(2021年整理)基于單片機(jī)的智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（基于單片機(jī)的智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為基于單片機(jī)的智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容?；趩纹瑱C(jī)的智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)摘

2、要隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們的生活水平得到很大的提高，人們愈加注重人身安全，因而也對(duì)防火防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)所做的智能家居控制系統(tǒng)包括室內(nèi)信息智能監(jiān)控功能、輸入與實(shí)時(shí)顯示功能、聲光報(bào)警功能等。本文利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開發(fā)設(shè)計(jì)了這一防火防盜報(bào)警系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用dyp-me003人體紅外感應(yīng)模塊、18b20溫度傳感器和mq_2煙霧傳感器檢測(cè)信號(hào)，然后將信號(hào)傳送給單片機(jī)處理，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警.該系統(tǒng)通過按鍵對(duì)系統(tǒng)的溫度和煙霧的濃度進(jìn)行初始化設(shè)置,利用led顯示模塊對(duì)系統(tǒng)的溫度和煙霧的濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉，具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)

3、鍵字:防火防盜報(bào)警 18b20 mq_2 dypme003abstract with societys progress and development of science and technology, economy， peoples living standard has been greatly improved。 people pay more attention to personal safety， thus they put forward new requirements for the fire and security measures. in this design

4、,the intelligent family house control system includes this function : indoor information intelligent monitoring ， the input and real-time display ，sound and light alarm, and so on .the design is a fire and security system， which combines sensor technology with microcontroller。 this design adopts the

5、 dyp-me003 human body infrared sensor module,18b20 temperature sensor and mq_2 smoke sensor to detection signal。 these sensor send the signals to microcontroller。the microcontroller process these signal and drive alarm circuit to achieve sound and light alarm .the fir temperature and smoke concentra

6、tion are initialized in this system。,and are displayed in the led display .the system has the advantages of simple structure ，stable performance ,conventional operation ，low price ,and has a certain practical value 。 keywords : the fire and security system,18b20，mq_2，dypme003 iv目錄摘要iabstractii目錄iii1

7、 緒論12系統(tǒng)總設(shè)計(jì)22。1 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求22。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路23方案論證與比較44系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)54.1 整體硬件設(shè)計(jì)思路54。2單片機(jī)電路at89s5254.2。1主要性能參數(shù)54.2。2管腳說明64.2。3單片機(jī)最小系統(tǒng)84.3溫度傳感電路94。3.1 ds18b20介紹94。3。2 ds18b20工作電路104。4煙霧傳感電路104.4。1煙霧傳感器mq-2104。4。2 mq2傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo)114。4.3 adc0832介紹124。4.4.a/d轉(zhuǎn)換電路144。5非法入侵電路144.5.1 dyp-me003紅外人體傳感器144.6報(bào)警電路154。6。1 蜂鳴器1

8、64。6。2 按鍵164.6。3 led燈174。7顯示電路175系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)185。1主程序模塊195.2溫度采集處理模塊205.3 煙霧采集處理模塊226程序調(diào)試與分析27總結(jié)31致謝32參考文獻(xiàn)33附錄1 基于單片機(jī)的智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)仿真圖34附錄2 基于單片機(jī)的智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)程序源代碼351 緒論現(xiàn)代化的建筑規(guī)模大、標(biāo)準(zhǔn)高、人員密集、設(shè)備眾多,對(duì)防火要求極為嚴(yán)格。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，各種高層建筑、大中型商業(yè)建筑、廠房不斷涌現(xiàn)，對(duì)消防報(bào)警系統(tǒng)提出了更高更嚴(yán)的要求。為了早期發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)危害,保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全，保衛(wèi)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，在現(xiàn)代化的工業(yè)民

9、用建筑、賓館、圖書館、科研和商業(yè)部門,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已成為必不可少的設(shè)施。工程設(shè)計(jì)、安裝和使用是否正確不僅直接影響到建筑的消防安全而且也直接關(guān)系到各種消防設(shè)施能否真正發(fā)揮作用.因此，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能夠在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量和光輻射等物理量,通過感溫、感煙和感光等火災(zāi)探測(cè)器變成電信號(hào)，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，提醒人們注意火災(zāi)的發(fā)生。我國的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。目前國內(nèi)廠家多偏重用于大型倉庫、商場(chǎng)、高級(jí)寫字樓、賓館等場(chǎng)所大型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)，他們采用集中區(qū)域報(bào)警控制方式，其系統(tǒng)復(fù)雜、成本較

10、高.而在居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火單位，需要設(shè)置一種簡(jiǎn)單的、廉價(jià)實(shí)用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置。除了火災(zāi)給人們帶來生命財(cái)產(chǎn)安全,意外入侵也時(shí)刻威脅著人們的人身安全。從現(xiàn)代人們住宅發(fā)展的趨勢(shì)來看，現(xiàn)代人們住宅主要是向群體花園式住宅區(qū)發(fā)展，向高空中發(fā)展，一般都是一個(gè)住宅區(qū)有幾棟至幾十棟以上，但目前市面上所擁有的家庭電子防盜報(bào)警器，只能用于單一的住宅單元，不利于統(tǒng)一管理，而且也不能滿足現(xiàn)代住宅區(qū)的發(fā)展要求，所以很有必要對(duì)家庭電子防盜報(bào)警器進(jìn)一步完善和提高。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防火防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防火防盜系統(tǒng)。2系統(tǒng)總設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 （1）本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分。

