樓宇防火防盜自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）樓宇防火防盜自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 部： 專業(yè)年級： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 2012年5月15日目 錄摘要2關(guān)鍵詞2Abstract2Keywords.2前言21設(shè)計(jì)目的21.1 設(shè)計(jì)要求21.2 設(shè)計(jì)意義22設(shè)計(jì)方案22.1 方案的比較及確定22.2 系統(tǒng)的工作過程23用戶端自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)23.1 自動(dòng)報(bào)警器總體電路設(shè)計(jì)23.2 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)24用戶探測器的設(shè)計(jì)24.1 防盜探測器設(shè)計(jì)24.2 防火探測器設(shè)計(jì)25用戶端自動(dòng)報(bào)警器軟件部分25.1 控制模塊程序設(shè)計(jì)25.2 子程序設(shè)計(jì)2結(jié)束語2參考文獻(xiàn)

2、2致謝2樓宇防火防盜自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本文介紹了住宅智能化中的防盜防火報(bào)警系統(tǒng)。住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)是將防盜防火功能結(jié)合到一起，同時(shí)完成盜情和火情的檢測，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警功能。其中盜情檢測由紅外探測與微波探測器構(gòu)成的雙鑒探測器完成，而火情檢測由光電感煙探測器，溫度探測器和一氧化碳探測器集為一體的復(fù)合式火災(zāi)探測器完成。當(dāng)防盜探測器或防火探測器檢測到險(xiǎn)情的時(shí)候，向單片機(jī)發(fā)出中斷申請，再由單片機(jī)控制報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。防盜報(bào)警系統(tǒng)利用單片機(jī)控制技術(shù)，自動(dòng)探測發(fā)生在布防區(qū)內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，一旦發(fā)生突發(fā)事件，就會(huì)向人們發(fā)出報(bào)警提示，從而讓人即使采取應(yīng)對措施。本系統(tǒng)具有密碼識(shí)別功能，只有

3、通過鍵盤輸入正確的密碼才能控制系統(tǒng)的開閉。密碼并不是唯一的，可以修改以及更換。本系統(tǒng)還配置了備用電源以及具有斷電和掉線自診斷功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。此外系統(tǒng)還從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)，能夠讓系統(tǒng)可靠的完成工作。時(shí)代在發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，人們對生活質(zhì)量的追求也在日益增長，特別是住宅方面，不僅希望擁有舒適、溫馨的住所，而且對安全性、智能性等方面也提出了更高的要求，智能住宅的安全防范系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)在很多小區(qū)都安裝了智能報(bào)警系統(tǒng)，因而大大提高了住宅的安全程度，有效保證了居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。關(guān)鍵詞: 防盜防火；傳感器；單片機(jī)控制；智能報(bào)警系統(tǒng)。 Building fire auto

4、matic alarm system designAbstractThis paper introduces the residential intelligent burglar fire alarm system. Residential anti-theft fire alarm system is will anti-theft fire prevention function together, finish at the same time the stolen feeling and fire detection, and realize the automatic alarm

5、function. One stolen sentiment detection by infrared detection and microwave detector constitutes double jian detector complete, and fire detection by light smoke detectors, inductance temperature probe and carbon monoxide detectors sets a composite fire detector complete. When the burglar detectors

6、 or fire detector detect danger to the microcontroller, application, again by issued interrupt microcontroller control alarm circuit, realize the automatic alarm. Anti theft alarm system based on computer control technology, automatic detection deployed in the area of the invasive behavior, the alar

7、m signal is generated, in case of emergencies, it will send the alarm, which makes people even take response measures. This system has a password recognition function, it is only through the keyboard input the correct password can open and close of the control system. The password is not the only, c

8、an modify and replacement.The development of times, social progress and people in the pursuit of quality of life, especially in growing, not only hope to have house comfortable, warmth, and the residence of security, intelligence, etc also put forward higher request, intelligent residential safe gua

9、rd system also arises at the historic moment. Now many village installed intelligent alarm system, thus greatly improve the safety degree of residence, effectively ensuring residents. Person property safety Keywords: anti-theft fire; Sensors; Single-chip microcomputer control; Intelligent alarm syst

