单片机的居室安全报警系统设计
摘 要本文以居室安全报警器为研究对象，设计了一款能够实现安全监测、火灾检测、无线发送报警信号以及高清显示等功能居室安全报警器控制系统。在硬件系统设计上以AT89C51单片机为核心部分，通过最小系统电路、热释电电路、液晶屏电路以及烟雾传感器电路的设计，构建了居室安全报警系统的硬件框架，在软件上通过C语言进行程序代码构建。实现了用不同类型的传感器来检测家庭中存在的危险因素并且及时反馈出去，达到家庭防火防盗的目的。该系统能够实现远程防盗、防火报警，通过GSM短信模块实现报警数据的传输，反应家里有的安全情况。这种设计无线远程智能安全报警系统，在未来的智能家居中被广泛推广使用、以及安防系统中使用，会减少一些火灾或者失窃事件的发生。
目录
一、 引言 1
（一） 居室安全报警器的发展背景 1
（二） 家庭防盗器的发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 主方案设计及元器件介绍 4
（一） 主方案设计 4
（二） AT89C51单片机 4
（三） 热释电红外传感器简介 5
（四） GSM模块简介 6
（五） LCD1602显示器介绍 6
（六） MQ2烟雾传感器 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 居室安全报警器系统的硬件结构框图设计 9
（二） 最小系统设计 10
1. 时钟电路设计 10
2. 复位电路设计 10
（三） 盗贼检测电路设计 11
（四） 信息发送电路设计 11
（五） 显示器电路设计 12
（六） 蜂鸣器电路设计 13
（七） 按键电路 13
（八） 火灾检测电路设计 14
四、 软件系统设计 15
（一） 居室安全报警器系统的软件工作流程设计 15
（二） 盗贼检测工作流程设计 16
（三） 显示器工作流程设计 16
（四） 火灾检测工作流程图设计 17
五、 仿真与调试 19
（一） Proteus软件仿真 19
（二） 系
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
统仿真 19
（三）实物制作 21
（四）实物调试 22
六、总结与展望 24
参考文献 25
致 谢 26
附录一 原理图 27
附录二 元件列表 28
附录三 实物图 29
附录四 程序 30 引言
居室安全报警器的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如家庭防盗器这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上简易的机械式、门链式类型报警了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得家庭防盗器的概念得到了重新的定义，智能识别、判断、报警以及身份分析等功能不断地被融入到家庭防盗器控制系统中，颠覆了原先人们对于传统家庭防盗器的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可启动对室内全方位全角度的防盗，并且防盗系统安装隐秘不易被盗贼发现，这是传统家庭防盗器所无法企及的。由于人们对于新型家庭防盗器的需求和要求与日俱增，近几年来家庭防盗器的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子家庭防盗器刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的家庭防盗器，仅仅能够实现简单的盗贼检测功能；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，室内人脸识别、音色分析等智能功能都能够在家庭防盗器控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得家庭防盗器的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。家庭防盗器控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能家庭防盗器在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能家庭防盗器进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在很多的不足之处，因此高智能的家庭防盗器控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能家庭防盗器，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低家庭防盗器的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分家庭防盗器产品。
家庭防盗器的发展现状
在2015年赵庭兵发表了人体感应仪设计与制作初探，该论文中主要讲述了热释电红外传感器的特点。以实例来分析和讲解热释电红外传感器实现检测的原理以及应用，它具有成本低、安装比较方便,性能稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠等优点。可以用于防灾、搜救等。本次论文设计可以应用该特点，进行防盗设计。
在2015年张教卿，李棒，高然发表了GSM通信技术在报警系统中的应用成果。该论文指出一种GSM通信模块，用于针对防盗报警，及时，便捷地通知户主对于家庭实时观察，其具有覆盖率高，获取信息速度快，安全性高特点，文章采用SIM908芯片设计了简易可行的智能化短信发送模块,通过该模块实现智能发送短信的功能。
通过研究，本次设计在家庭防盗安防系统中，添加红外人体感应传感器检测防盗、通过烟雾传感器检测烟雾信号，在报警过程中，发现系统报警后，通过GSM短信模块可以实现远程短信报警。这样设计的系统将可靠和完善。
本文主要研究内容
本次的毕业设计将在传统居室安全报警器系统的发展基础上，设计出一款能够实现居室安全报警器功能的智能居室安全报警器控制系统，并选用目前市场上使用最为广泛的51单片机作为控制系统的主控器件，在文章结构上，第一章主要对居室安全报警器系统的发展背景和当前的发展背景做了主要阐述；第二章对智能控制系统的整体结构进行了设计，并且确立了结构中各模块所要使用到的元器件；第三章将对各模块的电气原理图进行了设计，并且对设计原理以及设计思路进行了详细的描述；第四章对系统的软件程序进行了设计，通过了Visio绘图软件绘制了流程图进行了软件的工作流程描述；第五章主要在硬件电路的设计基础上，使用了Proteus 7.8仿真软件对居室安全报警器控制系统进行了仿真优化，并将仿真结果通过图片方式进行了展现,系统将实现如下指标：
1、具有休眠和布防两种状态，在休眠状态下报警器不工作，处于低功耗模式；当选择布防状态时为防止对操作者的误检测，因此构建一个10秒延时效果，等操作人员离开后正式进入检测阶段；