11、模塊劃分為數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤控制、報(bào)警等子模塊. （2）本防火防盜報(bào)警系統(tǒng)由溫度傳感器、煙霧傳感器、紅外人體傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、led控制電路及相關(guān)控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、報(bào)警等功能。 （3）系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，溫度傳感器和煙霧傳感器分別檢測(cè)到火災(zāi)的溫度和煙霧的濃度，經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送至單片機(jī)，單片機(jī)處理運(yùn)行后驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，led顯示溫度和濃度值。當(dāng)有人闖入時(shí),設(shè)置在檢測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭探測(cè)到人體輻射出的紅外能量，經(jīng)過相應(yīng)的處理傳送至單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路 此設(shè)計(jì)的核心模塊來說,單片機(jī)

12、就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是由硬件和軟件組成.硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段.從設(shè)計(jì)的要求來分析須包含如下結(jié)構(gòu)：溫度傳感電路、煙霧傳感電路和紅外熱釋電傳感探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成：他們之間的構(gòu)成框圖如下圖2。1所示：按鍵at89s52 單片機(jī)溫度傳感器信號(hào)調(diào)理煙霧傳感器溫度、濃度顯示聲光報(bào)警紅外人體傳感器圖2。1防火防盜報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 溫度傳感器ds18b20采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號(hào)，可以

13、直接發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行處理。煙霧傳感器mq2氣體傳感器輸出的信號(hào)一般比較微弱,需要經(jīng)過前置電路對(duì)其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的要求.mq2半導(dǎo)體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一個(gè)參考電阻，再經(jīng)過一個(gè)放大電路即可發(fā)送給adc0804采集,信號(hào)經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換模塊后傳送進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行處理。紅外人體傳感器dyp-me003輸出信號(hào)，該信號(hào)為高電平時(shí)有人入侵，為低電平時(shí)表示無人入侵。 單片機(jī)內(nèi)部程序中預(yù)先設(shè)定報(bào)警臨界值,包括溫度過高報(bào)警和氣體濃度過高報(bào)警。單片機(jī)正常工作后,判斷所接收到的數(shù)據(jù)是否達(dá)到報(bào)警臨界值，如果到達(dá)報(bào)警值單片機(jī)控制蜂鳴器和led燈進(jìn)行報(bào)警,如果沒有達(dá)到報(bào)警值單片

14、機(jī)繼續(xù)接收并處理新數(shù)據(jù).如果單片機(jī)接收到非法入侵信號(hào)，直接報(bào)警.單片機(jī)實(shí)時(shí)向數(shù)碼管輸出顯示信號(hào)，數(shù)碼管顯示周圍環(huán)境溫度和氣體數(shù)值。3方案論證與比較 防火防盜系統(tǒng)一般由火災(zāi)探測(cè)器、入侵探測(cè)器、報(bào)警控制器和接警中心（硬件加軟件）組成。它的最簡(jiǎn)單形式就是本地（家庭、單位)報(bào)警系統(tǒng)，它的組成部分是火災(zāi)探測(cè)器、入侵探測(cè)器和本地報(bào)警控制器，以及聲光報(bào)警器。 方案一：利用固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防火防盜報(bào)警系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)家庭防火防盜報(bào)警，該系統(tǒng)由編程主機(jī)、探測(cè)器、和遙控器組成，一旦發(fā)生警情,能把報(bào)警信息通過郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的固定電話上，同時(shí)向接警中心報(bào)告，中心聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)可通過電子地圖、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)語音

15、提示、監(jiān)聽現(xiàn)場(chǎng)情況，顯示發(fā)生警情的單位、地址、方位、發(fā)案時(shí)間、所轄消防大隊(duì)或派出所（巡邏大隊(duì)）經(jīng)歷分布,及時(shí)調(diào)動(dòng)警力做出快速處理。 方案二：通過傳感器檢測(cè)家庭安全隱患，把檢測(cè)結(jié)果送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制報(bào)警燈和聲音報(bào)警器的啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。 通過比較，方案二能滿足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡(jiǎn)單有效，且成本低，固本設(shè)計(jì)選擇方案二.4系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)4.1 整體硬件設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)的智能家居防火防盜系統(tǒng)是由at89s52單片機(jī)為主控制芯片，使用溫度傳感器、煙霧傳感器和紅外熱釋傳感器采集信息，同時(shí)將采集的信息傳輸給單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，溫度和濃度顯示。如圖4。1所示:溫度傳感器按鍵at89s52 單片機(jī)

