基于单片机的室内安全报警系统的设计与实现
2016-12-21朱亮孔德尉
朱亮 孔德尉
沈阳工学院
基于单片机的室内安全报警系统的设计与实现
朱亮 孔德尉
沈阳工学院
本设计选取烟雾传感器、温度传感器、热释电红外传感器为主要元件，以AT89S52单片机为核心设计的室内安全报警器。可以实时、准确的对家庭偷盗、火灾问题进行监测和报警，从而提高了人们的生活质量，并且由于该设计结构简单，成本低廉，灵活性大，具有很大的推广价值。
AT89S52 防盗报警器 烟雾传感器
1 目的和意义
随着微电子技术与网络技术的飞速发展，人们对于居住环境的安全、方便、舒适提出了越来越高的要求，以往的做法是安装防盗门、防盗网，但普遍存在有碍美观，不符合防火要求，而且不能有效地防止犯罪分子对住宅的入侵，故利用高科技的电子防盗报警系统也就应运而生。
2 系统硬件设计
安全报警器的功能是防火防盗防煤气泄漏，当热释电红外传感器检测到有人时或者烟雾传感器能检测烟雾浓度超过设定值时，还有温度传感器检测到室温高出设定值时，单片机就会控制电路发出警报。
2.1 AT89S52单片机的主板电路
AT89S52为ATMEL公司研发的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flsah快速存储器。该器件采用Atmel公司的高密度非易失性存储技术生产，其指令与工业标准的80C51指令集兼容。片内程序存储器允许重复在线编程，允许程序存储器在系统内通过SPI串行口改写或用同用的非易失性存储器改写。通过把通用的8位CPU与可在线下载的Flash集成在一个芯片上，AT89S52便成为一个高效的微型计算机。它的应用范围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低。下图1为AT89S52芯片图。
图1 AT89S52芯片图
2.2 热释电传感器的模块
红外探测器是红外热释传感器的重要组成部分。它可以分成热释电探测器和光子探测器两大类：其中，热释电探测器是电效应工作的探测器，其响应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽，灵敏度与波长无关，因此其应用领域广，容易使用。
2.3 DS18B20温度传感器的模块
DS18B20是美国DALLAS公司研发的新一代数字温度传感器，相对于传统的温度传感器，DS18B20更智能化，可直接检测并显示出被测温度。系统结构更简单化，地址线、数据线、控制线三线合一成单总线，一条信号线上可以进行双向数据通信，有效减少了通讯线的数量。
2.4 烟雾传感器模块
烟雾传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路 将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。传感器作为烟雾检测报警器的信号采集部分，是仪表的核心组成部分之一，本设计选用MQ-2型烟雾传感器，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强、寿命长等优点。
3 系统软件设计
3.1 程序流程图
主程序流程图如图2所示。首先要给传感器预热三分钟，预热同时，对传感器加热丝故障检测，采用软件方式检测传感器加热丝或电缆线是否断线或者接触不良。
AT89S52单片机对传感器检测的烟雾浓度信号进行A/D转换、平均值法滤波、线性化处理后，将浓度值与报警限设定值相比较，判断是否报警。同时送入段式液晶显示烟雾浓度值。主程序还包括状态指示灯及按键功能设置，中断子程序等，使报警器功能更加完善，给用户带来便利。图3为读温度流程图。
图2 主程序流程图
图3 读温度流程图
[1]白延敏．单片机典型系统开发实例精讲[M]．大连：电子工业出版社，2009：23—31
[2]周兴华．单片机智能化产品设计实例详解[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006：120—133
孔德尉（通讯作者）（1983—），女，辽宁本溪人，讲师，硕士，研究方向：地方电力企业信息化。