10、em.前 言隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類開始邁入以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為平臺(tái)的智能化社會(huì)，人們對工作、生活等環(huán)境的要求也越來越高，開始出現(xiàn)了諸如智能化儀表、智能化家電、智能化汽車、智能化小區(qū)等具有不同智能程度的產(chǎn)品、設(shè)備、工具甚至工作環(huán)境和生活環(huán)境，并且呈現(xiàn)出高速發(fā)展的趨勢。伴隨著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程，智能化的浪潮席卷了世界的每一個(gè)角落，成為一種勢不可擋的歷史趨勢。其中正在興起的智能小區(qū)建設(shè)熱潮，反映和適應(yīng)了國際社會(huì)信息化和智能化的發(fā)展要求，是21世紀(jì)的新概念住宅。目前住宅小區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求，其中包括實(shí)行安全防范系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控管理;住宅的火災(zāi)、有害氣體泄漏實(shí)行自動(dòng)報(bào)警;火災(zāi)報(bào)警

11、系統(tǒng)應(yīng)是以煙、溫及可燃?xì)怏w等探測器為主體;防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)安裝紅外或微波等各種類型報(bào)警探測器:系統(tǒng)應(yīng)能與計(jì)算機(jī)安全綜合管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng);計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能對防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制?；诖隧?xiàng)規(guī)定，住宅防盜防火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化勢在必行。主動(dòng)式紅外線報(bào)警器，是報(bào)警器主動(dòng)發(fā)出紅外線，紅外線碰到障礙物，就會(huì)反彈回來，被報(bào)警器的探頭接收。如果探頭監(jiān)測到，紅外線是靜止不動(dòng)的，也就是不斷發(fā)出紅線線又不斷反彈的，那么報(bào)警器就不會(huì)報(bào)警。當(dāng)有會(huì)動(dòng)的物體觸犯了這根看不見的紅線的時(shí)候，探頭就會(huì)檢測到有異常，就會(huì)報(bào)警。被動(dòng)式報(bào)警器少了一項(xiàng)功能，就是發(fā)射紅外線。物理學(xué)上告訴我們，當(dāng)物體的溫度高于0K的時(shí)候，就會(huì)發(fā)出紅外線，換句話

12、說任何物體都能發(fā)出紅外線。而其后的原理，被動(dòng)式報(bào)警器和主動(dòng)式是一樣的。 紅外線報(bào)警器對溫度敏感,溫度越高的物體輻射出的紅外線越強(qiáng),當(dāng)感應(yīng)到環(huán)境中存在高出背景強(qiáng)度的輻射時(shí),就觸發(fā)反警。本文所要介紹的住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)，正是在智能化住宅蓬勃發(fā)展的背景下，為了滿足用戶對安全的強(qiáng)烈要求而設(shè)計(jì)并開發(fā)的。系統(tǒng)的首要任務(wù)是根據(jù)住宅小區(qū)的類型、使用功能及防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)等要求，通過運(yùn)用多傳感器探測、及單片機(jī)控制，數(shù)據(jù)通訊等技術(shù)形成智能報(bào)警系統(tǒng)，達(dá)到保障小區(qū)用戶生命和財(cái)產(chǎn)安全的目的。1.設(shè)計(jì)目的1.1 設(shè)計(jì)要求本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是一種新型的電子安全報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是將電子探測與智能控制相結(jié)合，通過對住宅各個(gè)不同部位

13、的不同類型探測器進(jìn)行監(jiān)測與控制，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)報(bào)警，以便通知工作人員進(jìn)行相應(yīng)的處理。實(shí)現(xiàn)小區(qū)智能化監(jiān)控。本住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)和功能:系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)；前端報(bào)警器能夠快速、準(zhǔn)確地檢測到現(xiàn)場的異常狀態(tài)。并能夠可靠地進(jìn)行盜情、火情檢測報(bào)警。報(bào)警完畢自動(dòng)回到警戒狀態(tài)，等待下一次報(bào)警；用戶端自動(dòng)報(bào)警器可檢測探測器或傳輸線路發(fā)生的故障(如探頭斷線或掉電等)；系統(tǒng)開關(guān)機(jī)采用密碼控制且允許修改密碼；用戶端自動(dòng)報(bào)警器內(nèi)提供備用電源，確保系統(tǒng)在停電時(shí)也能繼續(xù)工作。1.2 設(shè)計(jì)意義本課題根據(jù)住宅智能化的發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)比較完整的基于單片機(jī)的住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)系統(tǒng)。而本設(shè)計(jì)中

