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1、摘 要随着中国经济的飞速发展，中国家庭的财富积累也呈上升趋势，与此同时，人们对于家庭的安全问题也越来越重视，然而，传统的防护系统功能却太过单一，满足不了人们的这种需求。于是，本文基于这一现状设计了一款家庭安全防护系统。本设计包括两个子系统，分别是防盗报警子系统与防火报警子系统，其中防盗子系统采用STC89C52为核心控制器，利用单片机控制模块、红外探头模块、红外遥控模块、驱动执行报警模块等部分实现功能；防火报警子系统采用STC89C52为核心控制器，利用气体传感器MQ-2、ADC0832模数转换器、DS18B20温度传感器、火焰传感器、LCD液晶显示等实现基本功能。关键词：防盗报警；防火报警；
2、STC89C52；人体红外传感器；红外遥控；气体传感器MQ-2；DS18B20温度传感器；火焰传感器。IVAbstractWith the rapid development of Chinese economy, the Chinese family wealth accumulation also on the rise, at the same time, people for security family more and more attention, however, the traditional protection systems function is too simpl
3、e, can not meet peoples this demand. Thus, this paper based on this Situation designed a home security system.The design consists of two subsystems, namely, burglar alarm and fire alarm subsystems subsystem, including security subsystem STC89C52 as the core controller, using SCM control module, infr
4、ared sensor module, infrared remote control module, drive execution alarm module and other components to achieve function; fire alarm subsystem STC89C52 as the core controller, using a gas sensor MQ-2, ADC0832 analog to digital converter, DS18B20 temperature sensor, flame sensor, LCD liquid crystal
5、display and other basic functions.Keywords: burglar alarm; fire alarm; STC89C52; human infrared sensor; IR remote control; gas sensor MQ-2 ; DS18B20 temperature sensor; flame sensor.目录1 绪论11.1 家庭安全防护系统的研究背景11.2 家庭安全防护系统的发展与现状11.3 课题的研究内容12 家庭安全防护系统的总体方案设计23 防盗报警子系统33.1 系统的功能要求33.2 系统的技术要求33.3 系统的组成及
6、方案设计33.4 硬件电路设计43.4.1 单片机部分53.4.2 人体红外感应部分73.4.3 红外遥控模块103.4.4 按键控制电路113.4.5 指示灯和报警电路123.4.6 总体硬件电路设计133.5 软件的程序实现153.5.1 主程序工作流程图153.5.2 软件部分164 防火报警子系统194.1 系统的功能要求194.2 系统的技术要求194.3 系统的组成及方案设计194.4 系统的硬件设计204.4.1 单片机部分214.4.2 烟雾探测电路214.4.3 火焰传感器模块234.4.4 液晶显示电路244.4.5 声光报警提示电路254.4.6 温度采集电路264.4.
7、7 按键电路284.4.8 GSM模块284.4.9 总体电路294.5 系统的软件设计314.5.1 软件介绍324.5.2 系统程序流程图325 系统调试与结果335.1 调试335.2 结论35致谢36参考文献37附录一：防盗报警子系统程序38附录二：防火报警子系统程序43河南理工大学毕业设计（论文）说明书1 绪论1.1 家庭安全防护系统的研究背景随着中国经济的飞速发展，中国人民的生活水平有了很大的提升，中国家庭的财富积累也呈上升趋势。随着经济的发展和生活水平的提高，围绕经济生活各方面的配套体系都在随之适应进行调整，其中，家庭的安全也更加引起人们的注意。家庭的安全包括财产和人身安全，相对
8、的应对措施主要是防盗与防火系统。而传统的防盗系统的结构单一、性能落后，已经不能适应当今的科学水平与生活水平，而传统的防火系统在家庭中更是见都没有见过。人们迫切需要一款功能更加强悍，更安全的家庭安全防护系统，这也正是本设计的背景。1.2 家庭安全防护系统的发展与现状经过长时间的发展，家庭安全防护系统在国外已经趋于成熟化市场化，从刚开始的价格昂贵、适用面窄发展到了现在的能广泛应用于各类的建筑。而与国外相比，中国的家庭安全防护系统起步较晚，而且在初期大多是模仿或者引进国外技术，直到近二三十年，中国企业在家庭安全防护才有了实质性的发展，像荣事达、livinglab、小米等企业都在家庭安全防护系统上有涉
