智能安全防范报警系统的设计

一、选题简介、意义

随着生活水平越来越高，学校对于学生公寓宿舍的要求也越来越高，表现在不仅拥有温馨，舒适的住所而且对安全性智能方面也有很高的要求。当然现在电气的设备的广泛应用在享受这些便利带来的同时，也增加了火情与盗情的风险，这时传统的公寓宿舍并不能满足别人要求，学校需要一种新型的学生公寓智能安全防范报警系统。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

（1）本课题主要研究学生智能公寓安全防范报警系统构建，它集信号采集，数据管理,LED显示和声光报警于一体。

（2）本项目设计的学生智能公寓安全防范报警系统无需人看守，可实现自动化的监控，对学生公寓火情盗情进行预警用单片机实现对智能小车的控制。主要解决火情，盗情，温度时间显示以及在宿舍管理处统一显示出来进行监控。

（3）在五月前完成对整个方案的设计和调试。

（4）查看任务书，明确详细要求，比较确定选取元器件。
（5）绘制电路图，做报警模型，编写程序，调试运行。

（6）分析总结完善。

一、引言 1

1.1基于单片机防火防盗系统的构建 1

1.2国内外防火防盗控制系统的历史现状以及在未来的发展 2

1.3本课题研究的目的和意义 3

二、学生公寓系统方案设计 4

2.1防盗系统总体设计思路 4

2.2主控单元设计 5

2.3烟雾检测单元设计 5

2.4防盗单元设计 6

2.5报警单元设计 6

2.6温度时间单元设计 7

2.7通信单元设计 7

三、学生公寓系统硬件方案设计 7

3.1控制执行模块 7

3.1.1单片机的选型 7

3.1.2系列单片机的内部组成单片机 8

3.1.3主要性能 9

3.2信息采集模块 10

3.2.1温度信息采集 10

3.2.2火情信息采集 11

3.2.3警情信息采集 12

3.3键盘显示及报警模块 13

3.3.1显示模块 13

3.3.2报警模块 14

3.4通信模块 15

四、程序设计 15

4.1电源电路设计 15

4.2软件的程序实现 16

4.3主程序工作流程图 16

4.4温度版块程序设计流程图 17

4.5密码子程序设计流程图 18

五、系统调试 19

5.1烟雾采集仿真 19

5.2人体感应仿真 20

5.3时间显示及键盘模块仿真 20

5.4温度采集与显示仿真 21

六、结论 21

七、致谢 22

八、参考文献 23

附录 23

摘要：近年来随着时代的发展，人们的生活水平也逐渐提高有了改善，也是科技的高速发达让普通家庭学校对于他们的生活有了高质量的要求，安全防范意识也有了高的要求，像普通的防火防盗系统已经不能满足当代人的需求了，人们渴望一种新型的智能型的产品出现来代替，因此本设计的目的就是找到一种适用于在当代社会能够满足在学校公寓管理等方面的防火防盗系统。

我这个课题使用的是超声波测距传感器与单片机的相互融合，用超声波测距传感器来提供报警信号成本低，易于维护，成本低，探头小放在隐蔽的地方且不容易被发现，接受信号的能力也强，在市面上有明显的优势和广阔前景。用在学校方面易于管理宿舍和学生的情况。

我本次设计的产品以AT89C51作为系统控制的核心，来完成对学校人员的管理和对外来人员的检测，我们提供的是4位LED灯的显示，并且集中到一个面板上，操作上方便的同时又简洁，我们可以在LED屏幕灯显示及时的温度和安全现状，利用温度传感器对及时的温度进行捕捉，采用红外传感器进行人体信息的采集，烟雾感器进行烟雾的采集，返回信息都由单片机接收并反馈出来。

在整个系统设计控制中不仅有防火防盗控制的方法，而且易于维护可靠性高，检测能力强，开销成本也低适合绝大多数家庭，办公室以及学校人员方面安全的一个管理。

关键词：单片机；温度烟雾检测；红外感应

一、引言

1.1基于单片机防火防盗系统的构建

防火防盗控制系统在日常的生活工作中应用非常广泛，可适用于家庭，企业学校等单位，实现智能型无接触，是本次研究控制系统的发展方向，随着现代工业的不断发展科技日益发达，计算机、传感器等高新技术的研究，使得防火防盗控制系统得到了长远的发展，用来适应越来越高的要求。所以综合评定研究后决定研究本设计，它将会自动实现监控，以及防火防盗的及时显示。通过超声波传感器采集距离的信号，再通过AD传给系统核心——单片机，单片机会通过处理与分析将距离值显示于三位的数码管上，如果检测到需要报警时，LED二极管将会实时点亮，从而达到报警的功能，本程序的编写应用单片机实现。

1.2国内外防火防盗控制系统的历史现状以及在未来的发展

防火防盗报警系统是采用物理方法或电子技术，自主实行探测发生在检测区域内的侵入行为，并产生报警信号，辅助提示值班工作人员或其主人发生报警的区域部位，显示可能采取的对策的系统，防火防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等突发意外事件的重要设施。如果说一旦发生了突发事件，就可以通过声光报警信号，便于迅速采取应急措施。报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、外来访客对讲系统和电子巡更系统等一同构成了入侵防范系统。报警系统通常由防盗报警器、传输通道和报警控制器三部分组成。