14、所使用的紅外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)，熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可用于制動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。紅外線報(bào)警器分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。該智能報(bào)警系統(tǒng)主要包括用戶端探測器、自動(dòng)報(bào)警器、電源自動(dòng)切換等組成部分，并引入模塊化思想，從而使系統(tǒng)整體更簡潔、完善。住宅智能化是我國未來智能住宅建筑的重點(diǎn)發(fā)展方向，而智能防盜、防火報(bào)警系統(tǒng)又是當(dāng)前智能報(bào)警領(lǐng)域的技術(shù)熱點(diǎn)，雖然這方面的資料比較多，但是只是單純含防盜或防火功能，并且這些報(bào)警器的誤報(bào)率比較高，

15、即使有部分產(chǎn)品的性能較好，但是價(jià)格又比較昂貴，并且受距離和容量的限制。因此，開發(fā)一套功能和結(jié)構(gòu)合理、包含多種技術(shù)和功能的高性價(jià)比的新型報(bào)警系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2.設(shè)計(jì)方案2.1方案的比較及確定方案1：根據(jù)系統(tǒng)擬達(dá)到的總體功能，將其劃分為以下功能模塊:各前端探測器和傳感器、自動(dòng)報(bào)警主機(jī)、各輸入輸出設(shè)備等。防盜探測器：選擇紅外探測器，價(jià)格低，性能穩(wěn)定；防火探測器：選擇一氧化碳探測器，溫度探測器；系統(tǒng)微處理器：選擇8031。需外接程序存儲(chǔ)器；輸入輸出設(shè)備：包括鍵盤、報(bào)警蜂鳴器、按鈕或開關(guān)、各類指示燈等。方案2：系統(tǒng)總體構(gòu)成包括用戶端探測器、用戶端報(bào)警器、密碼電路等幾個(gè)模塊。防盜探測器：本方案選擇

16、的防盜探測器是由紅外與微波探測器組成的雙鑒探測器，較以往的微波或紅外單信號(hào)探測器，其誤報(bào)率明顯下降；防火探測器：防火探測器是由光電感煙探測、溫度探測和一氧化碳探測構(gòu)成的復(fù)合型火災(zāi)探測器。多傳感器設(shè)計(jì)思想解決了傳統(tǒng)防火探測器一直存在的誤報(bào)率高的問題，增強(qiáng)了火災(zāi)探測的可靠性。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，以及兩個(gè)方案的元器件對比，選擇方案2。系統(tǒng)組成框如圖2-1所示。圖2-1住宅防盜防火系統(tǒng)總體框圖2.2系統(tǒng)的工作過程該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等模塊子函數(shù)。本紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終

17、端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警等功能。終端由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設(shè)定模塊等部分組成。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。當(dāng)人員外出時(shí)，可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來,當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器將探測到動(dòng)作，設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89C51單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號(hào)發(fā)聲1。紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測到是否有人出入。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡可能大地增加防護(hù)范

18、圍。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標(biāo)。至于報(bào)警可采用聲光信號(hào)。用戶端的防范現(xiàn)場，一旦有人入室盜竊或發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時(shí)，與之相應(yīng)的報(bào)警探測器(各種防火、防盜及手動(dòng)報(bào)警按鈕等)則立即向用戶端自動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。接到警情事件后，自動(dòng)報(bào)警器立即進(jìn)行確認(rèn)(多次巡檢中斷信號(hào))，若50s后無人解除警情同時(shí)警情確認(rèn)無誤后，進(jìn)行事件的現(xiàn)場聲(蜂鳴器)、光(LED )報(bào)警。在用戶端自動(dòng)報(bào)警器的面板上設(shè)有LCD顯示器、鍵盤以及三色警燈(LED)，三色警燈分別指示火災(zāi)或紅外/微波雙鑒的防火防盜報(bào)警、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報(bào)警燈(紅)、工作燈(綠)和故障燈(黃)。用戶端報(bào)警器同時(shí)具有探頭

