基于单片机的防火防盗报警系统设计

文章编号=1009 -2552(2017)08 -0102 -03D O I：10. 13274/j.c nki.hdzj.2017. 08. 025基于单片机的防火防盗报警系统设计邵婷婷1>2,王卓\余嘉诚1(1.延安大学物理与电子信息学院，陕西延安716000; 2.延安大学信息与通信工程研究所，陕西延安716000)摘要：针对普通家庭用户设计了一款防火防盗报警系统，当环境温度、烟雾浓度达到设定的 阈值或者检测到有人进入监测区域时，系统自动报警提醒用户。

本系统采用D S18B20为温度采集芯片，半导体气体烟雾传感器M Q-2为烟雾采集芯片，热释电红外传感器R E200B感测是否有人进入监测区域；采用单片机S T C89C52为主控模块，处理采集的信号，并与设置的阈值进行比较；采用直控按键设置环境因素的阈值；采用蜂鸣器为报警模块。

实验样机测试表明，系统运行稳定、结构简单，便于操作，可用在普通家庭、小型商户等场所。

关键词：报警；温度；烟雾；热释电红外传感器；单片机中图分类号：T P212.9文献标识码：ADesign of fire alarm and anti-theft system based on MCUSHAO Ting-ting1，2，WANG Zhuo1，YU Jia-cheng1(1. S c h o o l o f P h y s i c s a n d E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n，Y a n’a n U n i v e r s i t y，Y a n’a n 716000,S h a a n x i P r o v i n c e，C h i n a;2. Institute o f I n f o r m a t i o n a n d C o m m u n i c a t i o n E n g i n e e r i n g，Y a n’a n U n i v e r s i t y，Y a n’a n716000，S h a a n x i P r o v i n c e，C h i n a)Abstract：F o r d o m e s t i c c o n s u m e r，a lire a l a r m a n d anti-theft s y s t e m is d e s i g n e d，w h i c h c a n a l a r m to r e m i n d c o n s u m e r w h e n t h e t e m p e r a t u r e，s m o k e c o n c e n t r a t i o n r e a c h t h e s e t t i n g t h r e s h o l d o r d e t e c t i n ga n y o n e is i n t h e m o n i t o r i n g a r e a.D S18B20is u s e d to s a m p l e t h e t e m p e r a t u r e s i g n a l s，s e m i c o n d u c t o r g a ss m o k e s e n s o r M Q-2 is u s e d to s a m p l e s m o k e s i g n a l s，a n d p y r o e l e c t r i c i n f r a r e d s e n s o r R E200B is u s e d tod e t e c t w h e t h e r s o m e o n e e n t e r s；S T C89C52is u s e d to p r o c e s s t h e s a m p l i n g s i g n a l s i n r e a l t i m e，a n dd e t e r m i n e s w h e t h e r to a l a r m b y c o m p a r i n g t h e set t i n g t h r e s h o l d s.T h e t h r e s h o l d s c a n b e set b y t h e d i r e c tk e y s.T h e e x p e r i m e n t test s h o w s t h a t t h e s y s t e m is s t a b l e，s i m p l e，a n d e a s y to o p e r a t e，w h i c h c a n b eu s e d i n o r d i n a r y f a m i l y a n d s m a l l b u s i n e s s e s.Key words：a l a r m；t e m p e r a t u r e;s m o k e;p y r o e l e c t r i c i n f r a r e d s e n s o r；M C Uy信息疼术2017年第8期0引百在人们物质文化日益提高的今天，安全问题已经成为了主流[|]。

防盗报警系统是利用物理方法或电子技术，能自动探测布防检测区域内的侵人行为，并产生报警信号提示人们[2]。

本文针对我国的普通家庭用户和小型商户，基于单片机S T C89C52设了一款防火防盗报警系统。

系统防火报警模块主要检测温度和烟雾两方面的信号，实时检测并显示监测区域内的温度和烟雾浓度值，并与设定的阀值比较确定是否报警,系统可根据季节环境的变化，手动调整报警阈值，将系统的误差减到最小;防盗系统模块主要采用热释电红外传感器R E200B，监测布—102—防区域是否有人闯人。

本文将防火和防盗系统整合在一起，更贴近居民和商户的生活需求。

实验样机测试表明，系统运行稳定，实现了既定的功能，操作方便，可广泛应用于家庭、学校、小型商户等场所。

1系统方案设计安全是保障人们安居乐业的基础[3]，本文以收稿日期：2016 -07 -06基金项目：陕西省教育厅项目（15J K1827);延安市科学技术研究发展计划项目（2014K G-02);陕西省2016年省级大学生创新训练基金项目（1563);延安大学高水平大学学科建设项目（2015S X T S02)作者简介：邵婷婷（1982 -),女，硕士研究生，副教授，研究方向为智能控制与信息处理。

