对宿舍智能防盗防火报警系统的研究

罗素枫

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.207

摘 要：随着我国各类高校的招生规模普遍增加，高校的学生人数有了明显的增长趋势，这也就加大了宿舍内的安全隐患的发生概率。该文设计了一个基于STC89C52RC单片机控制的宿舍智能防盗防火报警系统，单片机能够有效地控制热释电红外传感器、烟雾传感器以及光电门等设备，这样便能实时监测人员出入宿舍、人体检测和火灾检测等情况，并能够及时处理检测到的信号，实现宿舍无人提示锁门以及出现问题声光报警等功能。当系统接收到报警信号后，在矩阵式的键盘上输入密码后就能够解除警报，并能够在显示屏上显示出各类提示信息和检测情况，并且系统中还装有无线模块，也具备了异地监控的功能。

关键词：单片机 防火防盗 报警系统

中图分类号：TP391.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0207-02

1 系统的设计

智能防火防盗系统的设计框图具体如图1所示，智能控制的實现是要借助于单片机处理传感器所检测到的各类信号的，首先，单片机会接收到传感器所检测到的各类信号，之后液晶LCD1602显示屏上会显示出相应的信息并启动报警系统，矩阵键盘在输入提前设置好的密码后便可以将警报解除，当宿舍没有人时系统就会提示锁门，而系统有安装又无线模块，这样即使人在异地也可以实时监控。

2 系统的硬件电路设计

2.1 热释电红外传感器模块

热释电红外传感器是一种新型的灵敏度非常高的红外探测元件，其能够准确的检测到人体所发射出的红外线，这一传感器在不需要直接接触人体的情况下就可以准确的检测出人体辐射的红外线能量的变化情况，同时可以将红外线能量转换成为电压信号，而BISS0001芯片会放大处理转换好的电压信号，并用光敏电阻对环境的照明程度进行检测。如果检测到环境的照明程度较亮，那么电阻值就会降低，输入就会保持在低电平的状态下，触发信号也会处于封锁的状态。选择不同的开关，那么系统的工作方式也是会随之发生变化的，当开关与芯片的某一端连通时，芯片此时是处于不可重复触发的工作方式的，而如果与芯片的两端同时连接，那么就是处于可重复触发的工作方式。外部的电子和电容大小决定了触发的封锁时间和输出的延迟时间。

2.2 烟雾传感器模块

检测电路是由LM393和MQ-2烟雾传感器共同构成的，由于可变电阻具有分压的作用，当电源电压经过可变电阻后，其电压就会变化到一个值，而电压在经过烟雾传感器后也会变化到一个值，当后者超过了前者后就会产生低电平。那么要想实时的监控并且改变产生信号的烟雾浓度的阀值，只需调节可变电阻就可实现了。

2.3 检测人员出入情况——光电门

光电门的原理还是较为简单的，只需要一个发光体通电照射光敏电阻便可以实现这一功能了，如果是有光照射的环境，那么光敏电阻的阻值就很小，按键就是处于闭合的状态，而如果环境是没有光线照射的，那么光敏电阻的阻值就是特别大的，按键就是处于断开的状态，人从屋里到屋外和从屋外到屋里，其顺序是不同的，那么借助两个光电门就可以实时的检测出宿舍内人员的人数情况和进出情况，红色高聚光的发光体有着很好的聚光度，即使距离很长，其也仍是一束光。

2.4 声光报警系统的设计

CD4017和NE555这两者共同组成声光报警电路，其中前者是一个十进制的计数器和脉冲分配器，其CLK端能够与后者所产生的脉冲频率信号相连接，此时CD4017就可以进行计数控制发光二极管循环闪烁发光，一旦热释电人体红外传感器和烟雾传感器检测到相应的信号后，单片机的I/O口是可以控制继电器的实时状态的，从而取得电路报警的效果。

2.5 无线模块电路图

NRF24L01+无线模块的工作状态是处在半双工的模式下的，其模块上是包含着SPI接口的，如果所选择的单片机是不具备SPI接口的，那么它就可以利用单片机的I/O口来模拟SPI进行连接，而如果单片机是具备SPI接口的，那么就可以直接进行连接，一般情况下，无线模块电路的工作电压应为3.3V，其不能与51系列单片机的I/O口直接连接，提供电压的设备建议采用AMS1117-3.3的稳压管。

3 系统的软件设计

在对宿舍智能防盗防火报警系统的硬件电路进行了设计工作后，就应以此为基础进行相应的软件设计工作，其具体的设计流程如图2所示。

4 系统的仿真测试

建议应用Protues软件作为仿真测试的软件，进行测试的过程中可用轻触开关来代替系统中的热释电红外传感器、烟雾传感器和光电门，采用发光二极管代替系统中的语音提示和声光报警电路，采用下降沿触发来替代系统中的设计电路语言触发模块，仿真的过程中系统指示灯应为长亮的状态，一旦触发，指示灯应随即闪烁一下，这里要特别注意的是，正常状态下的光电门和红外传感器都是会输出高电平的，那么他们的按键就是处于常闭的状态的，当被触发处于断开状态时应将其按下。

5 结语

在设计电路的过程中，为了更好提升各项指标，这就需要设计人员不断调整和完善电路设计方案，不断完善系统功能，调试热释电人体红外传感器、烟雾传感器和光电门这三大结构，保证防盗防火检测工作的有效性，能够准确的记录并显示出宿舍人员的进出情况，同时此系统还具有实用性好、造价低、结构简单以及稳定性好等显著优点，为系统的广泛应用打下了坚固的基础。

参考文献

[1] 张晶.智能家居防火防盗报警系统的研究与设计[J].价值工程，2016.

[2] 胡古月，黄丽华.基于单片机的宿舍防盗防火报警系统[J].科技风，2013（13）：22.