家庭防火防盗报警系统设计
摘 要单片机控制系统指的是以单片机芯片作为控制器并结合其他必要功能模块的角色而实现的一种能够实现测量、报警、显示等功能的自动控制系统，它的出现和普及大大改变了人们的生活方式，因此本次毕业设计将以单片机控制系统作为研究对象，设计了一款能够实现盗贼入室监测、火灾检测、报警以及高清度显示等功能的电子系统。在硬件系统上使用了目前在大学教学和市场上最受欢迎的51单片机作为控制器芯片，在其片外配置了热释电传感器以及MQ-2烟雾传感器等功能模块；在软件上通过C语言编写了程序代码，并通过Keil软件环境进行了程序代码的优化和编译。在硬件系统和软件系统都设计完毕后，对这款控制系统进行了大量的测试和优化，在测试过程中系统表现出了非常高的稳定性和使用价值，非常适合进行大量生产并逐步取代相关产品。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭防盗控制系统的发展背景 1
（二） 家庭防盗器的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控单片机的对比与选择 3
（二） AT89C51单片机介绍 4
（三） 热释电红外传感器简介 4
（四） LCD1602显示器介绍 5
（五） MQ2烟雾传感器 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 防火防盗报警系统的硬件结构框图设计 8
（二） 最小系统设计 8
1. 时钟电路设计 9
2. 复位电路设计 9
（三） 盗贼检测电路设计 10
（四） 显示器电路设计 10
（五） 蜂鸣器电路设计 11
（六） 按键电路 12
（七） 火灾检测电路设计 12
四、 软件系统设计 14
（一） 防火防盗报警系统的主程序流程图设计 14
（二） 遭贼检测工作流程设计 15
（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、 系统仿真 19
总 结 21
参考文献 22
致 谢 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
引言
家庭防盗控制系统的发展背景
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，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，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这很多的不足之处，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。
家庭防盗器的国内外发展现状
根据前不久的一份家庭防盗器行业前景研究报告显示，目前家庭防盗器已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的家庭防盗器影响着人们的日常生活，对于家庭防盗器的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能家庭防盗器控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现室内人脸识别、音色分析等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本次论文结构安排如下：
第一章为论文设计的绪论部分，对防火防盗报警系统的发展背景以及发展现状做了简要介绍，并通过将国内外相关企业、研究小组对该系统的实现程度进行了对比，最终确立了本文的研究目标和指标。
第二章对控制系统的总体设计方案进行了设计，主要对控制系统所使用的控制器、液晶屏、传感器以及其他一些所需器件进行了简要介绍，为下文的软硬件电路设计做了铺垫。
第三章为防火防盗报警控制系统的硬件电路设计章节，对51单片机最小系统以及外围电路的详细原理图进行了设计。
第四章为防火防盗报警控制系统的软件部分设计，通过对主程序以及子程序的流程图分析来描述系统的设计思路。
第五章为防火防盗报警控制系统的系统仿真章节，通过在Proteus上绘制原理图并将程序代码烧入来实现仿真系统的运行。
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；
方案选择及元器件介绍
主控单片机的对比与选择
在进行系统的硬件和软件系统设计之前，首先要对系统所使用的主控单片机进行选取，在选取时主要应该对单片机的内部资源丰富度、成本高低、开发语言、使用熟练程度以及能够胜任本系统的功能指标等方面进行考核，经过三年的大学学习，我主要从以下两款单片机中进行对比和最终选取，第一是ATMEL公司生产的AT89C51单片机，第二个是德州仪器公司生产的MSP430系列单片机。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭防盗控制系统的发展背景 1
（二） 家庭防盗器的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控单片机的对比与选择 3
（二） AT89C51单片机介绍 4
（三） 热释电红外传感器简介 4
（四） LCD1602显示器介绍 5
（五） MQ2烟雾传感器 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 防火防盗报警系统的硬件结构框图设计 8
（二） 最小系统设计 8
1. 时钟电路设计 9
2. 复位电路设计 9
（三） 盗贼检测电路设计 10
（四） 显示器电路设计 10
（五） 蜂鸣器电路设计 11
（六） 按键电路 12
（七） 火灾检测电路设计 12
四、 软件系统设计 14
（一） 防火防盗报警系统的主程序流程图设计 14
（二） 遭贼检测工作流程设计 15
（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、 系统仿真 19
总 结 21
参考文献 22
致 谢 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
引言
家庭防盗控制系统的发展背景
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，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，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这很多的不足之处，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。
家庭防盗器的国内外发展现状
根据前不久的一份家庭防盗器行业前景研究报告显示，目前家庭防盗器已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的家庭防盗器影响着人们的日常生活，对于家庭防盗器的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能家庭防盗器控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现室内人脸识别、音色分析等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本次论文结构安排如下：
第一章为论文设计的绪论部分，对防火防盗报警系统的发展背景以及发展现状做了简要介绍，并通过将国内外相关企业、研究小组对该系统的实现程度进行了对比，最终确立了本文的研究目标和指标。
第二章对控制系统的总体设计方案进行了设计，主要对控制系统所使用的控制器、液晶屏、传感器以及其他一些所需器件进行了简要介绍，为下文的软硬件电路设计做了铺垫。
第三章为防火防盗报警控制系统的硬件电路设计章节，对51单片机最小系统以及外围电路的详细原理图进行了设计。
第四章为防火防盗报警控制系统的软件部分设计，通过对主程序以及子程序的流程图分析来描述系统的设计思路。
第五章为防火防盗报警控制系统的系统仿真章节，通过在Proteus上绘制原理图并将程序代码烧入来实现仿真系统的运行。
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；
方案选择及元器件介绍
主控单片机的对比与选择
在进行系统的硬件和软件系统设计之前，首先要对系统所使用的主控单片机进行选取，在选取时主要应该对单片机的内部资源丰富度、成本高低、开发语言、使用熟练程度以及能够胜任本系统的功能指标等方面进行考核，经过三年的大学学习，我主要从以下两款单片机中进行对比和最终选取，第一是ATMEL公司生产的AT89C51单片机，第二个是德州仪器公司生产的MSP430系列单片机。
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