基于单片机的家用智能防火防盗报警器的设计毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的家用智能防火防盗报警器的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

的振荡器周期的计数可实现温度测量。 整个电路主要分为红外线脉冲发射部分和接收部分，一旦发生火灾 ，烟雾中的细微颗粒将对红外线脉冲发生漫反射，并变换成相应的电信号，该信号由运放交流放大后经比较器送单片机处理并报警。 电路原理如图3 所示。 图 3 光电感烟探测器原理图 红外发射电路中的 555 电路用于产生频率可调的脉冲波形，使用 555电路的一个主要优点是输出脉冲的占空比可调，便于设计不同要求的驱动输出。 比较器的反相端接电阻器和可调电阻器，这样就可以根据探测器所需要的不同灵敏度来调节比较电位。 气体探测器 CO 气体探测器是采用 MGS1100 一氧化碳传 感器作为 CO 敏感元件，对 CO 响应的选择性好，并具有灵敏度高，稳定性好等特点。 在信号采集 555 振荡电路 红外 发射管 光电接受三极管 比较 电路 运算放大电路 U 5 的同时加以温度补偿，最后利用 MCU 单片机进行实时控制和特性修正。 防火探测器电路由上述三种传感器组成，克服了环境因素的干扰。 单片机进行处理时可采用多循环检测，在达到了规定检测次数 (如 20次 )，并且每次均检测到了烟雾信号和 CO 气体信号，测量温度也超出报警温度上限时， MCU 发出火灾报警信号，否则认为没有火灾发生。 （二） 防盗探测器的设计 防盗探测器是由红外与微波探测器组成的双鉴探测器。 双鉴探测器工作时将探测到的红外和微波两种信 号经过与非门处理后送单片机，即只有同时检测到两个探测器输出端口为高电平信号时，自动报警器才会响应盗情报警信号，否则不报警。 较之以往的微波或红外单信号探测器，其误报率明显下降，原理示意图如图 4 所示。 图 4 双鉴探测器原理示意图 实验发现，在红外探测器中，通过菲涅尔透镜的分割方式的改变可以降低由于小宠物引起的误报，从而弥补了微波探测器监视面积较大的弱点。 但红外探测器对环境温度的变化比较敏感，而微波探测器所检测的只是活动的目标，所以对于如果只是温度变化引起的 干扰并不会被自动报警器响应。 通过这样双重的检测就进一步减小了外界干扰，降低了报警信号误报的发生率。 下面详细介绍本系统中红外与微波探测器电路的设计原理、特点以及实际的工作过程。 在自然界，任何高于绝对温度的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的。 热释电红外线防盗探测器中的检测元件是 BISS0001，该器件是 CMOS 数模混合专用集成电路，多用为红外专用芯片，它具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号预处 理。 另外它还具有双向鉴幅器，可有效抑制干扰，其内部设有延迟时间定时器热释电红外探测器 微波探测器 74LS00 与非门 用户端 自动报 警器AT89C51 Alarm0 6 和封锁时间定时器。 微波防盗探测器是由 MOS 场效应管 C335电阻和电容组成的高频振荡电路，电路产生微波信号后经过人或物体反射和原信号产生频移，微小的频移信号经过放大处理后输出报警信号。 报警范围实测为 7～ 8m，可有效地进行实时探测。 防盗探测器电路是由以上两种类型探测器组成，在单片机内部进行信号处理时，将探测到的红外和微波两种信号进行“与”运算，即只有同 时检测到两个传感器端口信号时，主机才会发出盗情报警信号，否则不 报警。 （三） 主控单元电路设计 MCU 微处理器对双音多频 (DTMF)编、译码器的控制，使住宅通过电话网实现与相关部门之间的数据交换 ； 微处理器对各传感器的信号检测和控制。 MCU 通过对接口电路的读取，并向单位保卫科、 110/119 报警台单位电话机或个人传呼机发出呼叫信号，告之对方住宅被盗。 本系统与电话机并联，只在报警期间占用电话线路，报警结束后系统与电话线路脱离，不影响电话机的正常使用。 当探测器检测到意外情况后就发出报警电平信号到主机控制部分。 主机控制部分对该电平信号进行处理 ，然后控制双音多频拨号芯片向电话线路拨出双音多频信号 (电话号码 )，与此同时控制语音芯片拨出事先录制好的语音信号到电话线路，实现语音报警，拨号完成后，模拟挂机。 （四） 自动拨号报警电路设计 自动拨号报警电路如图 5 所示， 系统使用 MK8870 型 DTMF 拨号专用芯片，该芯片原本是行列式按键输入芯片，即 4 条行线及 4 条列线组成16 个按键，实践证明该芯片不但具有行列式键盘输入功能，而且与 51系列单片机具有良好的接口性能。 7 图 5 自动拨号报警电路 如图 5 所示，系统利用 89C51 完成对拨号芯片的控制，其中 R8， C5为复位 元件，完成上电复位， JT1 使用 6MHz 晶体。 这里用 P1 口的 8 根线完成对拨号芯片的控制。 电路中电话号码的拨出采用双音多频拨号方式。 电话号码的拨出是利用控制 MK8870 型 DTMF 拨号专用芯片的键盘行列输入端 R1～ R4 和 C1～ C4 来实现的。 首先要使相应的行线和列线接通一段时间 ,然后再断开一段时间 ,这样芯片便将双音多频信号送到电话交换机网络 ,实现电话拨号。 （五） 语音报警电路设计 语音报警电路图如图 6 所示。 系统采用了语音芯片 APR9600 构成语音电路，该电路 主要由语音电路、译码器和电子开关组成。 8 图 6 语音报警电路框图 语音电路 APR9600 采用模拟存储技术，噪音低，不怕断电，可以反复录放。 语音信息可以分 8 段存放，分别用 8 个按键控制，按下哪个键就可以录放哪一段而不影响其它段。 本系统中的语音信息分为 2 大类 :预警信息和报警信息，其中预警又分为温度偏高预警和烟雾过大预警，报警分为火警和盗警。 使用时，用户可以通过简单的按键操作，随时录制和播放任意一段。 当出现预警或报警时，单片机通过 ～ 控制电子开关实现按键操作，启动相应的录音段，放出相应的。