基于单片机的远程智能化家庭安防系统的设计与实现

程晖

网络通讯技术及图像压缩与传输技术的飞速发展，使得家庭能够使用通讯及图像处理的技术，通过网络传输图像可以为家庭提供高效且价格低廉的安全防护系统。本课题主要基于单片机来实现家庭安防系统，该系统可以实现以下功能：实时远程监控，入侵报警，火灾报警。本文重点介绍研究过程中所采用的技术手段和如何实现的过程。

【关键词】单片机 远程防护 防火防盗报警

1 国内安防系统的发展现状

经过20多年的发展，中国的安防行业已经形成包括研发、生产、销售和报警运营与中介服务的产业，全国大约有1.5万家安防产品生产、产品经销和安防报警企业，涉及防盗报警、保安报警服务、监控、智能家居，据统计世界上有一半的安防产品都是由中国制造的，现在中国安防系统扔以每年20%～30%的速度增长，随着国家经济的发展，人民生活水平也在不断提高，安防系统需求必将继续扩大。

2 系统的功能能及原理

系统总体框图如图1所示

控制模块由单片机、手机和遥控器组成，控制模块主要协调系统正常工作，单片机将传感器传送的信息进行处理、识别并将关键信息显示出来，用户可以通过手机查看实时的家庭状态，使用起来灵活方便。

信息采集模块由各种传感器来完成相关信息的采集，传感器将采集到的信息经过处理传递到主控制模块进行处理。

报警模块主要由声光报警器组成，当接收到危害家庭的信息时，按设定好的处理方式开启报警模式。

3 温度传感器

硬件包括AT85S52单片机，测温电路，通讯模块电路，时钟电路，液晶显示电路等。

系统特性：测温范围-55℃～+125℃，精度±0.5℃。

系统成本：由于计算机技术的发展，集成电路越来越强大，价格也变得越来越便宜，一支DS18B20的价格只有十几元人民币。

系统调试与维护：因引线的减少，使得系统接口简化，是系统调试起来更方便DS18B20是全数字元器件所以故障率很低，抗干扰能力强，减少了系统日常维护。

DS18B20有三个外引线：数据传输总线端口DQ，外供电源线VDD，地线GND。DS18B20有两种供电方式：一种数据线供电方式，另一种是外部供电方式，这种方式完成温度测量时间相对较短。

4 温度系统程序

系统软件采用C语言来实现单片机的各种功能。主程序对模块初始化，然后调用测温、显示等模块来显示和控制温度，主程序主要负责温度实时显示，读出并处理DS18B20测量的实时温度并调用各个子程序。

4.1 计算温度子程序

读出温度子程序主要包括初始化，判断DS18B20是否存在，如果存在就进行一系列的读操，若不存在则返回。

4.2 按键处理子程序

按键处理子程序用來负责参数设置，主程序循环一次需要对按键进行扫描，判断是否有输入键。

4.3 计算温度子程序

计算温度子程序将RAM中的值进行BCD码转换，进行温度的正负判断。

5 火灾报警系统

5.1 红外探测模块

红外探测模块蔡永光电传感器ST178，应用原理是当光电传感器接收孔检测到火焰辐射的红外线时，接收管输出一定电压，辐射越强烈输出电压就会越大，ST178对人体辐射的红外线不敏感，对火焰辐射的红外线特别灵敏，且价格实惠，所以本系统采用ST178作为红外敏感元件。

5.2 温度采集模块

本系统要求实时检测温度当温度高于常态时作出声光报警，为能够准确采集到温度采用AD590温度传感器。AD590供电电压范围3～30V，灵敏度1μA/℃。AD590输出的电流信号传输距离达1KM以上。适用于多点温度测量、远距离温度测量。

5.3 原理图及分析

原理图如图2所示

分析：

（1）开关1按下时，数码显示温度值，此温度可调范围为0～255，如果温度超过50℃就会报警。

（2）当开关2按下时，数码显示烟雾值，烟雾浓度可调范围0～510，如果浓度超过100时开始报警。

（3）当开关3按下时，数码显示辐射值，辐射可调范围为0～765，如果辐射值超过200就会报警。

主要设计思路

主程序如果判断以上三项有没有发生异常，若有一项不正常，则系统判定为火灾并开启报警知道异常排除。

参考文献

[1]王煜东.传感器应用电路400例[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2]杨蓉.火灾自动报警系统的设计与实现[J].安防科技，2007（08）.

[3]张玮.火灾探测及联动报警系统的设计[D].河北科技大学，2010.

作者单位

大连海洋大学应用技术学院 辽宁省大连市 116300