防盗防火报警器的设计与制作
本文基于日益注重的家庭室内安全问题设计基于单片机的防盗防火报警器，根据防火、防盗的基本设计要求选择了由单片机、GSM短信提醒模块、热释电模块、烟雾检测模块、蜂鸣器报警模块组成的家居智能防盗防火控制系统，同时设计了上述各个模块与单片机I/O端口之间的接口电路，并根据接口电路设计了系统的控制程序，最后进行了硬件和软件的联合调试，到达了最终的设计目的，为防火防盗系统的设计提供了参考思路。
目 录
引言 1
一、基于单片机的防火防盗报警器的总体设计 2
（一）主控制器选择 2
（二）防火方案设计 2
（三）防盗方案设计 3
（四）报警提示方案设计 3
二、防火防盗报警器硬件电路设计 4
（一）单片机最小系统电路设计 4
（二）热释电接口电路设计 5
（三）GSM接口电路设计 5
（四）烟雾传感器接口电路设计 6
（五）蜂鸣器报警电路设计 6
三、防火防盗报警器软件设计 7
（一）开发环境与开发语言简简介 7
（二）主程序设计 8
（三）中断服务程序工作流程图 8
（四）报警电路流程图 9
（五）信号采集电路流程图 9
四、防火防盗报警器的调试 9
（一）硬件焊接与调试 9
（二）软件调试 10
总结 12
参考文献 13
致谢 14
附录1 原理图 15
附录2 程序代码 16
引言
社会与科技的进步，人们对生活环境的安全及舒适程度提出了更高的要求，主要是由于家用电器使用量的增加，更加了便捷的同时，也增加了安全隐患，家庭防火防盗等安全要求受到越来越多的要求。电子信息技术的高速发展，尤其是单片机控制技术的发展，使得嵌入式系统无处不在，因此文本基于防火、防盗等方面的考虑，设计了一款基于单片机的防火防盗报警系统，该系统结合了微控制器技术、模拟电子控制技术等于一体，实现了烟雾检测、红外报警以及短信提醒的功能，提高了家庭安全，为更为智能的系统设计提供了思路和参考。
一、基 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
于单片机的防火防盗报警器的总体设计
（一）主控制器选择
近些年微电子产品高速发展，尤其是微控制器取得了惊人的发展速度，目前使用较多的控制器由STC51系列、STM8系列、MSP系列以及STM32系列等，其中STC51系列功能较为简单、体积较大、片上资源量适中、价格低廉，在控制要求不高的场合具有广泛应用，属于一款稳定性较高的8位单片机；STM8同时是一款8位单片机，但片上资源相对丰富，运行速度也更高适用于要求较高场合；MSP系列单片机由德州仪器公司开发研制，是一款16位低功耗单片机，特别适用于对功耗有特殊要求的场合；而STM32单片机是一款32位的单片机，片上资源极其丰富，可实现复杂系统的综合控制，同时价格也较高。综合考虑本系统采用的单片机为STC89C52单片机，该单片机的外形图如图11左侧所示。
图11 STC89C51单片机与MSP430单片机实物图
（二）防火方案设计
防火传感器本质上检测的周围环境的烟雾浓度，如空气中的一氧化碳和二氧化碳，当这些气体成分达到一定浓度时，就可以认为是存在着火风险。本次设计采用的防火检测传感器信号为MQ2，该传感器中的核心成分为金属氧化物二氧化锡，属于一种气体敏感型元件。实际工作时，传感器检测周围空气中的烟雾浓度，随着烟雾浓度的升高或降低，传感器内金属导体的导电率增大或减小，因此单片机只需要检测烟雾传感器的分压即可。本次选择的传感器原理如图12所示。
图12 烟雾传感器结构及原理图
（三）防盗方案设计
本次设计选用的防盗传感器为热释电红外传感器。顾名思义，该传感器用于检测人体释放的红外线，而人体温度保持在37摄氏度左右，在这个温度范围释放的红外线波长为10μm左右，热释电传感器感应的就是这个范围的红外线。工作时，当传感器检测人体红外线，则会改变传感器释放的电荷量，达到一定量之后可以通过单片机是否检测到该传感器输出的低电平，从而判断周围环境是否有人，该传感器的外形图如图13所示。
图13 热释电传感器外形图
（四）报警提示方案设计
本防盗防火系统在系统布防之后开始检测周围环境是否有人或者是否检测到烟雾，若检测到周围有人，则需要进行报警提示，本系统选用的方案是采用蜂鸣器报警以及短信提醒的方式，即检测到有人或有烟雾后，单片机驱动蜂鸣器发声，同时通过GSM模块向指定的电话号码发生提示短信，从而到达提示的目的。
图14 GSM短信提醒模块
二、防火防盗报警器硬件电路设计
（一）单片机最小系统电路设计
在单片机的驱动下，器I/O端口输出对应的高低电平，控制外围设备按照设定的方式运行，从而实现所期望的工作状态。本系统设计采用的是STC89C52单片机，该单片机具有8K字节Flash存储器用于存储程序代码，512字节的数据存储空间，此外具有内置4KB的EEPROM存储空间，可对关键数据进行掉电存储。在I/O端口方面，AT89C52单片机具有32个通用I/O端口，可满足一般小型系统的使用需求；同时该单片机具有6个中断源，具有全双工串行接口。STC89C52单片机价格低廉，功能强大，运行稳定，这也使得STC89C52在稳定性要求较高、控制功能相对简单的嵌入式系统中得到广泛应用。
图21 单片机最小系统电路
单片机本质是一个微型电脑CPU，因此要保证其正常运行工作，需要一个独立的最小系统电路。如PC机CPU一样最基本的需要时钟电路和复位电路，通俗一点将复位电路就相当于PC机的重启功能，而时钟电路是为系统运行提供时间基准，因为电子芯片工作以工作时序为准，而晶振时钟单路就是为其提供最小的时间单元。单片机的最小系统工作电路如图21所示。
