基于单片机的宿舍智能防火防盗报警系统的设计

山东交通学院

2013届毕业生毕业论文（设计）

题目：宿舍智能防盗防火报警系统的设计

院(系)别信息科学与电气工程学院

专业电气工程及其自动化

班级电气091

学号090819112

姓名王程

指导教师潘为刚

二○一三年六月

原创声明

本人王程郑重声明：所呈交的论文“宿舍智能防盗防火报警系统的设计”，是本人在导师潘为刚的指导下开展研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果，尊重知识产权，并愿为此承担一切法律责任。

论文作者(签字)：

日期：年月日

摘要

本设计是以凌阳SPCE061A为控制中心，实现对宿舍人员进出情况及人数的统计、贵重物品的检测以及宿舍火灾检测及报警功能。本系统设计并制作了一个主机，多个从机。从机由信号采集单元、信号传输单元、控制单元等组成，完成对宿舍火情、盗情等信息的采集、处理和发送功能。其中盗情检测由热释电红外传感器、光电开关和电磁信号感应技术（电磁型霍尔开关）完成，而火情检测由MQ-2烟雾传感器和温度探测器为一体的复合式火灾探测器完成。当防盗探测器或防火探测器检测到险情的时候，向单片机发出中断申请，再由单片机控制报警电路，实现自动报警。主机通过无线传输器件nRF905接受从机信息，实现异地实时监控功能；该系统成本较低，应用于学生宿舍，能较好地完成宿舍内的安防，在异常情况时立即报警。经过测试，本系统完成了题目的各项要求。

该系统不仅具有传统防盗控制方法的优点，还具有易于维护和实现非接触、高可靠监测的特点，并且硬件开销成本低，适宜宿舍、普通家庭、寝室、办公场所等。

关键词:凌阳SPCE061A单片机, nRF905，热释电红外传感器，烟雾传感器，光电开关

Abstract

The design is based on SPCE061A as the control center, to achieve the hostel staff out of the situation and statistics, as well as the detection of valuables dormitory fire detection and alarm functions. The system is designed and produced a host, multiple slaves. Slave by the signal acquisition unit, signal transmission unit, control unit and other components to complete the dormitory fire, Pirates of the situation and other information collection, processing and transmission capabilities. Pirates of the situation in which detection by the pyroelectric infrared sensors, photoelectric switches and electromagnetic signal sensing technology (electromagnetic Hall switch) completed and fire detection by the MQ-2 smoke sensors and temperature probes as one of the completed composite fire detectors . When the anti-theft detectors or fire detectors detect danger, when an interrupt request to the microcontroller, and then by the MCU control alarm circuit, automatic alarm. Information received from the host machine, to achieve real-time remote monitoring capabilities by nRF905; low cost of the system, used in student dormitories, can better accomplish dormitory security, in exceptional circumstances the police. After testing, the system completed the requirements of the subject.

The system not only has the advantages of traditional anti-theft control methods, but also has easy to maintain and achieve non-contact, highly reliable monitoring features, and hardware overhead, low cost, suitable quarters, ordinary family, bedroom, office space and so on.

Keywords: SPCE061A MCU, nRF905, pyroelectric infrared sensors, smoke sensors, photoelectric switches

目录

摘要 .............................................................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................................................ II 前言 . (1)

1 任务要求与系统方案的论证 (2)

1.1 设计任务及要求 (2)

1.2 总体方案论证 (2)

1.3 主控单元的选取方案 (3)

1.4 无线信号传输模块的选取方案 (3)

1.5 烟雾传感器模块的选取方案 (3)

1.6 温度传感器模块的选取方案 (4)

1.7 宿舍人员检测模块的选取方案 (5)

1.8 人员出入检测模块的选取方案 (6)

1.9 显示模块的选取方案 (7)

1.10 时间模块的选取方案 (7)

1.11 键盘的选取方案 (7)

2 系统硬件设计 (9)

2.1 主控单元 (9)

2.1.1 凌阳SPCE061A概述 (9)

2.1.2 凌阳SPCE061A结构图 (9)

2.1.3 凌阳SPCE061A性能 (10)

2.1.4 凌阳SPCE061A的最小系统 (10)

2.2 无线信号传输模块 (11)

2.2.1 nRF905概述 (11)

2.2.2 nRF905的特点 (11)

2.2.3 nRF905的外部管脚图 (12)

2.2.4 无线信号传输模块电路设计 (13)

2.3 烟雾信号监测模块 (13)

2.3.1 MQ-2烟雾传感器工作原理 (13)

2.3.2 MQ-2烟雾传感器特点 (14)

2.3.3 MQ-2烟雾传感器基本测试回路 (14)

2.3.4 烟雾传感器电路设计 (14)

2.4 温度信号监测模块 (15)

2.4.1 DS18B20工作原理 (15)

2.4.2 DS18B20内部结构图 (16)

2.4.3 温度传感器电路设计 (16)

2.5 宿舍人员检测 (17)

2.5.1 热释电红外传感器工作原理 (17)

2.5.2 热释电红外传感器内部电路原理 (18)

2.5.3 热释电红外传感器电路设计 (19)

2.6 人员出入检测 (20)

2.6.1 光电开关工作原理 (20)

2.6.2 人员出入检测电路设计 (20)