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基于单片机的智能家居防火防盗报警系统设计研究

作者：潘永健

来源：《科学与财富》2018年第17期

摘 要：防火防盗报警系统的设计是否合理直接关系到人们生命财产的安全，对其设计展开探讨十分必要。本文基于单片机STC89C52，设计了一个只能家居防火防盗报警系统，经测试表明，该系统稳定可靠、操作简便，可供类似系统设计参考。 关键词：单片机；智能家居；防火防盗报警系统；设计 引言

随着电子信息技术以及网络通信技术的快速发展，智能家居得到了迅猛的发展，并被广泛应用于人们的生活中。与此同时，人们对住宅的安全性能也日益提高，智能防火防盗报警系统越来越受重视。基于此，笔者对基于单片机的智能家居防火防盗报警系统设计展开了介绍。 1.系统方案设计

本智能家居防火防盗报警系统是以STC89C52 单片机为控制核心，以智能家庭和中小型商户为服务对象设计的一款防火防盗报警系统。系统采用热释电红外报警传感器RE200B 为人体红外信号采集模块，采用半导体气体传感器MQ-2 为烟雾采集模块，采用温度传感器DS18B20 为温度采集模块，将采集的环境因素信号传递给单片机进行处理，通过LCD1602 实时显示，并与预设的温度和烟雾浓度阈值进行比较，如果所测温度、浓度超出阈值范围或者在布防区域检测到有人闯入，则蜂鸣器启动报警，提醒人们注意，系统还可以根据季节等外界因素的变化通过直控按键设置报警阈值。本系统主要包括温度检测模块、烟雾检测模块、人体红外感应模块、单片机主控模块、报警模块、显示模块和按键控制等。 2.系统硬件设计 2.1 信号采集模块 2.1.1 温度采集模块该模块

采用的是DS18B20 温度传感器。DS18B20 采用一线通信接口，可用数据总线供电，使用更方便有效。其电路原理图如图1 所示。 2.1.2 烟雾采集模块

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采用半导体气体烟雾传感器MQ-2，对环境中的烟雾浓度进行检测，其电导率随空气中烟雾浓度的增大而增大。需要注意的是，烟雾传感器在通电时，刚开始其内阻很小，经过一段时间的预热后才能恢复到稳定状态。因此，系统开机后需要预热一段时间才能正常工作。 2.1.3 人体红外信号采集模块

防盗模块采用的是热释电红外传感器RE200B，该传感器具有全自动感应功能，当人进入其感应范围则输出高电平，离开则自动延时关闭高电平，输出低电平。系统可设置光敏控制，白天或光线强时不感应，也可根据季节的环境温度设置温度补偿，改变探测距离，使防盗检测更准确。

2.2 信号处理模块

本文采用STC89C52 单片机作为主控芯片。该芯片是一款高性能、低功耗的CMOS8 位微控制器，具有8k 在系统可编程Flash 储存器，产品的性价比高，满足系统的设计要求。 2.3 显示模块

本文显示模块采用LCD1602 液晶显示器，LCD1602 功耗低、体积小、超薄轻巧，能实时显示当前环境的温度及烟雾浓度值。第一行显示检测烟雾的浓度，第二行分别显示检测到的当前环境的温度和是否检测到有人（ 检测到有人显示1，没人显示0） 。 2.4 报警模块

本模块三极管基极串连一个电阻与单片机P3.2端口连接，当满足系统报警条件时，P3.2 输出低电平，三极管导通，发出声光警示。其电路原理图如图2 所示。 2.5 按键模块

本文包含四个按键，S2、S3、S4 和S5 分别为设置键、布防键（加键） 、撤销布防键（减键） 和紧急报警键。其电路图如图3 所示。 3.系统软件设计

本文软件部分采用模块化设计，通过Keil 公司开发的uVision3 编译器用C51语言编写，主要由烟雾检测子程序、温度检测子程序、红外感应子程序、按键扫描子程序、LED 显示子程序、报警子程序等组成，其主程序流程图如图4 所示。 4.结语

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综上所述，当前，家居的防火防盗问题越来越受重视，人们对智能家居防火防盗报警系统的设计也给予了更多的关注。对此，本文设计了一款智能家居防火防盗报警系统，该系统成本低，使用方便，同时还具有安全可靠，报警准确性高等优点，具有一定的推广应用价值。 参考文献：

[1]刘元刚，熊刚，傅宁.基于GSM的家庭防火防盗报警系统[J].机械与电子，2017，35（04）：57-60.

[2]宁锐红，张晶，房圣，林应诚，刘姜，范洪博.智能家居防火防盗报警系统设计[J].价值工程，2016，35（28）：77-79.

[3]王大雷，姚积欢，王楠，汪材印.基于STM32与GSM的家庭智能防火防盗报警系统设计[J].宿州学院学报，2016，31（07）：106-108+115.