毕业设计论文：基于单片机的家用智能防火防盗报警器的设计

目 录

1 绪 论 ....................................................................................................................................... 1 1.1 家用防火防盗报警系统的现状 ..................................................................................... 1 1.2 本文研究的目的和意义 ................................................................................................. 2 1.3 本文研究的内容 ............................................................................................................. 2 2 系统总体设计方案 ................................................................................................................. 3 2.1 防火防盗报警系统的总体构成 ..................................................................................... 3 2.2 防火防盗报警系统的功能及工作原理 ......................................................................... 5 3 智能防火防盗系统的硬件设计 ............................................................................................. 5 3.1 防火探测器的设计 ......................................................................................................... 5 3.2 防盗探测器的设计 ......................................................................................................... 7 3.3 主控单元电路设计 ......................................................................................................... 9 3.4 自动拨号报警电路设计 ................................................................................................. 9 3.5 语音报警电路设计 ....................................................................................................... 10 3.6 键盘接口及显示电路设计 ........................................................................................... 11 4 智能防火防盗系统的软件设计 ........................................................................................... 11 4.1 系统主程序设计 ........................................................................................................... 11 4.2 检测报警模块程序设计 ............................................................................................... 11 4.3 拨号模块程序设计 ....................................................................................................... 14 4.4 语音模块程序设计 ....................................................................................................... 14 4.5 按键模块程序设计 ....................................................................................................... 14 4.6 显示模块程序设计 ....................................................................................................... 16 5 结束语 ................................................................................................................................... 17 参考文献 ................................................................................................................................ 18 致谢 ............................................................................................................................................ 19

基于单片机的家用智能防火防盗报警器的设计

1 绪 论

随着社会经济的快速发展以及人们生活水平的日益提高，在家庭中液化石油气、管道煤气、天然气进入了大多数家庭，各种家用电器也得到了广泛的使用，人们在享受这些现化设施所带来便利的同时，却也增加了火灾隐患和有害气体中毒等的危险。与此同时，经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，给城市的社会治安增加了新的难题，盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出不断增长的趋势，人们越来越渴望有一个安全舒适的生活空间。现在一般居民住宅的主要防盗措施仅限于传统的防盗窗、防盗网等机械式家居防卫设备，其虽具有一定的防盗作用，但在实际使用中不仅影响市容的美观，更带来了很多安全隐患。因此人们迫切需要一种智能型的多功能家庭防火防盗报警系统，使其能可靠进行日常安全防范工作，及时发现各种警情并做出相应处理，以便将警情消灭在萌芽状态，保障居民生命和财产的安全。但是因经济、技术等原因，目前防火防盗报警系统设计不尽合理的情况比较普遍，在信号检测、信号处理上还存在一定问题，致使一些系统经常出现误报或者漏报，以及报警系统不动作。人们希望住宅不仅更便利、舒适而且更安全，家庭防火防盗问题就成为人们极为关心的问题。

因此，对防火防盗报警装置的研究对现实意义重大。

1.1家用防火防盗报警系统的现状

报警设备对于保护人们的生命和财产安全至关重要。目前防盗报警产品在我国的普及率只有20%，与欧美等发达国家高达70%的普及率相比，我国防盗报警产品市场的发展才刚刚起步，尤其在家庭安防报警系统方面的认可度和普及率更低。随着人们安全防范意识的提高，会有更多的人选用家庭安防报警产品，可以预见家庭安防报警系统将会有非常广阔的发展空间。现有的家庭安防报警系统按使用场所可以分为联网型和单户型两大类。联网型家庭安防报警系统由多个小型报警系统经过联网组成社区型的安防报警中心，报警中心一般使用报警接收机、计算机系统和打印机设备等。当报警事件发生时，报警点的数据显示在电子地图的相应位置，同时计算机系统可以调出报警点的配置和现场各种数据资料，供警情处理人员快速判断和处理。联网型家庭

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基于单片机的家用智能防火防盗报警器的设计

安防报警系统主要应用于新建小区，而且需要用户普遍接受该系统。

随着现代电子技术、计算机技术、通信技术、传感技术和制造业技术等的迅速发展，有关家庭安防报警方面的产品也愈来愈丰富。近年来国内外已有如博世、霍尼韦尔、艾礼富科立信、联腾、宏泰等多家品牌公司开发研制出了一系列的家庭安防报警产品，它们可以通过有线或无线的方式完成一些报警和求助等功能，并且进行了比较成功的应用。例如上海联腾公司的报警主机LT-B2102/ZX1具有电话语音远程报警功能，包括支持通过公用电话网或GSM（手机网络）远程报警、支持连续拨打5组预置的电话号码并进行语音报警；可通过本地电话机进行报警电话号码的预置；还具有电话远程控制功能,即通过公用电话网或GSM（手机网络）远程控制，例如可通过电话对报警主机进行远程布防（根据提示输入密码），打开强光灯，打开警笛报警以及对报警信号进行远程警情确认等。