S T C89C52单片机为控制核心，针对普通家庭和小型商户，设计了一款防火防盗报警系统。

系统采用热释电红外报警传感器R E200B为人体红外信号采集模块，采用半导体气体传感器M Q-2为烟雾采集模块，采用温度传感器D S18B20为温度采集模块，将采集的环境因素信号传递给单片机进行处理，通过L C D1602实时显示，并与预设的温度和烟雾浓度阈值进行比较，如果所测温度、浓度超出阈值范围或者在布防区域检测到有人闯人，则蜂鸣器启动报警，提醒人们注意，系统还可以根据季节等外界因素的变化通过直控按键设置报警阈值。

本系统主要包括温度检测模块、烟雾检测模块、人体红外感应模块、单片机主控模块、报警模块、显示模块和按键控制等，其总体系统框图如图1所示。

图1系统结构框图2系统硬件设计2. 1信号米集模块2. 1.1温度米集模块该模块采用的是D S18B20温度传感器。

D S18B20采用一线通信接口，可用数据总线供电，使用更方便有效[4]。

其电路原理图如图2所示。

图2温度米集电路图2. 1.2烟雾采集模块采用半导体气体烟雾传感器M Q-2,对环境中的烟雾浓度进行检测，其电导率随空气中烟雾浓度的增大而增大[5]。

需要注意的是，烟雾传感器在通电时，刚开始其内阻很小，经过一段时间的预热后才能恢复到稳定状态。

因此，系统开机后需要预热一段时间才能正常工作。

其电路原理图如图3所示。

2.1.3人体红外信号采集模块防盗模块采用的是热释电红外传感器R E200B，该传感器具有全自动感应功能，当人进人其感应范围则输出高电平，离开则自动延时关闭高电平，输出低电平[6]。

系统可设置光敏控制，白天或光线强时不感应，也可根据季节的环境温度设置温度补偿，改变探测距离，使防盗检测更准确。

其电路原理图如图4所示。

VCCP2 i■'图4人体红外模块电路图2.2信号处理模块本文采用S T C89C52单片机作为主控芯片。

该芯片是一款高性能、低功耗的C M0S8位微控制器，具有8k在系统可编程F l a s h储存器[7]，产品的性价比高，满足系统的设计要求。

其最小系统电路图如图5所示。

+5VG N D图5单片机最小系统电路图一103—2.3显示模块本文显示模块采用L C D1602液晶显示器，L C D1602功耗低、体积小、超薄轻巧，能实时显示当前环境的温度及烟雾浓度值。

第一行显示检测烟雾的浓度，第二行分别显示检测到的当前环境的温度和是否检测到有人（检测到有人显示1，没人显示0)。

其电路图如图6所示。

2.4报警模块本模块三极管基极串连一个电阻与单片机P3. 2端口连接，当满足系统报警条件时，P3. 2输出低电平，三极管导通，发出声光警示。

其电路原理图如图7所示。

2.5按键模块本文包含四个按键，S2、S3、S4和S5分别为设置键、布防键（加键）、撤销布防键（减键）和紧急报警键。

其电路图如图8所示。

3系统软件设计本文软件部分采用模块化设计，通过K e i l公司开发的u V i s i o n3编译器用C51[8]语言编写，主要由烟雾检测子程序、温度检测子程序、红外感应子程序、按键扫描子程序、L E D显示子程序、报警子程序等组成，其主程序流程图如图9所示。

一104—图8手动控制按键电路图图9主程序流程图4结束语本文针对我国的普通家庭用户和小型商户，设计了一款防火防盗报警系统。

系统防火模块采用温度和烟雾浓度检测相结合的方式，降低了火灾漏报的几率，并且阈值可以根据季节等环境因素通过直控按键灵活设置，报警准确性大大提高，用户使用也更加方便;防盗模块，在设定的时间内采用热释电红外传感器感测布防区域是否有人闯人。

样机测试表明，系统能对家庭中出现的各种意外事件进行监测，及时发出警示，可有效避免用户生命和财产受损失，系统运行稳定，成本低，可实现手动布放和撤防，易于推广。

参考文献：[1]张学会，曹之然，尹品磊，等.基于单片机的防盗报警系统设计[J].信息技术，2015(3):175 -177.[2]韦中超，廖浚宏，张准.主动红外对射式光电防盗报警器[J].光电技术应用，2013(2):1 -4.[3]王世伟.论信息安全、网络安全、网络空间安全[J].中国图书馆学报，2015(216):72 -84. (下转第 108 页）表4仓库管理员表列名数据类型可否为空说明u_Account Yarchar(50)not null制单人编号u_N a m e Yarchar(50)not null姓名u_Pass Yarchar(50)not null密码u_Tel Yarchar(50)not null电话u_R e m a r k Yarchar(50)not null备注材料类表如表5所示。