家庭智能防火防盜系統設計

洪長平

（漳州職業技術學院 建筑工程系，福建 漳州 363000）

0 引 言

近年來，我國經濟發展速度很快，人們在住宅上有了更高的要求，既要方便與舒適，也要保證安全。因此，加強防火防盜成為人們重點關注的問題。本設計的目的在于對所檢測區域的溫度、煙霧進行探測，發生緊急情況后，及時啟動滅火裝置，撲滅火災。以單片機為核心的火災報警控制器是一種能接收、顯示、傳遞火災報警信號的裝置，是整個系統的核心。而各個探測器承擔著監測周圍環境的變化，是“第一感官”。利用火災報警控制器，能夠對探測器等進行實時監測，及時處理其輸出的報警信號，并通過聲光報警的方式，將火災點確定下來。為了進一步提升防火防盜性能，需要加大對火災報警控制器的研究力度，通過應用先進開發技術，實現成本的大幅度減少，并促使系統的各項功能正常發揮。

1 系統硬件設計方案

家庭智能防火防盜報警系統以STC89C52RC單片機為核心，并設計了防盜模塊、防火模塊、報警裝置、輸入輸出電路和電源等。在防盜模塊中安裝了遠紅外線防盜探測器，而防火模塊則安裝煙霧探測器，能夠對煙霧、液化氣、甲烷、丙烷等有害氣體進行有效探測，同時也應用DS18B20溫度傳感器，便于掌握環境溫度情況。報警裝置主要包括發光二極管與蜂鳴器等，輸入輸出電路通過按鍵、液晶顯示器構成，電源主要包括可充電電池與直流電源[1]。圖1為智能報警系統結構框圖。

圖1 智能報警系統結構框圖

2 系統硬件設計

2.1 傳感器檢測電路

本電路能夠對出現的異常信號進行快速的采集與轉換，并將信息發送至主控部分。本系統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

該傳感器設計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，促使傳感器對電壓信號進行輸出[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端是信號輸出端。本系統以BISS0001集成電路為調理電路，先把熱釋電紅外傳感器信號轉換為標準電信號，再向單片機傳輸。

2.1.2 溫度傳感器

溫度探測器選擇數字溫度傳感器DS18B20，總共3個引腳，通過對溫度傳感器與信號調理電路的集成，不需要設置外圍電路，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射與接收兩個部分構成，在出現火災以后，紅外脈沖遇到煙霧內細微顆粒后會進行漫反射，在轉換為電信號后由運放交流放大，由比較器向單片機傳輸，并在處理后發出報警信號[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

該探測器主要構成部分包括MOS場效應管、C355電阻以及電容等，并形成了高頻振蕩電路，電路發出微波信號后通過人或物體反射與原信號形成頻移。頻移信號通過放大與處理能夠將報警信號發出來。該探測器報警范圍約為7～8 m，能夠進行實時探測[5]。圖5為微波探測器原理。

圖5 微波探測器原理

2.2 系統電源和充電電路

其電源借助變壓器能夠對5 V直流電壓進行輸出，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時為系統供電，讓系統不會因此停止運行。本系統備用電源所由3.6 V可充電干電池構成，一共2節，通過7805穩壓器轉換為穩定的5 V直流電壓后向系統供電[6]。圖6為系統電源充電電路。

圖6 系統電源充電電路

3 系統軟件設計

報警系統軟件設計過程中，主要內容有防盜報警系統、防火報警系統、測溫DS18B20模塊和按鍵系統設計等[7]。圖7為系統主程序流程圖。

圖7 系統主程序流程圖

4 結 論

本文所設計的家庭職能防火防盜報警系統以單片機為核心，應用多個傳感器進行檢測，同時安裝有備用電源。在實際應用過程中，系統可以按照防火防盜要求發出聲光報警，能夠滿足當前人們在安防上的要求，值得大范圍推廣與應用。