19、故障報(bào)警功能，避免由于探頭掉電而漏報(bào)，出現(xiàn)故障時(shí)點(diǎn)亮故障燈;如果判斷探頭掉線或被剪斷，則聲光報(bào)警。如果出現(xiàn)誤觸發(fā)而報(bào)警時(shí)可以通過觸發(fā)延遲時(shí)間(50s定時(shí)器)去解除，另外用戶端自動(dòng)報(bào)警器還具備狀態(tài)信息(如有無交流電、備用電池電量是否不足等)檢測的功能。3.用戶端自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)3.1 自動(dòng)報(bào)警器總體電路設(shè)計(jì)自動(dòng)報(bào)警器組成框圖如圖3-1所示，主要包括探測器模塊、鍵盤/密碼顯示模塊以及電源模塊。本節(jié)著重介紹與報(bào)警器電路相關(guān)的硬件電路設(shè)計(jì)。 圖3-1用戶端自動(dòng)報(bào)警器組成框圖自動(dòng)報(bào)警器電路如圖3-2所示。時(shí)鐘電路由兩個(gè)30P的電容和12MHz的晶振構(gòu)成。復(fù)位電路由電阻、電容、二極管和按鍵開關(guān)構(gòu)成，具有上電

20、復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的功能。單片機(jī)的、分別與盜警、火警傳感器相連，實(shí)現(xiàn)各種警情的采集。圖3-2自動(dòng)報(bào)警器電路3.2 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主電源采用直流電源5V和+12V供電，原理圖如圖3-3所示。電源部分由MC7805/MC7905/MC7812構(gòu)成，變壓器輸出經(jīng)橋路整流，電容濾波，送入MC7805/MC7905/MC7812輸入端，最后輸出5V/+12V直流電。備用電源作為主電源對單片機(jī)系統(tǒng)供電的補(bǔ)充，可以使單片機(jī)系統(tǒng)在工作期間，不致因電網(wǎng)突然斷電，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)RAM中的數(shù)據(jù)丟失而中斷工作，更主要的是它可以避免因電源中斷造成整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的癱瘓。電網(wǎng)正常工作時(shí)給充電電池充電，電網(wǎng)斷電時(shí)給穩(wěn)壓塊供電

21、。圖3-3系統(tǒng)主電源圖4.用戶探測器的設(shè)計(jì)探測器電路部分包括防盜探測器電路與防火探測器電路兩大部分，其中詳細(xì)設(shè)計(jì)了熱釋電紅外探測器電路和光電感煙探測電路。由多種類型傳感器實(shí)現(xiàn)多元信號(hào)綜合檢測是本系統(tǒng)中探測電路部分的基本設(shè)計(jì)思想，多元信號(hào)檢測一方面可以有效完成盜情與火情的實(shí)時(shí)監(jiān)測任務(wù)，另一方面大大降低了探測器部分的誤報(bào)率，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。4.1防盜探測器設(shè)計(jì)（1）防盜探測器是由熱釋電紅外探測器與微波探測器組成的雙鑒探測器，較之以往的紅外或微波單信號(hào)探測器，其誤報(bào)率明顯下降，原理示意圖如圖4-1所示。圖4-1雙鑒探測器原理示意圖熱釋電紅外線(PIR)傳感器是80年代發(fā)展起來的一種

22、新型高靈敏度探測元件。是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器，它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路2。如圖4-2示為熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖。圖4-2 熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)制成的探測元件，在每個(gè)探測器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。人體輻射的紅外線中心波

23、長為9-10um，而探測元件的波長靈敏度在0.2-20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過光的波長范圍為7-10um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而輸出電壓信號(hào)。 熱釋電紅外探測器電路采用的器件包括紅外探測器專用芯片紅外傳感信號(hào)處理器BISS0001、熱釋電紅外探頭RE200B(傳感器)及一些外圍元件(電阻電容)。它的正常工

24、作電壓是+4.5V(工作范圍可在3V到5V之間)。圖4-3所示為熱釋電紅外探測器分立元件電路圖。當(dāng)熱釋電紅外探頭接收到人體發(fā)出的紅外線后，經(jīng)過內(nèi)部轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)微弱的低頻電信號(hào)到BISS0001芯片的第一級運(yùn)算放大器IC1的同相輸入端(14腳)，對信號(hào)進(jìn)行放大預(yù)處理，然后由電容耦合給第二級運(yùn)算放大器IC2，對信號(hào)再次放大，同時(shí)將直流電位抬高到VM。再經(jīng)內(nèi)部的兩個(gè)電壓比較器(IC3, IC4)構(gòu)成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號(hào)VS去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器(只要有觸發(fā)信號(hào)VS的上跳沿則可啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器)。IC6是一個(gè)條件比較器，當(dāng)輸入電壓VC<VR時(shí)，IC6輸出為低電平，封鎖了與門IC7,禁

