基于单片机的起居室安全报警系统设计

摘 要：近年来，随着人民的生活水平不断提升，家庭安防已经逐渐走向家家户户，人们家中纷纷添置了智能安防设备，一款人体热感应家庭安防报警系统的研究对于促进我国智能家居安防发展有重要意义。在本次设计中我们设计的起居室安全报警系统结构简单，通过微型单片机将红外热感应传感器数据进行采集，经过数模转换传输到单片机，然后经过对比，判断是否出现盗贼，当接收到的数值达到预设值，才启动声光报警。本设计采用微型控制器STC89C52作为控制核心，配合红外传感器完成家庭防盗报警功能，该设计结构简单适用性强，对能广泛应用于家庭、办公等安防场所。

关键词：红外感应;STC89C52;报警电路;安防

一、绪论

近些年来智能家居的发展有了飞速进步，随着人们生活的智能化发展，智能家居安全也走向了科技化，单片机的应用在智能家居安防系统的应用逐渐发展起来，在人体智能感应家庭安防报警的监测在产品质量、旅行安全、能源消费、安全生产等方面发挥着重要作用。就目前而言，人体智能感应家庭安防报警运用在生活各个方面，提高人体智能感应家庭安防报警的研究就成了一项重要的研究课题，微控制器的微控制器设计极大地增加了智能控制带来的输入成本，因此，应用单片机对红外传感器系统的家庭安防设计具有促进作用。

设计针对市场上现有产品的不足，研究了一种具有起居室安全报警感应功能的家用安全报警器，具有检测安全安防的能力。设计达到以下功能：1）上电以后，实现LED灯、蜂鸣器、人体红外感应器初始化操作。2）当按下“设防按键”以后，人体红外感应器一直对环境进行探测。如果发现周围有异常情况，LED灯会闪烁。3）当“开门按键” 被按下时，LED灯会闪烁，并且蜂鸣器也会响。4）当按下“撤防按键”以后，即使进入核心区域，按键“开门按键”，LED灯，蜂鸣器 也不会有异动。5）在正常情况下，每隔10S，会将电磁门状态、布放情况上传到单片机。6）在异常情况下，每隔1S，上报一次异常。

二、安全报警系统设计

（一）整体方案。基于单片机控制的起居室安全报警系统设计主要以单片机为核心进行控制，结合最小系统，红外传感器和LED指示灯实现感应安防功能，LED指示灯在设计中配备三个LED灯珠，分别用红、黄、绿三种颜色灯代表系统工作状态，系统在工作時，由主控设备单片机发出电平信号，控制传感器进入工作状态，红外传感器循环感应检测范围的红外动静，当检测到入侵时，启动传感器高电平给单片机触发警报，当触发信号离开时，系统再次进入布防状态，等待下一次人体传感器检测到的信号，其中电源模块为单片机模块工作提供5V电源，其硬件设计结构如图1所示。

（二）硬件设计。本文中所设计的人体智能感应家庭安防报警系统所使用的STC89C52型单片机片具备以下标准功能：最高可达80MHz的时钟频率;FLASH ROM为内置的8KB，RAM和E?PROM分别是512KB和2KB;定时器/计数器是3个16位，一个6矢量2级中断结构。当单片机跑程序死机时，可通过复位电路来重启工作，而单片机工作的脉冲实际上是由晶振电路所提供。

在红外报警监控系统中，红外传感器主要用于监测监控范围内出现的异常现象，在本设计当中选择采用HC-SR501 人体感应模块实现，其具有全自动感应功能：当有人进入其感应范围则输入高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平。

（三）软件设计。为保证模块正常运行，使用单片机的时候，需要对单片机进行初始化。在程序开始时要先进行初始化判断，判断为真时，设置初始值，初始值设置完毕后，将其写入存储单元，然后重置初始值的判断变量，判断为假，程序结束。

当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，驱动声光报警电路开始报警，10秒后进入循环，其主程序流程如下图所示。

三、系统功能与测试结果

（一）系统实现功能。通过proteus仿真了人体检测家庭安防功能，将红外热感应传感器数据进行采集，经过数模转换传输到单片机，然后经过对比，判断是否出现家庭安防信息，当接收到的数值达到预先设定的值，才启动声光报警。

功能的实现依靠C语言编程，语言C是一种结构化语言，通常在嵌入式系统的开发中使用。Keil的功能之一就是将.c的源代码转换成十六进制文件。在引入新文档之后，必须将该文件添加到开。同时，为了运行用C编写的程序，系统提供了适当的GCC编译工具和GDB工具来编译和调试用户程序，方便后期调试和移值。

（二）系统功能测试结果。仿真软件使用的是Proteus在完成程序加载后，点击仿真软件中的开始按钮。整个仿真就开始运行，如图4起居室安全报警系统系统仿真界面图。

四、总结

本次设计的核心处理器采用STC89C52型单片机，通过其正常运转处理红外传感器模块的信息，传递测量数据给单片机处理运算，设计实现了人体智能感应家庭安防报警监控，同时还具有指示灯与蜂鸣器组成的报警系统。给单片机导入程序，完成硬件模块的安装后，连上电源，对设计进行调试，调试分析中，只要有指示灯亮，蜂鸣器就进行报警。设计中安装了两组指示灯，分别用红灯和绿灯表示当前红外感应状态，当检测到人员时实时报警。

硬件调试完毕后还对软件进行了编程设计，验证了设计功能。但不足之处在于，没有合适的人体智能感应家庭安防报警测量数据误差分析，验证监控数据的合理性与有效性。

参考文献

[1] 吴政江. 单片机控制红外线防盗报警器[J]. 锦州师范学院学报， 2011.

[2] 宋文绪. 传感器与检测技术[M]. 北京： 高等教育出版社， 2014.

[3] 余锡存. 单片机原理及接口技术[M]. 西安： 西安电子科技大学出版社， 2016.

作者简介：许左琳（1998—），男，汉族，籍贯：山东威海，单位：青岛理工大学，学位：在读本科。