2、能够对突发火情进行准确检测
3、当遭贼进入室内，能够通过人体检测模块实现对入室盗贼的自动快速检测并立即报警
4、具有显示功能，对系统运行过程中的相关参数进行显示；
5、报警声音宏亮；
主方案设计及元器件介绍
目录
一、 引言 1
（一） 居室安全报警器的发展背景 1
（二） 家庭防盗器的发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 主方案设计及元器件介绍 4
（一） 主方案设计 4
（二） AT89C51单片机 4
（三） 热释电红外传感器简介 5
（四） GSM模块简介 6
（五） LCD1602显示器介绍 6
（六） MQ2烟雾传感器 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 居室安全报警器系统的硬件结构框图设计 9
（二） 最小系统设计 10
1. 时钟电路设计 10
2. 复位电路设计 10
（三） 盗贼检测电路设计 11
（四） 信息发送电路设计 11
（五） 显示器电路设计 12
（六） 蜂鸣器电路设计 13
（七） 按键电路 13
（八） 火灾检测电路设计 14
四、 软件系统设计 15
（一） 居室安全报警器系统的软件工作流程设计 15
（二） 盗贼检测工作流程设计 16
（三） 显示器工作流程设计 16
（四） 火灾检测工作流程图设计 17
五、 仿真与调试 19
（一） Proteus软件仿真 19
（二） 系
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
统仿真 19
（三）实物制作 21
（四）实物调试 22
六、总结与展望 24
参考文献 25
致 谢 26
附录一 原理图 27
附录二 元件列表 28
附录三 实物图 29
附录四 程序 30 引言
居室安全报警器的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如家庭防盗器这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上简易的机械式、门链式类型报警了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得家庭防盗器的概念得到了重新的定义，智能识别、判断、报警以及身份分析等功能不断地被融入到家庭防盗器控制系统中，颠覆了原先人们对于传统家庭防盗器的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可启动对室内全方位全角度的防盗，并且防盗系统安装隐秘不易被盗贼发现，这是传统家庭防盗器所无法企及的。由于人们对于新型家庭防盗器的需求和要求与日俱增，近几年来家庭防盗器的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子家庭防盗器刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的家庭防盗器，仅仅能够实现简单的盗贼检测功能；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，室内人脸识别、音色分析等智能功能都能够在家庭防盗器控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得家庭防盗器的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。家庭防盗器控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能家庭防盗器在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能家庭防盗器进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在很多的不足之处，因此高智能的家庭防盗器控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能家庭防盗器，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低家庭防盗器的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分家庭防盗器产品。
家庭防盗器的发展现状
在2015年赵庭兵发表了人体感应仪设计与制作初探，该论文中主要讲述了热释电红外传感器的特点。以实例来分析和讲解热释电红外传感器实现检测的原理以及应用，它具有成本低、安装比较方便,性能稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠等优点。可以用于防灾、搜救等。本次论文设计可以应用该特点，进行防盗设计。
在2015年张教卿，李棒，高然发表了GSM通信技术在报警系统中的应用成果。该论文指出一种GSM通信模块，用于针对防盗报警，及时，便捷地通知户主对于家庭实时观察，其具有覆盖率高，获取信息速度快，安全性高特点，文章采用SIM908芯片设计了简易可行的智能化短信发送模块,通过该模块实现智能发送短信的功能。
通过研究，本次设计在家庭防盗安防系统中，添加红外人体感应传感器检测防盗、通过烟雾传感器检测烟雾信号，在报警过程中，发现系统报警后，通过GSM短信模块可以实现远程短信报警。这样设计的系统将可靠和完善。
本文主要研究内容
本次的毕业设计将在传统居室安全报警器系统的发展基础上，设计出一款能够实现居室安全报警器功能的智能居室安全报警器控制系统，并选用目前市场上使用最为广泛的51单片机作为控制系统的主控器件，在文章结构上，第一章主要对居室安全报警器系统的发展背景和当前的发展背景做了主要阐述；第二章对智能控制系统的整体结构进行了设计，并且确立了结构中各模块所要使用到的元器件；第三章将对各模块的电气原理图进行了设计，并且对设计原理以及设计思路进行了详细的描述；第四章对系统的软件程序进行了设计，通过了Visio绘图软件绘制了流程图进行了软件的工作流程描述；第五章主要在硬件电路的设计基础上，使用了Proteus 7.8仿真软件对居室安全报警器控制系统进行了仿真优化，并将仿真结果通过图片方式进行了展现,系统将实现如下指标：
1、具有休眠和布防两种状态，在休眠状态下报警器不工作，处于低功耗模式；当选择布防状态时为防止对操作者的误检测，因此构建一个10秒延时效果，等操作人员离开后正式进入检测阶段；
2、能够对突发火情进行准确检测
3、当遭贼进入室内，能够通过人体检测模块实现对入室盗贼的自动快速检测并立即报警
4、具有显示功能，对系统运行过程中的相关参数进行显示；
5、报警声音宏亮；
主方案设计及元器件介绍
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