报警探测器主要由传感器和信号处理组成的用来检测入侵人或入侵行为的电子器械的装置，是我们本次系统研究的核心，在这里传感器又是报警探测器的核心部件，采用不同原理的传感器件，可以构成不同的种类，多种用途，从而达到不同探测目的的报警探测装置。在我们中国防盗报警技术大致发源于上世纪60年代初北京故宫博物院的报警系统。那时在当年，中国老一辈技术员在完全隐蔽、可靠报警、绝对防火的全木质的体系条件下完成了该系统的安装与调试，报警系统在当时就发挥了很好的作用。[1]在这之后的多年时间里中国的安防技术一直是主要以报警系统为主，在当时应用的场合也主要限于金融与文博系统，而且在当时由于光电导摄像管的摄像机体积大而且价格昂贵，所以在安防技术的市场中可视化的闭路电视画面监控系统的应用案例很少。

在随着时间的推移，防盗技术在本职上有了很大的发展，在10多年前全国农业展览馆举办的展览会上，显示了部分关于防盗控制系统的产品；随后在天津国际展览中心消防安防展览会上也有了更多安防之类的产品，氛围也是浓厚。在之后在中国安防产品协会上也举办了全国首届国际公共安全博览会，引来了国内外300多家企业单位参加，并也标志了中国防盗及安防技术的市场形成。

在中国安防的市场蓬勃发展的时候，中国安防在深圳举办了首届中国安防研究论坛，由中国科协主席致辞多位知名院士及研究工作者发表了演讲全面概括了中国安全防范领域的技术动态以及以后的发展方向，同时促进了学术和企业的交流合作，如何面对以后发展挑战，在行业中如何更规范有序科学化。中国安防也有了基本的理论体系，为以后更大规模的活动积累了经验，北京奥运会上，首都机场便采用了最先进的网络视屏监控系统，改变了传统电视监控系统只对画面做监控及简单的报警联动实现。

检测技术的应用伴随着自动化测量和自动化控制技术的不断进步特别是微机技术的发展，促进了测量技术的研究与应用。80中后期时间，单片机技术的应用使传感器的检测向高性能智能化方向发展。使用单片机作中央处理单元，系统不仅能进行复杂的数学运算和数据处理，从而提高了检测的测量精准，同时还能呈现出友好的人机界面。

传感器是现在应用较多的非接触行传感器。主要是基于超声波在空气中传播的速度和遇到物体表面产生反射的效应，实现非接触监控，测量范围大，不受其他任何因素影响，适用的环境非常多，超生波检测技术在很多领域发挥了重要的作用。[2]

并且传感器没有可动零件，所以不存在机械磨损，故障等情况，所以在可靠性和使用寿命上比大多数接触型传感器要高，检测装置结构简单，不需要其它附加设施，安全、使用维护上都是很方便的，随着科学技术的不断发展单片机嵌入应用，超声波精度有了进一步提高，功能上更能够满足当代人的需求，

在目前，现代计算机技术、自动化控制技术和通信的发展，多媒体管理技术，电子地图引入到了报警系统中。这种新的系统采用多媒体技术同时处理信息，并使信息之间，设备信息之间，设备之间，有了更紧密的联系，实现了自动识别，自动预测，自动处理险情，在这个过程中整个系统具有智能化，发话有效、可靠、灵活的系统功能。

在国外关于防盗控制技术是从早期防火的基础上发展起来的，逐步向自动智能发展，而且在这上面也应用了很多新的检测原理。在传统的原理中也渗透了电子技术和微机技术，结构上有了很大的改变，功能也得到了提高，从国内外防盗控制技术的发展来看当前主要发展方向为非接触，比如超声波传感器、无线报警等。[3]

1.3本课题研究的目的和意义

本课题来源于无锡职业技术学院电气自动化专业。电气自动化作为一种符合现状社会发展的专业。随着工业自动化发展水平的不断提高，不管在生活还是工作中人们对于生活的要求越来越高，越来越要求智能自动化，本次研究的防盗系统解决了人们在日常生活中的需求，并且在家庭生活，学校公寓等人流量活动大的地方得到广泛应用。

目前绝大多数家庭公寓住宅主要的防范措施就是安装防盗门，但普遍都不美观，而且不符合我们防火的要求，不能够组织犯罪份子对住宅的入侵，利用高科技的防盗报警系统应用而生，商店主要是监控器和出门口的红外报警器，也是随着社会的发展，智能防火防盗将成为人们的首选，也是整个安保发展的一个趋势。在保证了我们人身利益以及自身安全的同时又节约了时间和成本。

本次防盗系统采用单片机为控制核心，利用传感技术和通信技术来实现智能公寓报警。总得来说对住宅的规范智能化管理，实现信息管理物业网络相结合，对生活也是必不可少的。

参考文献

1．唐文彦.传感器.哈尔滨工业大学出版社， 2007，15~16

2．吴政江.单片机控制红外线防盗报警器.锦州师范学院学报，2001，27（12），55~59

3．宋文续.传感器与检测技术.高等教育出版社，2004

4．康华光.电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社，2004

5．薛均义.张彦斌.MCS-51系列单片微型计算机及其应用，西安交通大学出版社，2005

6．李虎山.潘牟.防盗报警系统的设计与实现.电子工程师

7. 伊念东.单片机基础实用教程.中国地质大学出版社,2005

8. 李全利.单片机原理及接口技术.北京航空航天大学出版社，2004,75~78

9. 蒸燕春.智能化住宅小区安防电子系统的常用手段.现代电子技术，2002.9

10．刘辉.智能小区防盗报警系统的可靠性设计.电器时代.2002.7