可以预见，智能住宅智能小将成为21世纪建筑业的发展主流特别是在我国随着人们生活水平的日益提高评价住宅小区的重要指标。住宅小区是否智能化，安防系统是否完备、可靠将成为评价住宅小区的重要指标。

1.2本文研究的目的和意义

目前市场上出现了非常多的家用防火防盗产品，安防产品可大致分为视频监控、楼宇对讲、门禁控制、防盗报警等相对较为独立的几大应用领域。仅就家庭防火防盗报警系统方面而言，以上列举的这些家庭安防产品虽然具有某些较好的报警处理功能，但有些产品由于功能较少或价格较高等原因而难于普及，更没有将加密技术和视频监控技术等很好的融入到整个家庭安防报警系统中来。因此研发一种适合于家庭等处的低价位、运行可靠的具有自动拨号、语音录放和视频录像等多功能的安防报警系统具有很强的现实意义和广阔的应用前景。本文结合实际需要研究并实现了一种多功能家庭智能防火防盗报警系统。

1.3本文研究的内容

基于目前这种现状，本文设计了一种基于公用电话网、多传感器综合应用的新型家庭防火防盗智能报警系统。该系统以烟雾传感器、温度传感器、远红外线传感器、微波传感器和CO传感器为检测元件，以89C51单片机为控制核心，组成的一种自动防火防盗报警系统。它可以通过种方式进行报警，并借助电话等现代化通讯手段进行

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信息传递。系统各个部分能与单片机主机相互联系，以使系统能对防盗报警系统进行集中管理和控制[1]。

2系统总体设计方案

2.1防火防盗报警系统的总体构成

光电感烟火灾探测忙音、回音铃 检测电路 看门狗电路 语音报警电路 温度探测器 主控单片机89C51 远红外线防盗探测DTMF拨号电路 去电话线 到区域控制中心 微波防盗探测器 键盘接口电路及显示电路 CO探测器 计算机接口电路

图2-1家庭防火防盗报警系统功能框图

本防盗防火报警系统是一种新型的电子安全报警系统，该系统的设计是将电子探测、智能控制和电话通讯技术相结合，从而形成一个两级联网通讯的防盗、防火报警系统。智能防火防盗报警系统的硬件主要由7大部分组成:传感器检测电路部分，主控单元电路， DTMF拨号电路，语音报警电路，键盘接口电路及显示电路，忙音、回铃音检测电路[2]。系统硬件结构框图如图2-1所示。

(1)报警主机

报警主机作为信息的检测与处理中心,负责对探测器发送的报警信号的检测和分析以判断发生的警情种类以及需要进行的相应处理。报警主机可以完成拨号报警，打开警笛、强光灯、蜂鸣器等的处理任务。

(2)探测器

探测器是用来探测各种可能发生的警情，并将发生的警情通知报警主机，是防盗

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报警系统的关键部件之一。传感器是探测器的核心元件，采用不同原理制作的传感器，可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的探测器。

根据探测途径和探测方法的不同，家庭用探测器大致可分为以下几种： ①门磁探测器

这种探测器是利用干簧管和磁铁的物理特性，对门窗的开启情况进行探测，只要打开警戒的门窗，探测器就能向主机发出报警信号。

②热释被动式红外探测器（简称红外探测器）

红外辐射是一种电磁波，其波长介于光波和无线电波之间。人体也是一种红外辐射源，其辐射波长约为10um。红外探测器的作用是将移动人体的红外射线聚焦到传感器上来，通过内部光敏元件把接收到的红外能量转换为电信号输出报警。

③微波探测器

当微波探测器以一种频率发送时，发射出去的微波遇到固定物体时，反射回来的微波频率不变，探测器不会发出报警信号。当发射出去的微波遇到移动物体时，反射回来的微波频率就会发生变化，探测器据此判定探测区域中有物体移动，从而发出报警信号。

④烟雾探测器

烟雾探测器也称为感烟式火灾探测器或烟感探测器。烟雾是早期火灾的重要特征之一，烟雾探测器能够对可见的或不可见的烟雾粒子做出响应，将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号发送给主机实现报警功能。

⑤燃气泄露探测器

燃气泄露探测器安装于厨房中，主要用于检测CO（俗称煤气）等气体是否发生泄漏，一旦检测到CO气体生成且浓度超标时发出报警信号，现场也会发出声光报警，以及时提醒当事人，避免发生有害气体中毒的悲剧。

(3)报警信号传输通道

报警信号的传输通道有有线和无线两种。

①有线传输是指在两个通信设备之间采用物理连接将信号从一方传输到另一方。有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤等。

②无线传输是指在两个通信设备之间不使用任何物理连接，而是通过空间传输的一种技术。无线传输介质主要有电磁波、红外线和激光等。

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