25、止觸發(fā)信號(hào)向下級傳遞;當(dāng)VC>VR時(shí)，IC6輸出為高電平，則打開與門IC7，此時(shí)，如果有觸發(fā)信號(hào)VS的上跳變沿到來，將啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，同時(shí)V0腳(2腳)輸出高電平信號(hào)，經(jīng)與門后送單片機(jī)進(jìn)行報(bào)警處理，此時(shí)探測器進(jìn)入延時(shí)周期，延遲與封鎖時(shí)間為幾秒鐘。該設(shè)計(jì)輸出為脈沖信號(hào)，當(dāng)有移動(dòng)物體進(jìn)入探測范圍以內(nèi)時(shí)，輸出端電平由低電平跳變至高電平，可實(shí)現(xiàn)檢測并報(bào)警。 圖4-3熱釋電紅外探測器電路圖（2）微波探測器微波探測器是繼超聲波，激光，紅外和核輻射等傳感器之后的一種新型的非接觸式的傳感器，用于探測在防范空間內(nèi)的任何運(yùn)動(dòng)物體。微波探測器可靠性強(qiáng)，無光亮和熱源的要求，探測環(huán)境要求低。報(bào)警探測器是用來探

26、測入侵者的入侵行為。需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的點(diǎn)、線、面，甚至是整個(gè)空間。探測器由傳感器和信號(hào)處理器組成。在入侵探測器中傳感器是探測器的核心，是一種物理量的轉(zhuǎn)化裝置，通常把壓力、震動(dòng)、聲響、光強(qiáng)等物理量轉(zhuǎn)換成易于處理的電量（電壓、電流、電阻等）。信號(hào)處理器的作用是把傳感器轉(zhuǎn)化的電量進(jìn)行放大、濾波、整形處理，使它能成為一種能夠在系統(tǒng)傳輸信道中順利轉(zhuǎn)送的信號(hào)。 （3）微波探測器電路設(shè)計(jì)微波探測器電路使用的主要元件是運(yùn)算放大器OP07、微波振蕩管C3355、天線及一些外圍元器件，外接+12V電源，其中電路圖如圖4-4所示。圖4-4微波探測器電路圖4.2 防火探測器設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中的防火探

27、測器是由光電感煙探測、溫度探測和CO探測構(gòu)成的復(fù)合型火災(zāi)探測器。多傳感器設(shè)計(jì)思想解決了傳統(tǒng)防火探測器一直存在的誤報(bào)率高的問題，增強(qiáng)了火災(zāi)探測的可靠性。（1）光電感煙探測器光電感煙探測器也是點(diǎn)型探測器，它是利用起火時(shí)產(chǎn)生的煙霧能夠改變光的傳播特性這一基本性質(zhì)而研制的。根據(jù)煙粒子對光線的吸收和散射作用。光電感煙探測器又分為遮光型和散光型兩種。一般的點(diǎn)型光電感煙探測器屬于散光型的，線型光束探測器是用的遮光型的。工作原理：光電感煙火災(zāi)探測器的工作原理是一感光電極處于激光照射下發(fā)生電信號(hào)，當(dāng)火災(zāi)煙霧遮蔽激光時(shí)，電極失電，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。光電感煙探測器點(diǎn)型光電感煙探測器的紅外發(fā)光元件與光敏元件(光子接收元件

28、)在其探測室內(nèi)的設(shè)置通常是偏置設(shè)計(jì)。二者之間的距離般在20-25mm在正常無煙的監(jiān)視狀態(tài)下，敏元件接收不到任何光，包括紅外發(fā)光元件發(fā)出的光。在煙粒子進(jìn)入探測室內(nèi)時(shí)紅外發(fā)光元件發(fā)出的光則被煙粒子散射或反射到光敏元件上，并在收到充足光信號(hào)時(shí)，便發(fā)出火災(zāi)報(bào)警，這種火災(zāi)探測方法通常被稱做煙散射光法。點(diǎn)型光電感煙探鍘器通常不采用煙減光原理工作因?yàn)闊o煙和火災(zāi)情況之間的典型差別僅有009%變化 這種小的變化會(huì)使探測器極易受到外部環(huán)境的不利影響。 線型光束感煙探測器通常是由分開安裝的、經(jīng)調(diào)準(zhǔn)的紅外發(fā)光器和收光器配對組成的；其工作原理是利用煙減少紅外發(fā)光器發(fā)射到紅外收光器的光束光量米判定火災(zāi)，這種火災(zāi)探測方法通