目 录
引言 1
一、基于单片机的防火防盗报警器的总体设计 2
（一）主控制器选择 2
（二）防火方案设计 2
（三）防盗方案设计 3
（四）报警提示方案设计 3
二、防火防盗报警器硬件电路设计 4
（一）单片机最小系统电路设计 4
（二）热释电接口电路设计 5
（三）GSM接口电路设计 5
（四）烟雾传感器接口电路设计 6
（五）蜂鸣器报警电路设计 6
三、防火防盗报警器软件设计 7
（一）开发环境与开发语言简简介 7
（二）主程序设计 8
（三）中断服务程序工作流程图 8
（四）报警电路流程图 9
（五）信号采集电路流程图 9
四、防火防盗报警器的调试 9
（一）硬件焊接与调试 9
（二）软件调试 10
总结 12
参考文献 13
致谢 14
附录1 原理图 15
附录2 程序代码 16
引言
社会与科技的进步，人们对生活环境的安全及舒适程度提出了更高的要求，主要是由于家用电器使用量的增加，更加了便捷的同时，也增加了安全隐患，家庭防火防盗等安全要求受到越来越多的要求。电子信息技术的高速发展，尤其是单片机控制技术的发展，使得嵌入式系统无处不在，因此文本基于防火、防盗等方面的考虑，设计了一款基于单片机的防火防盗报警系统，该系统结合了微控制器技术、模拟电子控制技术等于一体，实现了烟雾检测、红外报警以及短信提醒的功能，提高了家庭安全，为更为智能的系统设计提供了思路和参考。
一、基 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
于单片机的防火防盗报警器的总体设计
（一）主控制器选择
近些年微电子产品高速发展，尤其是微控制器取得了惊人的发展速度，目前使用较多的控制器由STC51系列、STM8系列、MSP系列以及STM32系列等，其中STC51系列功能较为简单、体积较大、片上资源量适中、价格低廉，在控制要求不高的场合具有广泛应用，属于一款稳定性较高的8位单片机；STM8同时是一款8位单片机，但片上资源相对丰富，运行速度也更高适用于要求较高场合；MSP系列单片机由德州仪器公司开发研制，是一款16位低功耗单片机，特别适用于对功耗有特殊要求的场合；而STM32单片机是一款32位的单片机，片上资源极其丰富，可实现复杂系统的综合控制，同时价格也较高。综合考虑本系统采用的单片机为STC89C52单片机，该单片机的外形图如图11左侧所示。
图11 STC89C51单片机与MSP430单片机实物图
（二）防火方案设计
防火传感器本质上检测的周围环境的烟雾浓度，如空气中的一氧化碳和二氧化碳，当这些气体成分达到一定浓度时，就可以认为是存在着火风险。本次设计采用的防火检测传感器信号为MQ2，该传感器中的核心成分为金属氧化物二氧化锡，属于一种气体敏感型元件。实际工作时，传感器检测周围空气中的烟雾浓度，随着烟雾浓度的升高或降低，传感器内金属导体的导电率增大或减小，因此单片机只需要检测烟雾传感器的分压即可。本次选择的传感器原理如图12所示。
图12 烟雾传感器结构及原理图
（三）防盗方案设计
本次设计选用的防盗传感器为热释电红外传感器。顾名思义，该传感器用于检测人体释放的红外线，而人体温度保持在37摄氏度左右，在这个温度范围释放的红外线波长为10μm左右，热释电传感器感应的就是这个范围的红外线。工作时，当传感器检测人体红外线，则会改变传感器释放的电荷量，达到一定量之后可以通过单片机是否检测到该传感器输出的低电平，从而判断周围环境是否有人，该传感器的外形图如图13所示。
图13 热释电传感器外形图
（四）报警提示方案设计
本防盗防火系统在系统布防之后开始检测周围环境是否有人或者是否检测到烟雾，若检测到周围有人，则需要进行报警提示，本系统选用的方案是采用蜂鸣器报警以及短信提醒的方式，即检测到有人或有烟雾后，单片机驱动蜂鸣器发声，同时通过GSM模块向指定的电话号码发生提示短信，从而到达提示的目的。
图14 GSM短信提醒模块
二、防火防盗报警器硬件电路设计
（一）单片机最小系统电路设计
在单片机的驱动下，器I/O端口输出对应的高低电平，控制外围设备按照设定的方式运行，从而实现所期望的工作状态。本系统设计采用的是STC89C52单片机，该单片机具有8K字节Flash存储器用于存储程序代码，512字节的数据存储空间，此外具有内置4KB的EEPROM存储空间，可对关键数据进行掉电存储。在I/O端口方面，AT89C52单片机具有32个通用I/O端口，可满足一般小型系统的使用需求；同时该单片机具有6个中断源，具有全双工串行接口。STC89C52单片机价格低廉，功能强大，运行稳定，这也使得STC89C52在稳定性要求较高、控制功能相对简单的嵌入式系统中得到广泛应用。
图21 单片机最小系统电路
单片机本质是一个微型电脑CPU，因此要保证其正常运行工作，需要一个独立的最小系统电路。如PC机CPU一样最基本的需要时钟电路和复位电路，通俗一点将复位电路就相当于PC机的重启功能，而时钟电路是为系统运行提供时间基准，因为电子芯片工作以工作时序为准，而晶振时钟单路就是为其提供最小的时间单元。单片机的最小系统工作电路如图21所示。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/64.html
