基于单片机的家居防火防盗报警系统设计

基于单片机的家居防火防盗报警系统设计

摘要：为了提高家居的安全，一款智能的家居安全防范系统是必备的，它能提供更加可靠的保障。本次设计的是一款这样的防火防盗报警系统，能够实现对于日常生活中的火灾监控和防盗检测，并且能够自动的发出警告声来提醒户主，全自动式并且工作可靠。目前我国的智能化住宅发展的方向就是家居智能防火防盗系统，这是最主要的方向也是市场上最好的方向。所以开发这个一款价格适合、高可靠性、功能齐全的防火防盗报警系统是有现实意义的。本次设计的系统整理了家居中的防火防盗系统，使用了模块化的方式，主要实现的功能有火灾监测、防盗检测、声光报警，以及自动灭火设计等功能。核心器件为STC89C52单片机，用来处理各类信号，系统能够满足一般家庭，可以对于日常生活中进行防火防盗的监控以及自动报警，也可以在这款系统中加入监控模块，这样就可以在宿舍、医院等公共场所使用，可以对多个房间进行监控。

关键词：防火，防盗，自动灭火，单片机控制

1 绪论 1

1.1 选题背景及意义 1

1.2研究现状分析 1

1.3 本文的研究内容 2

2 硬件选型和电路设计 3

2.1硬件选型 4

2.1.1单片机的选型 4

2.1.2 A/D模数转换芯片的选型 6

2.1.3 烟雾采集模块的选型 8

2.1.4 热释电红外传感器的选型 9

2.2 电路设计 10

2.2.1 热释电红外探测电路设计 10

2.2.2 继电器保护电路设计 11

2.2.3 声光报警电路设计 12

2.2.4 烟雾浓度LCD显示电路设计 13

3 软件设计 16

3.1主程序设计 16

3.2 烟雾采集模块程序设计 17

3.3 声光报警模块程序设计 19

4 系统调试 23

5 总结与展望 27

致谢 28

参考文献 29

附录一：系统原理图 30

附录二：源程序 31

1 绪论

1.1 选题背景及意义

现代化的建筑规模巨大，人员密集，设备较多，对于防火的要求比以前高了不少。在如今社会，不少的企业不论是办公楼还是工厂，都加强了防盗系统[1]。为了能尽早发现火灾或者盗窃，并且保护人生安全及财产安全，在现代化工业或民用建筑如公司、学校和个人家庭中防盗报警系统已经成为必不可少的设备[2]。防火防盗系统目前应用非常广泛，不仅是在家庭中，公司、工厂等地方更是必需品。目前系统的发展方向就是实现不接触的智能化报警装置，准确性高，随着工业技术的发展，各项领域的发展和研究，使得近些年来防火防盗系统的设计越来越适应要求，功能也越来越完善[3]。

为了减少因火灾而带来的危害，防止公司、工厂、学校、家居盗窃等事故而带来的经济损失，甚至危及人们的生命，所以就设计一个实时快捷，简单有效，且成本低的防火防盗报警系统。

1.2研究现状分析

我国的这项技术是用于北京故宫博物馆的防火防盗报警系统。中国的安防一般就是以防火和防盗为主的，而当时的摄像机体积比较大而且造价比较高，所以很少会用闭路电视监控系统[4]。随着经济的不断发展，这项技术也有了不少的提高，并举办了博览会，由此我国的防火防盗技术市场就这样形成了。

张金泉[5]的新型的民用防火防盗报警器的设计中，民用防火防盗报警器是以红外线传感器、温度传感器和烟雾传感器为检测元件，以89C51单片机为控制核心，组成的一种自动防火防盗报警系统。它可以通过多种方式进行报警和预警，并借助电话等现代化通讯手段进行信息传递。其主要应用于普通居民住宅和无人职守的地方。苏芷莉，陈赫贝[6]提出了以计算机和现代通信技术为核心的智能建筑系统的三层体系结构，其中安防监控系统在智能建筑系统中占有重要的地位，一般由闭路电视监控、防盗报警、保安巡更和门禁管理 4个子系统组成。重点介绍安防监控系统在系统层次结构中的地位、设计目标和功能，以及基于浏览器 /服务器 /数据库 (B/S/D) 3层模式的软件设计方法。王海燕[7]的家庭智能防火防盗报警系统的设计中，它具有防盗、防火灾等功能，可实现信号的自动检测和电话自动报警。自动检测是指由各种复合式探测器或传感器实现对住宅内的各种模拟信号(人体发出的红外信号、温度、烟雾浓度)进行自动监测，复合式传感器的应用使得系统可靠。一种操作方便、运行可靠的智能型无线报警系统。

本设计重于家居使用，对于住宅区中的火灾报警来说，现在大部分的都是根据光、温度、空气含量、气体种类等是否异常或者达到某个限值来判断的系统，系统中一般会配置多种传感器用来监测不同种类的参数。而目前各个国家都是在研究早期的检测火灾的设备。

1.3 本文的研究内容

本文是基于单片机家居防火防盗报警系统带自动灭火设计,主要任务是对家居防火防盗报警系统的原理及系统的组成结构的分析，完成控制系统的硬件及软件设计，实现此系统对火灾及人的识别，并实现与单片机之间的通信。主要模块有：烟雾采集模块，红外检测模块，声光报警模块，继电器驱动保护模块以及LCD显示模块。

本文需要完成的任务。

(1)完成了家居防火防盗报警系统的总体设计。

(2)完成了对系统硬件的选型。

(3)完成了对系统软件的设计。

(4)完成了对系统的调试。

本文设计指标如下。

1、采用ATC52系列的单片机为核心，对报警器和红外线传感器传输的信号进行处理。

2、烟雾报警器的选型，选择合适的烟雾报警器可以是的实验可靠性提高，性能稳定以及成本最低，以及确定整体的设计原理。

3、完成硬件电路设计，硬件电路主要包括以下几个模块：时钟及复位电路，烟雾传感器检测电路，AD模数转换电路，红外检测模块，声光报警电路，继电器驱动干粉灭火器保护电路，烟雾浓度LCD显示电路。