基于單片機的室內安全報警系統的設計與實現

朱亮 孔德尉

沈陽工學院

基于單片機的室內安全報警系統的設計與實現

朱亮 孔德尉

沈陽工學院

本設計選取煙霧傳感器、溫度傳感器、熱釋電紅外傳感器為主要元件，以AT89S52單片機為核心設計的室內安全報警器。可以實時、準確的對家庭偷盜、火災問題進行監測和報警，從而提高了人們的生活質量，并且由于該設計結構簡單，成本低廉，靈活性大，具有很大的推廣價值。

AT89S52 防盜報警器 煙霧傳感器

1 目的和意義

隨著微電子技術與網絡技術的飛速發展，人們對于居住環境的安全、方便、舒適提出了越來越高的要求，以往的做法是安裝防盜門、防盜網，但普遍存在有礙美觀，不符合防火要求，而且不能有效地防止犯罪分子對住宅的入侵，故利用高科技的電子防盜報警系統也就應運而生。

2 系統硬件設計

安全報警器的功能是防火防盜防煤氣泄漏，當熱釋電紅外傳感器檢測到有人時或者煙霧傳感器能檢測煙霧濃度超過設定值時，還有溫度傳感器檢測到室溫高出設定值時，單片機就會控制電路發出警報。

2.1 AT89S52單片機的主板電路

AT89S52為ATMEL公司研發的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系統可編程Flsah快速存儲器。該器件采用Atmel公司的高密度非易失性存儲技術生產，其指令與工業標準的80C51指令集兼容。片內程序存儲器允許重復在線編程，允許程序存儲器在系統內通過SPI串行口改寫或用同用的非易失性存儲器改寫。通過把通用的8位CPU與可在線下載的Flash集成在一個芯片上，AT89S52便成為一個高效的微型計算機。它的應用范圍廣，可用于解決復雜的控制問題，且成本較低。下圖1為AT89S52芯片圖。

圖1 AT89S52芯片圖

2.2 熱釋電傳感器的模塊

紅外探測器是紅外熱釋傳感器的重要組成部分。它可以分成熱釋電探測器和光子探測器兩大類：其中，熱釋電探測器是電效應工作的探測器，其響應速度雖不如光子型，但由于它可在室溫下使用、光譜響應寬、工作頻率寬，靈敏度與波長無關，因此其應用領域廣，容易使用。

2.3 DS18B20溫度傳感器的模塊

DS18B20是美國DALLAS公司研發的新一代數字溫度傳感器，相對于傳統的溫度傳感器，DS18B20更智能化，可直接檢測并顯示出被測溫度。系統結構更簡單化，地址線、數據線、控制線三線合一成單總線，一條信號線上可以進行雙向數據通信，有效減少了通訊線的數量。

2.4 煙霧傳感器模塊

煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣-電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量(即濃度)轉化成電壓或者電流信號，通過A/D轉換電路 將模擬量轉換成數字量后送到單片機，進而由單片機完成數據處理、濃度處理及報警控制等工作。傳感器作為煙霧檢測報警器的信號采集部分，是儀表的核心組成部分之一，本設計選用MQ-2型煙霧傳感器，具有靈敏度高、響應快、抗干擾能力強、壽命長等優點。

3 系統軟件設計

3.1 程序流程圖

主程序流程圖如圖2所示。首先要給傳感器預熱三分鐘，預熱同時，對傳感器加熱絲故障檢測，采用軟件方式檢測傳感器加熱絲或電纜線是否斷線或者接觸不良。

AT89S52單片機對傳感器檢測的煙霧濃度信號進行A/D轉換、平均值法濾波、線性化處理后，將濃度值與報警限設定值相比較，判斷是否報警。同時送入段式液晶顯示煙霧濃度值。主程序還包括狀態指示燈及按鍵功能設置，中斷子程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。圖3為讀溫度流程圖。

圖2 主程序流程圖

圖3 讀溫度流程圖

[1]白延敏．單片機典型系統開發實例精講[M]．大連：電子工業出版社，2009：23—31

[2]周興華．單片機智能化產品設計實例詳解[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2006：120—133

孔德尉（通訊作者）（1983—），女，遼寧本溪人，講師，碩士，研究方向：地方電力企業信息化。