防火防盗报警系统

沈阳航空航天大学

综合课程设计

防火防盗报警系统的设计

班级

学号 20

学生姓名王志豪

指导教师曹阳

课程设计任务书

课程设计的内容及要求：

一、设计说明

设计一个温室测量仪，能够对温室的温度进行测量，在温度超过规定的上限时进行报警。

选择合适的温度传感器，通过模数转换电路把采集到的模拟信号转换为数字信号，通过控制逻辑处理，译码显示被测的温度。通过手动复位电路对测量的结果进行清零复位。原理框图见图1。

二、技术指标

1．测量范围：0℃—50℃

2．测量精度为±1℃

3．显示温度。

4、温度超过上、下限报警。

三、设计要求

1．在选择器件时，应考虑成本。

2．根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。

四、实验要求

1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。

2．进行实验数据处理和分析。

五、推荐参考资料

1、张毅刚．新编MCS—51单片机应用设计．[M]哈尔滨：哈尔滨工业大学出

版社，2003.

2 、何立民．单片机技术选编．[M]北京：北京航空航天大学出版社，1996.

3 、张洪润．单片机及运用．[M]北京：清华大学出版社，2005.

4 、毛谦敏．单片机及运用系统设计．[M]北京：国防大学出版社，2005.

5 、杨刚．电子系统设计与实践．[M]北京：电子工业大学出版社，2004.

六、按照要求撰写课程设计报告

成绩评定表

一、概述

改革开放以来，在城市大发展的过程中，大量外地人口涌入城市，给社会治安带来很大压力。工厂、机关和居家失盗、失火、抢劫事件时有发生；个别地方尤为严重，损失惊人。由此引起公安部门的高度重视和社会各届人士的普遍关注。有些部门和居民小区开始派人白天守卫、夜间巡逻，并纷纷购置防护铁门、铁栏杆等被动防范措施，将主人装在铁笼子中以求安全。一旦发生警性（如火警或煤气泄漏），才发现铁笼子将消防人员拦在事故现场之外，难以即时救助，实为弊端。从整顿市容角度来看，亦不雅观。为此，政府部门提倡采用高科技手段实现技术防范措施。

随着时代的发展，人类进入了信息化电子时代，传感器技术作为现代技术的主要内容将有较大的发展。信息技术包括技术、通信技术和传感器技术。现代人类社会已经进入信息时代，因而信息技术对社会发展，科学进步将起到决定性作用。现代信息技术的基础是信息采集、信息传输与信息处理，他们就是传感器技术、通信技术和计算机技术。

在社会治安的现实需求和政府部门的推动下，市场上国产和进口的防盗报警应运而生。防火防盗系统一般由火灾探测器、入侵探测器、报警控制器和接警中心(硬件加软件）组成。它的最简单形式就是本地（家庭、单位）报警系统，它的组成部分是火灾探测器、入侵探测器和本地报警控制器，以及声光报警器。

我们设计的防火防盗报警系统是一种自动检测室内火灾仪与安全的系统，能直观地显示室内的温度和室内安全情况，可连续、动态监测，价格便宜，适于普及推广。该系统的重点就在于要求实现测量的简便化和精确化。整个系统耗电低，体积小，具有便携性与精确性。这样的防火防盗报警系统系统性能良好，结构简单，性价比高，输出显示稳定，比较适应大众化，而且使用方便，显示结果醒目。基于AT89C51的单片机防火防盗报警系统与传统的安全系统相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。

二、方案论证

防火防盗系统一般由火灾探测器、入侵探测器、报警控制器和接警中心(硬件加软件）组成。它的最简单形式就是本地（家庭、单位）报警系统，它的组成部分是火灾探测器、入侵探测器和本地报警控制器，以及声光报警器。

方案一：

利用固定点电话联网防火防盗报警系统来实现家庭防火防盗报警，该系统由编程主机、探测器、和遥控器组成，一旦发生警情，能把报警信息通过邮电通讯网络瞬间远程传输到用户设定的固定电话上，同时向接警中心报告，中心联网计算机可通过电子地图、数据库、计算机语音提示、监听现场情况，显示发生警情的单位、地址、方位、发案时间、所辖消防大队或派出所（巡逻大队）经历分布，

及时调动警力做出快速处理。原理框图如下：

警灯和声音报警器的启动，实现声光报警。原理框图如下：

发送给ADC0808采集，信号经过A/D转换模块后传送进入单片机进行处理。红外人体传感器DYP-ME003输出信号，该信号为高电平时有人入侵，为低电平时表示无人入侵。

单片机内部程序中预先设定报警临界值，包括温度过高报警和气体浓度过高报警。单片机正常工作后，判断所接收到的数据是否达到报警临界值，如果到达报警值单片机控制蜂鸣器和LED灯进行报警，如果没有达到报警值单片机继续接收并处理新数据。如果单片机接收到非法入侵信号，直接报警。单片机实时向数码管输出显示信号，数码管显示周围环境温度和气体数值。

通过比较，方案二能满足我们实时快捷的要求，更加简单有效，且成本低，固本设计选择方案二。

三、硬件设计

1.传感器

本设计选用了DS18B20型温度传感器、MQ-2型烟雾传感器以及人体热释电

红外传感器。

（1）DS18B20型温度传感器

本设计的测温元件采用DS18B20数字温度传感器。DS18B20采集的数据为数字信号，可以直接发送至单片机进行处理。DS18B20数字温度计提供9位温度读数，指示器件的温度。信息经过单线界面送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线（和地）。读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。

图3 温度采集电路

温度采集电路如图3所示。

本设计DS18B20与单片机的P1-0相连，采集到温度信号后，将数据传输给单片机当温度达到预先设定的上限值（本文的上限值是： 60℃），则LED红灯点亮，LCD显示当前的温度值。DS18B20与单片机之间的数据传输需要通过软件实现，当DQ=0时，禁止数据传输，当DQ=1时允许数据传输。DS18B20的工作电压范围为，测温范围为-55-+125摄氏度，温度计分辨率在9-12位。

（2）MQ-2型烟雾传感器

本设计中采用的MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器属于气敏感测器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器具有灵敏度高、回应快、抗干扰性好、使用方便、价格便宜，且不会发生探头阻缓及中毒现象，维护成本较低等优点。因此，本设计采用MQ-2气体传感器作为报警器烟雾信息采集部分的核心。

MQ-2型烟雾传感器的特性：MQ-2型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息，例如酒精和烟雾等。MQ-2型传感器具有良好的重复性和长期的稳定性。初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好。（注意：使用前必须先加热一段时间，否则其输出的电阻和电压不准确。）其检测可燃气体与烟雾的范围是100-10000ppm。（注意：ppm为体积浓度/1ppm=1立方厘米除以1立方米。）电路设计电压范围宽，24V以下均可；加热电压5±。

（3）人体热释电红外传感器

本电路采用人体热释红外传感器对非法入侵行为进行检测。

热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经