29、常被稱做煙減光法。 光電感從實(shí)際使用方面來看二者的區(qū)別是點(diǎn)型光電感煙探測器適用于設(shè)有小型空間的建筑即適用于天棚高度在12m 以下的房間，探測面積為60-80m2,線型光束感煙探測器適用于設(shè)有高天棚和大型空間的建筑，其最大探測距離為100m；最大安裝同距為14 m 最大保護(hù)面積為1400m2 ，一只線型光束感煙探測器的保護(hù)面積相當(dāng)于18只點(diǎn)型光電感煙探測器的保護(hù)面積，特別適用于探測位于地面處的陰燃火。 線型光束感煙探測器同點(diǎn)型光電感煙探測器相比，雖然有其獨(dú)特的優(yōu)越之處，但從現(xiàn)有的實(shí)用型式和方法來看，仍有其不足之處 線型光束感煙探測器的現(xiàn)有實(shí)用型式和方法，主要有下述三種：第一種型式是線型光束感煙探

30、測器的兩端都設(shè)有電源即設(shè)有2個(gè)電源，而且每個(gè)電源都要有主電和備電，還設(shè)有一個(gè)低電平控制器該系統(tǒng)需要定期維護(hù)和檢查。因而，其成本或造價(jià)較高。圖4-5為散光型光電感煙探測器電路圖。圖 4-5散光型光電感煙探測器電路圖 （2）溫度探測器火災(zāi)時(shí)物質(zhì)的燃燒產(chǎn)生大量的熱量，使周圍溫度發(fā)生變化。溫度探測器是對警戒范圍中某一點(diǎn)或某一線路周圍溫度變化時(shí)響應(yīng)的火災(zāi)探測器。它是將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以達(dá)到報(bào)警目的。根據(jù)監(jiān)測溫度參數(shù)的不同，一般用于工業(yè)和民用建筑中的溫度探測器有定溫式、差溫式、差定溫式等幾種。 定溫式探測器。定溫式探測器是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)引起的溫度上升超過某個(gè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警的火災(zāi)探測器。它有線型和

31、點(diǎn)型兩種結(jié)構(gòu)。其中線型是當(dāng)局部環(huán)境溫度上升達(dá)到 規(guī)定值時(shí)，可熔絕緣物熔化使兩導(dǎo)線短路，從而產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。點(diǎn)型定溫式探測器利用雙金屬片、易熔金屬、熱電偶熱敏半導(dǎo)體電阻等元件，在規(guī)定的溫度值上產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。差溫式探測器。差溫式探測器是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)引起的溫度上升速率超過某個(gè)規(guī)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警的火災(zāi)探測器。它也有線型和點(diǎn)型兩種結(jié)構(gòu)。線型差溫式探測器是根據(jù)廣 泛的熱效應(yīng)而動(dòng)作的，點(diǎn)型差溫式探測器是根據(jù)局部的熱效應(yīng)而動(dòng)作的，主要感溫器件是空氣膜盒、熱敏半導(dǎo)體電阻元件等。本系統(tǒng)選用了美國DALLAS公司推出的DS18B20本系統(tǒng)選用了美國DALLAS公司推出的DS18B20一線式數(shù)字式溫度傳感器

32、。 DS18B20與單片機(jī)的連接 ，圖4-6溫度探測器電路，DS18B20采用外接電源供電方式，工作電源由VDD引腳接入，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。圖4-6溫度探測器電路5.用戶端自動(dòng)報(bào)警器軟件部分自動(dòng)報(bào)警器軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，分為主控模塊，鍵盤模塊，密碼模塊等。5.1控制模塊程序設(shè)計(jì)主控流程圖如下圖5-1主程序流程圖由于單片機(jī)的P3.2和P3.3腳分別和防盜、防火傳感器相連，因此，一旦發(fā)生險(xiǎn)情，轉(zhuǎn)密碼子程序，若解碼正確則取消報(bào)警，否則將產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)子程序里，位地址7FH被置1，證明發(fā)生險(xiǎn)情，

