基于單片機的遠程智能化家庭安防系統的設計與實現

程暉

網絡通訊技術及圖像壓縮與傳輸技術的飛速發展，使得家庭能夠使用通訊及圖像處理的技術，通過網絡傳輸圖像可以為家庭提供高效且價格低廉的安全防護系統。本課題主要基于單片機來實現家庭安防系統，該系統可以實現以下功能：實時遠程監控，入侵報警，火災報警。本文重點介紹研究過程中所采用的技術手段和如何實現的過程。

【關鍵詞】單片機 遠程防護 防火防盜報警

1 國內安防系統的發展現狀

經過20多年的發展，中國的安防行業已經形成包括研發、生產、銷售和報警運營與中介服務的產業，全國大約有1.5萬家安防產品生產、產品經銷和安防報警企業，涉及防盜報警、保安報警服務、監控、智能家居，據統計世界上有一半的安防產品都是由中國制造的，現在中國安防系統扔以每年20%～30%的速度增長，隨著國家經濟的發展，人民生活水平也在不斷提高，安防系統需求必將繼續擴大。

2 系統的功能能及原理

系統總體框圖如圖1所示

控制模塊由單片機、手機和遙控器組成，控制模塊主要協調系統正常工作，單片機將傳感器傳送的信息進行處理、識別并將關鍵信息顯示出來，用戶可以通過手機查看實時的家庭狀態，使用起來靈活方便。

信息采集模塊由各種傳感器來完成相關信息的采集，傳感器將采集到的信息經過處理傳遞到主控制模塊進行處理。

報警模塊主要由聲光報警器組成，當接收到危害家庭的信息時，按設定好的處理方式開啟報警模式。

3 溫度傳感器

硬件包括AT85S52單片機，測溫電路，通訊模塊電路，時鐘電路，液晶顯示電路等。

系統特性：測溫范圍-55℃～+125℃，精度±0.5℃。

系統成本：由于計算機技術的發展，集成電路越來越強大，價格也變得越來越便宜，一支DS18B20的價格只有十幾元人民幣。

系統調試與維護：因引線的減少，使得系統接口簡化，是系統調試起來更方便DS18B20是全數字元器件所以故障率很低，抗干擾能力強，減少了系統日常維護。

DS18B20有三個外引線：數據傳輸總線端口DQ，外供電源線VDD，地線GND。DS18B20有兩種供電方式：一種數據線供電方式，另一種是外部供電方式，這種方式完成溫度測量時間相對較短。

4 溫度系統程序

系統軟件采用C語言來實現單片機的各種功能。主程序對模塊初始化，然后調用測溫、顯示等模塊來顯示和控制溫度，主程序主要負責溫度實時顯示，讀出并處理DS18B20測量的實時溫度并調用各個子程序。

4.1 計算溫度子程序

讀出溫度子程序主要包括初始化，判斷DS18B20是否存在，如果存在就進行一系列的讀操，若不存在則返回。

4.2 按鍵處理子程序

按鍵處理子程序用來負責參數設置，主程序循環一次需要對按鍵進行掃描，判斷是否有輸入鍵。

4.3 計算溫度子程序

計算溫度子程序將RAM中的值進行BCD碼轉換，進行溫度的正負判斷。

5 火災報警系統

5.1 紅外探測模塊

紅外探測模塊蔡永光電傳感器ST178，應用原理是當光電傳感器接收孔檢測到火焰輻射的紅外線時，接收管輸出一定電壓，輻射越強烈輸出電壓就會越大，ST178對人體輻射的紅外線不敏感，對火焰輻射的紅外線特別靈敏，且價格實惠，所以本系統采用ST178作為紅外敏感元件。

5.2 溫度采集模塊

本系統要求實時檢測溫度當溫度高于常態時作出聲光報警，為能夠準確采集到溫度采用AD590溫度傳感器。AD590供電電壓范圍3～30V，靈敏度1μA/℃。AD590輸出的電流信號傳輸距離達1KM以上。適用于多點溫度測量、遠距離溫度測量。

5.3 原理圖及分析

原理圖如圖2所示

分析：

（1）開關1按下時，數碼顯示溫度值，此溫度可調范圍為0～255，如果溫度超過50℃就會報警。

（2）當開關2按下時，數碼顯示煙霧值，煙霧濃度可調范圍0～510，如果濃度超過100時開始報警。

（3）當開關3按下時，數碼顯示輻射值，輻射可調范圍為0～765，如果輻射值超過200就會報警。

主要設計思路

主程序如果判斷以上三項有沒有發生異常，若有一項不正常，則系統判定為火災并開啟報警知道異常排除。

參考文獻

[1]王煜東.傳感器應用電路400例[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]楊蓉.火災自動報警系統的設計與實現[J].安防科技，2007（08）.

[3]張瑋.火災探測及聯動報警系統的設計[D].河北科技大學，2010.

作者單位

大連海洋大學應用技術學院 遼寧省大連市 116300