基于51單片機的家用報警裝置設計

作者/王耀平，成都理工大學信息科學與技術學院

基于51單片機的家用報警裝置設計

作者/王耀平，成都理工大學信息科學與技術學院

設計基于STC89C52單片機的家用報警裝置。系統包括軟件部分和硬件部分，硬件在軟件的控制下進行工作。其中硬件部分包括控制電路、傳感器采集電路、驅動執行報警電路及顯示電路。本系統提供一般家居環境下溫度、濕度、煙霧濃度和人體感應的報警，極大地改善對于家居環境安全的預警現狀。

51單片機；智能家居；報警；安防

引言

隨著科學技術的發展，過去傳統的預警方式已經不能滿足當今社會的要求。用科學技術來實現監測預警，快速準確監測當前家居環境，并做出合理的預警是當前的普遍方式。對于我們日常的生活環境，面臨著眾多環境指標監測問題，比如溫度、濕度、煙霧濃度等，作為日常生活中最重要的住宅，可能還面臨家居安防的問題。毋庸置疑，市場對于集成性能的監測預警裝置需求越來越大。

本次設計的基于單片機的家用報警裝置正是在這種需求下被設計出來，能實現對家居環境的實時監控，當環境指標異常時，能及時報警，從而實現對環境的智能監控。極大的提高了對家居環境監控的效率，適應了當前市場環境下用戶的需求。

1.系統設計

本設計的思路是利用單片和傳感器通過程序控制，實現協同工作，達到家居環境監測和預警的目標。STC89C52單片機為核心。通過DHT11溫濕度傳感器、MQ2煙霧傳感器、人體感應模塊和蜂鳴器組成家用報警裝置。

系統對當前家居環境的溫濕度，煙霧濃度和人體監測。通過提前預設溫濕度和煙霧濃度安全標準，當超過安全標準時，蜂鳴器會發出相預警。通過單片機與現代科技的結合實現對當前家居環境的多功能監測，由系統本身的報警處理提供給人們的信息以便他們做出相應的措施，提高了家居環境的舒適性和安全性。

系統框圖如圖1所示。

圖1 系統框圖

2.主要器件功能介紹

■2.1 溫濕度傳感器

選用DHT11作為設計的溫濕度檢測模塊。DHT11是一款溫濕度一體化傳感器，具有抗干擾能力強、超快響應的優點。它包括一個電阻式測濕元件和測溫元件，通過和單片機鏈接可以實現采集本地溫濕度，采用專用的數字模塊來實現溫濕度的采集，能確保有極高的可靠性和長期穩定性。DHT11的連接較為簡單，采用單總線結構，在數據端和電源正之間接一個4.7K上拉電阻可以提高其穩定性。

■2.2 人體檢測模塊

HC-SR501是基于紅外技術的人體檢測模塊。其原理是：人體的體溫一般恒定在37℃左右，會發出特定波長10μm左右的紅外線，被動式紅外探頭就是利用這一點靠探測人體發射的10μm左右的紅外線來進行工作的。人體發射的10μm左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續電路經檢測處理后就能產生報警信號。本設計將人體感應模塊的輸出信號端，利用三極管的放大原理，將信號放大，來驅動信號給單片機。本設計中，人體感應模塊檢測到人體時，觸發蜂鳴器鳴叫。

■2.3 MQ-2煙霧傳感器

MQ-2型煙霧傳感器是半導體氣敏材料。當處于200°C～300°C溫度時，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負離子吸附，使半導體中的電子密度減少，從而使其

圖2 聲音報警電路

電阻值增加。當遇到煙霧時，會引起表面電導率的變化，MQ-2就是利用這一點來探知煙霧的，煙霧濃度大小與電導率大小成正比。該傳感器配合ADC0832 使用，AD采集電壓信息轉化為數字量化處理，實現單片機對煙霧濃度的判斷。

■2.4 聲音報警電路

聲音報警電路如圖2。

三極管主要是做驅動用的。通過三極管放大驅動電流，就能讓蜂鳴器發出聲音，輸出高電平時，三極管就導通，集電極電流通過蜂鳴器此時蜂鳴器發聲，輸出低電平時，三極管截止，此時沒有電流流過蜂鳴器，因此，此時不發聲。本設計中，所有的報警都有蜂鳴器鳴叫。的家居環境情況，幫助我們判斷家居所存在的問題及隱患，比如溫度和煙霧濃度能幫我們及時預知火災的發生，安防預警能幫助我們提高環境安全性。系統具有成本低、制作簡單、抗干擾能力強等優點，具有良好的市場前景與應用價值。

4.結論

基于STC89C52單片機的家用報警裝置實時監控當前

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＊ [4]孫福強，鄧麗華，劉宇，等.傳感器技術應用及發展趨勢探析[J].電子技術與軟件工程，2014(12):127-127.