单片机的仓库安全防火报警系统设计
摘 要本文主要围绕“仓库安全报警器控制系统”进行了全方位的介绍，不仅对这种系统的起源发展背景以及国内外的研究现状做了综合分析，更在此基础上制定了本文的设计目标。笔者选用了目前单片机市场上最畅销的AT89C51单片机作为主要控制器芯片，并结合了其他必要的功能芯片，设计出了一款能够实现盗贼进入监测、火灾检测、报警以及高清度显示等功能的电子系统，实现对仓库财产的保护，该系统不仅在硬件上突破了目前相关产品的成本消耗，更将硬件系统结构简化到最精，大幅度地降低了电能消耗、提高了待机时长，另外由于采用了普及程度较为广泛的C语言进行了程序代码的设计和开发，因此大大减少了软件系统的设计周期。本文最终通过Proteus软件对所设计的系统进行了全面的仿真，对各种能指标进行了检验，检验结果显示系统的各项性能完全达标。
目录
一、 引言 1
（一） 仓库防火防盗控制系统的发展背景 1
（二） 仓库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 4
（三） MQ2烟雾传感器 4
（四） 人体检测传感器 5
（五） LCD1602显示器概述 6
三、 硬件系统设计 7
（一） 仓库安全报警器系统的硬件结构框图设计 7
（二） 最小系统设计 7
1. 时钟电路设计 7
2. 复位电路设计 8
（三） 火灾检测电路设计 8
（四） 盗贼检测电路设计 9
（五） 报警电路设计 9
（六） 按键电路 10
（七） 显示器电路设计 10
四、 软件系统设计 12
（一） 仓库安全报警器系统的软件工作流程设计 12
（二） 火灾检测工作流程图设计 12
（三） 盗贼检测工作流程设计 13
（四） 显示器工作流程设计 13
五、 实物展示 15
（一） 硬件调试 15
（二） 问题总结 16
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总 结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
仓库防火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，生活中很多电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如仓库防盗器，在其发展历程中，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仓库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仓库防盗器控制系统中，颠覆了原先人们对于传统仓库防盗器的想象，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仓库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，这是传统仓库防盗器所无法企及的。由于人们对于新型仓库防盗器的需求和要求与日俱增，近几年来仓库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，在电子仓库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仓库防盗器，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，仓库人脸识别、音色分析等智能功能都能够在仓库防盗器控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得仓库防盗器的防盗、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。仓库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，智能仓库防盗器在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能仓库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，因此高智能的仓库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，设计一款智能仓库防盗器，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低仓库防盗器的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分仓库防盗器产品。
仓库防盗器的国内外发展现状
根据前不久的一份仓库防盗器行业前景研究报告显示，目前仓库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仓库防盗器影响着人们的日常生活，对于仓库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仓库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仓库人脸识别、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
本文主要内容?本课题主要以仓库安全报警器控制系统作为研究对象，设计了一款采用51单片机作为主控芯片的自动控制系统，设计的电路模块主要包括51单片机最小系统电路、液晶屏电路、按键电路、热释电传感器以及烟雾传感器等电路的设计。???????