33、然后根據(jù)險(xiǎn)情類別，將7EH或7DH置1，其中，7EH為盜警標(biāo)志位，7DH為火警標(biāo)志位。主程序在運(yùn)行期間首先檢測探頭與電源狀態(tài)，一切正常后等待中斷的發(fā)生。當(dāng)檢測到7FH（中斷標(biāo)志）被置1后，調(diào)密碼顯示子程序，密碼正確系統(tǒng)重新檢測中斷信號(hào)，密碼有誤則主程序首先判斷7EH的情況，如果被置1，則調(diào)用控制模塊聲光報(bào)警，處理完成后記錄報(bào)警信息，再檢測是否同時(shí)發(fā)生了火險(xiǎn)，即7DH是否被置1，如果被置1，則同樣調(diào)用控制模塊PROCESS完成后續(xù)處理。如果沒有發(fā)生盜情，即7EH沒有被置1，則直接檢測7DH，認(rèn)為發(fā)生了火警，則直接調(diào)用控制模塊聲光報(bào)警。5.2 子程序設(shè)計(jì)圖5-2鍵盤掃描子程序流程圖子程序設(shè)計(jì)包括鍵

34、盤子程序設(shè)計(jì)與密碼子程序設(shè)計(jì)。為了保證正確檢測哪個(gè)鍵按下，當(dāng)按鍵按下后延時(shí)lOms再判斷鍵號(hào)，就可以消除鍵盤機(jī)械抖動(dòng)的影響。設(shè)K1-K10為數(shù)字0, 1, 2，9, K11-K16為功能鍵分別實(shí)現(xiàn)6種功能。在程序中先識(shí)別鍵碼，然后根據(jù)鍵碼值跳到相應(yīng)的功能鍵子程序的入口執(zhí)行。鍵盤掃描子程序流程圖如圖5-2所示。密碼子程序流程圖如圖5-3所示，用于控制報(bào)警器外部輸入。當(dāng)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)調(diào)用密碼子程序，N的初值為0，如果密碼錯(cuò)誤，N加1，判斷N是否大于6，大于6返回，小于6，判斷50s定時(shí)到?jīng)]，定時(shí)到返回。圖5-3密碼及顯示子程序流程圖結(jié)束語 經(jīng)過幾個(gè)多月的努力，在老師的耐心指導(dǎo)下，從設(shè)計(jì)、論證、修改到編

35、程、調(diào)試，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。使我無論在理論基礎(chǔ)知識(shí)還是在實(shí)際的操作能力上都有了較大的提高。論文的完成使我體會(huì)到了成功的喜悅，也懂得一分耕耘一分收獲的道理。住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)了用戶端探測器和用戶端自動(dòng)報(bào)警器。在用戶端自動(dòng)報(bào)警器中，由微波探測器和熱釋電紅外探測器構(gòu)成的防盜探測器與由溫度探測器，光電感煙探測器構(gòu)成的防火探測器及手動(dòng)報(bào)警按鈕向用戶端自動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)報(bào)警器確認(rèn)警情后，進(jìn)行現(xiàn)場聲、光報(bào)警，在用戶端自動(dòng)報(bào)警器的面板上設(shè)有LCD顯示器、鍵盤以及指示防盜防火報(bào)警及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，同時(shí)具有探頭故障報(bào)警功能，系統(tǒng)開關(guān)機(jī)采用密碼控制且允許修改密碼。系統(tǒng)還提供了備用電源確

36、保系統(tǒng)在停電時(shí)能繼續(xù)工作。該防盜報(bào)警器通過以AT89C51單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式紅外探測器件，能夠以非接觸方式探測出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，同時(shí)能有效的抑制人體輻射波長以外的紅外光線與可見光的干擾。平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。電路圖畫好之后就是裝入程序進(jìn)行仿真。我們的程序也有一些問題，開始時(shí)中斷程序似乎不起作用，然后查了很多資料，找老師幫忙，最終問題還是解決了。通過這次設(shè)計(jì)，將我所學(xué)過的課程聯(lián)系到一起，使我對所學(xué)課程有了更深的體會(huì)，對所學(xué)的知識(shí)進(jìn)一步鞏固，對應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)中所云用到的理論，使我對它們的使用