家庭智能防火防盗系统设计

洪长平

（漳州职业技术学院 建筑工程系，福建 漳州 363000）

0 引 言

近年来，我国经济发展速度很快，人们在住宅上有了更高的要求，既要方便与舒适，也要保证安全。因此，加强防火防盗成为人们重点关注的问题。本设计的目的在于对所检测区域的温度、烟雾进行探测，发生紧急情况后，及时启动灭火装置，扑灭火灾。以单片机为核心的火灾报警控制器是一种能接收、显示、传递火灾报警信号的装置，是整个系统的核心。而各个探测器承担着监测周围环境的变化，是“第一感官”。利用火灾报警控制器，能够对探测器等进行实时监测，及时处理其输出的报警信号，并通过声光报警的方式，将火灾点确定下来。为了进一步提升防火防盗性能，需要加大对火灾报警控制器的研究力度，通过应用先进开发技术，实现成本的大幅度减少，并促使系统的各项功能正常发挥。

1 系统硬件设计方案

家庭智能防火防盗报警系统以STC89C52RC单片机为核心，并设计了防盗模块、防火模块、报警装置、输入输出电路和电源等。在防盗模块中安装了远红外线防盗探测器，而防火模块则安装烟雾探测器，能够对烟雾、液化气、甲烷、丙烷等有害气体进行有效探测，同时也应用DS18B20温度传感器，便于掌握环境温度情况。报警装置主要包括发光二极管与蜂鸣器等，输入输出电路通过按键、液晶显示器构成，电源主要包括可充电电池与直流电源[1]。图1为智能报警系统结构框图。

图1 智能报警系统结构框图

2 系统硬件设计

2.1 传感器检测电路

本电路能够对出现的异常信号进行快速的采集与转换，并将信息发送至主控部分。本系统分别采取了热释电红外传感器、温度传感器和光电感烟传感器，并安装了微波防盗探测器。

2.1.1 热释电红外传感器

该传感器设计在传感器壳体顶端的菲涅耳透镜将热辐射传至传感器红外辐射聚焦后，能够加到传感器探测元上，促使传感器对电压信号进行输出[2]。图2为双探测元热释电红外传感器。

该传感器的使用方法是：D端与电源正极连接，G端接地，S端是信号输出端。本系统以BISS0001集成电路为调理电路，先把热释电红外传感器信号转换为标准电信号，再向单片机传输。

2.1.2 温度传感器

温度探测器选择数字温度传感器DS18B20，总共3个引脚，通过对温度传感器与信号调理电路的集成，不需要设置外围电路，从而显得更加便利[3]。图3为DS18B20测温电路。

图2 双探测元热释电红外传感器

图3 DS18B20测温电路

2.1.3 光电感烟传感器

其电路由红外脉冲发射与接收两个部分构成，在出现火灾以后，红外脉冲遇到烟雾内细微颗粒后会进行漫反射，在转换为电信号后由运放交流放大，由比较器向单片机传输，并在处理后发出报警信号[4]。图4为光电感烟传感器工作原理。

图4 光电感烟传感器工作原理

2.1.4 微波防盗探测器

该探测器主要构成部分包括MOS场效应管、C355电阻以及电容等，并形成了高频振荡电路，电路发出微波信号后通过人或物体反射与原信号形成频移。频移信号通过放大与处理能够将报警信号发出来。该探测器报警范围约为7～8 m，能够进行实时探测[5]。图5为微波探测器原理。

图5 微波探测器原理

2.2 系统电源和充电电路

其电源借助变压器能够对5 V直流电压进行输出，或者是使用备用电源，这样可在主电源被蓄意切断和无效状态时为系统供电，让系统不会因此停止运行。本系统备用电源所由3.6 V可充电干电池构成，一共2节，通过7805稳压器转换为稳定的5 V直流电压后向系统供电[6]。图6为系统电源充电电路。

图6 系统电源充电电路

3 系统软件设计

报警系统软件设计过程中，主要内容有防盗报警系统、防火报警系统、测温DS18B20模块和按键系统设计等[7]。图7为系统主程序流程图。

图7 系统主程序流程图

4 结 论

本文所设计的家庭职能防火防盗报警系统以单片机为核心，应用多个传感器进行检测，同时安装有备用电源。在实际应用过程中，系统可以按照防火防盗要求发出声光报警，能够满足当前人们在安防上的要求，值得大范围推广与应用。