宿舍智能防火防盜報警系統

濱州學院電氣工程系 靳 鶴 高聯學 陳汝兵 孫景旭 于淳瀟

宿舍智能防火防盜報警系統

濱州學院電氣工程系 靳 鶴 高聯學 陳汝兵 孫景旭 于淳瀟

本系統以應用ATmega16單片機對整個系統進行控制，實現了對各房間子系統的全面監測。在子系統中通過各種傳感器不明火災、可疑人員進入進行監控，大量無線通信設備的使用實現了異地監控網絡的智能化，無線追蹤技術的運用實現了宿舍貴重物品進出的檢測。

ATmega16；無線追蹤；監控

1 方案的整體設計

該系統非常適合在學生宿舍中安裝，它能夠全天候的對宿舍的安全情況進行監控，當有異常出現時，它將會發出報警信號。如圖1所示為系統的總體框圖。

3個信號及3個房間總控臺無線通訊ATmega16單片機熱釋電傳感器煙霧傳感器光電開關EAS聲光報警顯示電路無線收ATmega16單片機無線收發聲光報警顯示電路上位機鍵盤輸入鍵盤輸入。

圖1 總體設計框圖

1.1 穩壓電源模塊

常采用開關穩壓芯片AS1015，該芯片的其優點非常明顯，通過調節電位器可實現輸出電壓連續可調，壓差為0且熱穩定性好，缺點是電磁兼容有可能對系統的性能產生影響。

1.2 主控制器模塊

本系統采用ATmega16單片機作主控制芯片。ATmega16單片機具有能耗低、速度快、保密性強的優點，并且具有非常豐富的集成資源。

1.3 異地監控電路

為了實現主機、從機之間的無線通信，我們采用ZigBee模塊中的ZM2410，把它的工作頻段為設為2.4GHz，這樣它就具有了250kbit/s和500kbit/s的傳輸速率，只要傳輸距離在1公里范圍以內，便可自組織網絡，數據傳輸穩定性強且傳輸量大。

2 硬件設計

2.1 總控制臺設計

總控制臺以ATmega16芯片作為主控芯片，通過zigbee模塊使用串口通信完成對各個房間的子系統進行實時的監控，芯片與上位機進行對接，實現了上位機對系統的控制。

2．1．1 電源電路設計

為了提高系統的性能，我們采用了AS1015開關穩壓電源作為主電源，同時為了滿足AS1015開關穩壓電源的電磁兼容性，我們采用了濾波性能好的鉭電容，開關頻率、穩定性和轉換效率得到了有效改善，圖2為AS1015穩壓電源電路圖。

本系統需要3.3V、5V、12V的電源，R3電阻選用歐姆金屬膜型的，R1選用歐姆的可調電位器進行調節。

為了更好的實現開關電源的功能，我們需要慎重選擇儲能電感。控制開關只有在關斷期間才能向負載提供能量，因負載電流只有儲能電流的1/4。

Io為負載的電流，當占空比為0.5時，大小為最大電流的1/4。T為工作周期，根據以上分析得：

2．1．2 總控制系統電路的設計（見圖3）

為了實現對信號的實時監控，ATmega16主控芯片所接收到的信號經過數據處理設備處理后將信號反饋回子系統，同時接受上位機的控制信號。

圖2 AS1015穩壓電源電路圖

圖3 總控制系統電路電路圖

圖4 PT2262工作原理圖

圖5 PT2272工作原理圖

2.2 宿舍監控子系統的設計

該子系統通過煙霧傳感器、熱釋電傳感器以及光電開關對宿舍的整體情況進行實時監控，并將異信號據通過nRF24L01傳給總控制臺，同時聲光報警器發出報警信號，如果出現誤報可實現密碼解警。

2．2．1 貴重物品檢測電路的設計

為了實現對貴重物品的檢測，確保宿舍貴重物品的安全，采用PT2262/2272檢測器和解碼器對貴重物品進行檢測。PT2262檢測器發出編碼信號，PT2272解碼芯片收到信號后，VT腳輸出高電平，PT2262電路圖如圖4所示。

圖5為子系統中PT2272的電路，PT2272作為信號接收裝置，以實時接收編碼信號，并在信號強度小于限定值時觸發MCU模塊進行警報。

2．2．2 宿舍監控子系統輸入輸出設備的設計

宿舍監控子系統由EAS檢查裝置、煙霧傳感器、熱釋電傳感器、光電開關及矩陣鍵盤組成，熱釋電傳感器BIS001的檢測距離大于等于5米。檢測數據保存在ATmega16內部EEPROM，而矩陣鍵盤則實現了按鍵控制和密碼解警。

3 總結

該智能監控系統系統實現了宿舍的防火、防盜以及報警功能。大量的高靈敏性傳探測器的使用實現了對整個片區的無死角監測，大量無線通信設備的使用實現了異地監控網絡的智能化，上位機技術的引用實現了PC機對系統的智能控制和管理，更有效的防止宿舍以外情況的出現。

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本文受國家級大學生創新創業訓練計劃項目資助，項目編號：1214090307。