家庭智能防火防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

洪長平

（漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程系，福建 漳州 363000）

0 引 言

近年來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，人們?cè)谧≌嫌辛烁叩囊螅纫奖闩c舒適，也要保證安全。因此，加強(qiáng)防火防盜成為人們重點(diǎn)關(guān)注的問題。本設(shè)計(jì)的目的在于對(duì)所檢測區(qū)域的溫度、煙霧進(jìn)行探測，發(fā)生緊急情況后，及時(shí)啟動(dòng)滅火裝置，撲滅火災(zāi)。以單片機(jī)為核心的火災(zāi)報(bào)警控制器是一種能接收、顯示、傳遞火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的裝置，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。而各個(gè)探測器承擔(dān)著監(jiān)測周圍環(huán)境的變化，是“第一感官”。利用火災(zāi)報(bào)警控制器，能夠?qū)μ綔y器等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)處理其輸出的報(bào)警信號(hào)，并通過聲光報(bào)警的方式，將火災(zāi)點(diǎn)確定下來。為了進(jìn)一步提升防火防盜性能，需要加大對(duì)火災(zāi)報(bào)警控制器的研究力度，通過應(yīng)用先進(jìn)開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)成本的大幅度減少，并促使系統(tǒng)的各項(xiàng)功能正常發(fā)揮。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案

家庭智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)以STC89C52RC單片機(jī)為核心，并設(shè)計(jì)了防盜模塊、防火模塊、報(bào)警裝置、輸入輸出電路和電源等。在防盜模塊中安裝了遠(yuǎn)紅外線防盜探測器，而防火模塊則安裝煙霧探測器，能夠?qū)熿F、液化氣、甲烷、丙烷等有害氣體進(jìn)行有效探測，同時(shí)也應(yīng)用DS18B20溫度傳感器，便于掌握環(huán)境溫度情況。報(bào)警裝置主要包括發(fā)光二極管與蜂鳴器等，輸入輸出電路通過按鍵、液晶顯示器構(gòu)成，電源主要包括可充電電池與直流電源[1]。圖1為智能報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖1 智能報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 傳感器檢測電路

本電路能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的異常信號(hào)進(jìn)行快速的采集與轉(zhuǎn)換，并將信息發(fā)送至主控部分。本系統(tǒng)分別采取了熱釋電紅外傳感器、溫度傳感器和光電感煙傳感器，并安裝了微波防盜探測器。

2.1.1 熱釋電紅外傳感器

該傳感器設(shè)計(jì)在傳感器殼體頂端的菲涅耳透鏡將熱輻射傳至傳感器紅外輻射聚焦后，能夠加到傳感器探測元上，促使傳感器對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行輸出[2]。圖2為雙探測元熱釋電紅外傳感器。

該傳感器的使用方法是：D端與電源正極連接，G端接地，S端是信號(hào)輸出端。本系統(tǒng)以BISS0001集成電路為調(diào)理電路，先把熱釋電紅外傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，再向單片機(jī)傳輸。

2.1.2 溫度傳感器

溫度探測器選擇數(shù)字溫度傳感器DS18B20，總共3個(gè)引腳，通過對(duì)溫度傳感器與信號(hào)調(diào)理電路的集成，不需要設(shè)置外圍電路，從而顯得更加便利[3]。圖3為DS18B20測溫電路。

圖2 雙探測元熱釋電紅外傳感器

圖3 DS18B20測溫電路

2.1.3 光電感煙傳感器

其電路由紅外脈沖發(fā)射與接收兩個(gè)部分構(gòu)成，在出現(xiàn)火災(zāi)以后，紅外脈沖遇到煙霧內(nèi)細(xì)微顆粒后會(huì)進(jìn)行漫反射，在轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后由運(yùn)放交流放大，由比較器向單片機(jī)傳輸，并在處理后發(fā)出報(bào)警信號(hào)[4]。圖4為光電感煙傳感器工作原理。

圖4 光電感煙傳感器工作原理

2.1.4 微波防盜探測器

該探測器主要構(gòu)成部分包括MOS場效應(yīng)管、C355電阻以及電容等，并形成了高頻振蕩電路，電路發(fā)出微波信號(hào)后通過人或物體反射與原信號(hào)形成頻移。頻移信號(hào)通過放大與處理能夠?qū)?bào)警信號(hào)發(fā)出來。該探測器報(bào)警范圍約為7～8 m，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)探測[5]。圖5為微波探測器原理。

圖5 微波探測器原理

2.2 系統(tǒng)電源和充電電路

其電源借助變壓器能夠?qū)? V直流電壓進(jìn)行輸出，或者是使用備用電源，這樣可在主電源被蓄意切斷和無效狀態(tài)時(shí)為系統(tǒng)供電，讓系統(tǒng)不會(huì)因此停止運(yùn)行。本系統(tǒng)備用電源所由3.6 V可充電干電池構(gòu)成，一共2節(jié)，通過7805穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5 V直流電壓后向系統(tǒng)供電[6]。圖6為系統(tǒng)電源充電電路。

圖6 系統(tǒng)電源充電電路

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過程中，主要內(nèi)容有防盜報(bào)警系統(tǒng)、防火報(bào)警系統(tǒng)、測溫DS18B20模塊和按鍵系統(tǒng)設(shè)計(jì)等[7]。圖7為系統(tǒng)主程序流程圖。

圖7 系統(tǒng)主程序流程圖

4 結(jié) 論

本文所設(shè)計(jì)的家庭職能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，應(yīng)用多個(gè)傳感器進(jìn)行檢測，同時(shí)安裝有備用電源。在實(shí)際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)可以按照防火防盜要求發(fā)出聲光報(bào)警，能夠滿足當(dāng)前人們?cè)诎卜郎系囊?，值得大范圍推廣與應(yīng)用。