论文的撰写采用了层次分明的模块化设计，撰写内容分为引言章节、元器件选择章节、硬件设计章节以及软件设计章节。
系统将实现如下指标：
1、能够实现对仓库财产安全进行全方位保护，通过构建AT89C51单片机最小系统来实现对其他模块的驱动；
2、配置烟雾传感器电路，实现对仓库内突发火情进行准确检测；
3、配置热释电传感器电路，当遭贼进入仓库内，能够实现通过热释电传感器对盗贼的自动快速检测并立即报警；
4、配置液晶屏电路，具有较高清晰度的显示性能。
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。
第一个方案是AT89C51单片机，该单片机是ATMEL公司在上世纪九十年代左右推出的一款数据宽度为8的高性能单片机，无论在成本还是内部资源上，都能够在如今低端单片机市场中独占鳌头，这主要归功于其4Kb大小的内部FLASH搭配着128字节的RAM，虽然ROM和RAM的存储容量不是很大，但是足够应用于一些中小型单片机系统中，此外AT89C51能够通过琦20根地址线对外部扩展的存储器进行寻址，这使得它也经常出现在一些大型系统中。在成本方面，目前市面上AT89C51单片机的平均成本位3元/PCS，这非常适合我们的学生实验，不会给系统带来高昂的成本负担。
目录
一、 引言 1
（一） 仓库防火防盗控制系统的发展背景 1
（二） 仓库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 4
（三） MQ2烟雾传感器 4
（四） 人体检测传感器 5
（五） LCD1602显示器概述 6
三、 硬件系统设计 7
（一） 仓库安全报警器系统的硬件结构框图设计 7
（二） 最小系统设计 7
1. 时钟电路设计 7
2. 复位电路设计 8
（三） 火灾检测电路设计 8
（四） 盗贼检测电路设计 9
（五） 报警电路设计 9
（六） 按键电路 10
（七） 显示器电路设计 10
四、 软件系统设计 12
（一） 仓库安全报警器系统的软件工作流程设计 12
（二） 火灾检测工作流程图设计 12
（三） 盗贼检测工作流程设计 13
（四） 显示器工作流程设计 13
五、 实物展示 15
（一） 硬件调试 15
（二） 问题总结 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
总 结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
仓库防火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，生活中很多电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如仓库防盗器，在其发展历程中，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仓库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仓库防盗器控制系统中，颠覆了原先人们对于传统仓库防盗器的想象，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仓库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，这是传统仓库防盗器所无法企及的。由于人们对于新型仓库防盗器的需求和要求与日俱增，近几年来仓库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，在电子仓库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仓库防盗器，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，仓库人脸识别、音色分析等智能功能都能够在仓库防盗器控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得仓库防盗器的防盗、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。仓库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，智能仓库防盗器在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能仓库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，因此高智能的仓库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，设计一款智能仓库防盗器，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低仓库防盗器的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分仓库防盗器产品。
仓库防盗器的国内外发展现状
根据前不久的一份仓库防盗器行业前景研究报告显示，目前仓库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仓库防盗器影响着人们的日常生活，对于仓库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仓库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仓库人脸识别、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
本文主要内容?本课题主要以仓库安全报警器控制系统作为研究对象，设计了一款采用51单片机作为主控芯片的自动控制系统，设计的电路模块主要包括51单片机最小系统电路、液晶屏电路、按键电路、热释电传感器以及烟雾传感器等电路的设计。???????
论文的撰写采用了层次分明的模块化设计，撰写内容分为引言章节、元器件选择章节、硬件设计章节以及软件设计章节。
系统将实现如下指标：
1、能够实现对仓库财产安全进行全方位保护，通过构建AT89C51单片机最小系统来实现对其他模块的驱动；
2、配置烟雾传感器电路，实现对仓库内突发火情进行准确检测；
3、配置热释电传感器电路，当遭贼进入仓库内，能够实现通过热释电传感器对盗贼的自动快速检测并立即报警；
4、配置液晶屏电路，具有较高清晰度的显示性能。
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。
第一个方案是AT89C51单片机，该单片机是ATMEL公司在上世纪九十年代左右推出的一款数据宽度为8的高性能单片机，无论在成本还是内部资源上，都能够在如今低端单片机市场中独占鳌头，这主要归功于其4Kb大小的内部FLASH搭配着128字节的RAM，虽然ROM和RAM的存储容量不是很大，但是足够应用于一些中小型单片机系统中，此外AT89C51能够通过琦20根地址线对外部扩展的存储器进行寻址，这使得它也经常出现在一些大型系统中。在成本方面，目前市面上AT89C51单片机的平均成本位3元/PCS，这非常适合我们的学生实验，不会给系统带来高昂的成本负担。
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