9、足，并且开发了出功能比较强大的产品。1.3 课题的研究内容家庭安全防护系统可实现功能：主要是检测人体红外、火焰、温度、烟雾，通过液晶显示屏来显示通过按键设定的相应的阀值以及由传感器采集到的当前的烟雾值和温度值。再通过单片机控制完成报警及短信发送功能。该设计包括以下几个方面：(1) 硬件部分：包括火焰、温度、人体红外、燃气传感器，显示模块，烟雾及火焰信号转换电路，单片机控制电路，按键以及无线遥控，报警驱动电路，短信发送模块。(2) 软件部分：包括程序的编写和原理图、仿真图的绘制。(3) 系统的综合调试与分析：在软硬件完成以后，要对系统进行综合的测试与实验，针对系统中出现的实际问题对软件与硬件部分
10、进行调整与修改。2 家庭安全防护系统的总体方案设计系统设计简介：本系统总体功能是通过对人体红外信号、温度值、烟雾浓度、火焰信号等的实时采集，如检测到人体红外和火焰信号直接进行报警。另外通过按键模块设置模式以及预设报警阈值,并通过显示模块显示当前温度、浓度，将实时采集到的信号与设定值进行比对，来判断当前是否发生火情，是否发生燃气泄漏。并通过声光报警模块进行对应的声光报警，以及短信发送。系统总体框图如图2-1所示。本设计功能较多，由于单片机引脚及电流的限制，本设计分开采用防盗与防火两个子系统。防盗子系统主要是实现盗窃发生时的报警，防火子系统主要是实现燃气泄漏、火灾发生时的报警。下面将分别从系统功能
11、要求、系统技术要求及系统实现方案三个方面讨论。单片机最小系统人体红外采集模块按键模块声光报警提示模块显示模块红外遥控模块烟雾采集模块GSM短信模块温度采集模块火焰传感模块图2-1 系统总体框图633 防盗报警子系统3.1 系统的功能要求本设计主要包括以下几项功能：(1) 人体探测功能：为了实现报警的准确性和及时性，需要双元件型热释电红外线传感器来实现探测移动人体的目的。(2) 声光报警功能：当系统处于布防状态时发现有人闯入，报警器进行声光报警。当户主发现有人闯入时可手动报警。(3) 模式选择功能：为了使系统不影响家庭的正常生活，有时需要关闭报警功能，当遇到紧急情况，需要手动报警，因此需要对系统
12、进行功能上的选择。(4) 红外遥控功能：当户主外出或回家时，可以通过红外遥控设置系统布防或者取消布防。3.2 系统的技术要求在对本设计的基本思路有了一个大致的概念以后，我们就可以确定该系统的一些基本的技术要求，比如体积小、功耗低、数传性能可靠和成本低廉等，具体的指标如下:(1) 体积小：为了使系统更加隐蔽以及较少对空间的占用，传感器的体积要尽可能的小，这样才有利于使用和更换，以及减少不必要的使用时的危险。(2) 功耗低：由于该系统系长期运行的系统，出于节能方面的考虑，应尽可能保证系统的耗能较低，因此本系统可以使用外接5v电源进行供电。(3) 可靠性高:由于系统工作环境中存在各种不确定因素如天气
13、、温度、湿度、物理碰撞、电磁干扰等等，为了保证系统长时间的可靠工作，该系统应有良好的抗干扰能力。3.3 系统的组成及方案设计本设计主要由热释电红外传感器、STC89C52单片机、声光报警电路、红外遥控电路、负载驱动电路以及程序等组成。系统的组成结构如图3-1。人体红外信号采集模块按键模块单片机声光报警模块红外遥控模块晶振电路复位电路图3-1 防盗报警系统结构其中，单片机及晶振、复位电路一同构成最小单片机系统，以完成实现功能的基本的电路；人体红外传感器执行对人体信号的采集并且将信号传给单片机进行处理；按键模块实现对模式的选择；声光报警模块实现报警功能。3.4 硬件电路设计需求决定功能，因此从本设
14、计的需求出发，该设计硬件部分须包含以下几部分：红外感应部分、STC89C52单片机、红外遥控、声光报警系统四部分。硬件电路总原理框图如图3-2所示。 电源开关人体红外 STC89C52单片机最小系统红外遥控LED指示灯蜂鸣器按键控制 图3-2 防盗报警系统总体硬件设计框图本硬件设计采用STC89C52为核心控制器，并且通过烧录的程序来进行控制。系统运行时，首先由人体红外传感器将检测到的人体红外信号输出成为电信号，通过BISS0001进行信号的调制，完成后送出TTL电平至单片机。然后经过事先烧录好的程序实时发出报警状态控制信号，并控制报警电路进行声光报警。3.4.1 单片机部分STC89C52是
15、一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，拥有灵巧的8 位CPU，因此可以为众多应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52主要功能如表3-1所示，其引脚图如图3-3所示。表3-1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统4K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能STC89C52引脚介绍（1） 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线（2） 外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电