16、煙霧傳感器a/d轉(zhuǎn)換器溫度、濃度顯示聲光報(bào)警紅外人體傳感器圖4.1硬件結(jié)構(gòu)框圖4。2單片機(jī)電路at89s524.2.1主要性能參數(shù)at89s52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器,具有8k在系統(tǒng)可編程flash 存儲(chǔ)器。使用atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單晶片上,擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash，使得at89s52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。主要性能參數(shù)：兼容mcs51指令系統(tǒng) ;8k可反復(fù)擦寫1000次flashrom；32個(gè)雙向i/

17、o口；256x8bit內(nèi)部ram；3個(gè)16位可編程定時(shí)/技術(shù)器中斷；時(shí)鐘頻率0-24mhz;2個(gè)串行中斷；可編程uart串行通道；2個(gè)外部中斷源；共6個(gè)中斷源;2個(gè)讀寫中斷口線；低功耗空閑和掉電模式.4.2。2管腳說明 本設(shè)計(jì)選用at89s52作為主控芯片，其管腳如圖4。2所示. 圖4。2 at89s52的管腳圖1. 主要引腳功能說明:（1）18腳：p1口.p1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口,p1的輸出緩沖級(jí)可以驅(qū)動(dòng)（接收口及輸出電流)4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口.作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低

18、時(shí)會(huì)輸出電流.(2）與at89c51不同之處是，p1.0和p1。1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（p1。0/t2)和觸發(fā)輸入（p1。1/t2ex).p1。0 ：t2，定時(shí)/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)脈沖輸入，始終輸出；p1.1 ：t2ex，定時(shí)/計(jì)數(shù)2捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制。（3）flash編程和程序校驗(yàn)期間，p1接收低8位地址.(4）第9腳：rst。復(fù)位引腳.當(dāng)振蕩器工作時(shí),rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片復(fù)位。（5）1017腳：p3口。p3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口.p3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路.對(duì)p3口寫入“1”時(shí)，他們內(nèi)部

19、上位電阻拉高電平可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的p3口將用上拉電阻輸出電流i.（6）p3口除了作為一般的i/o口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表4.1所示：表4。1 p3口的第二功能端口引腳第二功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口)p3.2int0（外中斷0）p3.3int1(外中斷1）p3。4t0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)p3。5t1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）p3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3。7rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）此外,p3口還接收一些用于flash閃速記憶體編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。（7)rst（第9腳）。復(fù)位引腳。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以

20、上高電平將使單片復(fù)位（8）xtal1（第18腳）振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。(9）xtal2（第19腳）振蕩器反相放大器的輸出端。 （10）psen（第29腳）程序儲(chǔ)存允許(psen）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，當(dāng)at89cs52有外部程序存儲(chǔ)器取指令(或數(shù)據(jù)）時(shí),每個(gè)機(jī)器周期兩次psen有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間,當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次psen信號(hào) （11)ale/prog(第30腳）當(dāng)接外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址所存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下,ale仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外部輸出時(shí)鐘或

21、用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器將跳過一個(gè)ale脈沖。對(duì)flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog)。 （12）ea/vpp（第31腳）外部訪問允許。欲使cpu僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000hffffh），ea端必須保持低電平（接地）.須注意的是：如果加密位lb1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea段狀態(tài).如ea端為高電平(節(jié)vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令.flash存儲(chǔ)器編程時(shí),該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當(dāng)然這必須是該期間是使用12v編程電壓vpp. （13）vcc（第40腳）電源電壓。4.2。3單片機(jī)最小系統(tǒng)本次設(shè)計(jì)中采用12m

22、hz的晶振，負(fù)載電容相應(yīng)的選為30pf。在晶振電路中主要用到了xtal1和xtal2兩個(gè)引腳：（1)xtal1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘電路工作電路的輸（2)xtal2:來自反向振蕩器的輸出為了保證上電瞬間，rst腳的高電平能持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上，一般選c3為10uf,r1為10k左右較好.圖4。3 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖4.3溫度傳感電路4.3.1 ds18b20介紹本設(shè)計(jì)的測(cè)溫元件采用ds18b20數(shù)字溫度傳感器。ds18b20采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號(hào)，可以直接發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行處理。ds18b20數(shù)字溫度計(jì)提供9位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。信息經(jīng)過單線界面送入ds18b20或從ds18b20送

23、出，因此從中央處理器到ds18b20僅需連接一條線（和地)。讀、寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不需要外部電源。4。3。2 ds18b20工作電路本設(shè)計(jì)ds18b20與單片機(jī)的p23相連，采集到溫度信號(hào)后，將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的上限值（本文的上限值是：45 ），則led紅燈點(diǎn)亮，蜂鳴器報(bào)警，數(shù)碼管顯示當(dāng)前的溫度值。 圖4。4 ds18b20仿真圖4.4煙霧傳感電路4。4。1煙霧傳感器mq2 本設(shè)計(jì)中采用的mq2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器屬于氣敏感測(cè)器，是氣電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量（即濃度）轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號(hào)，通過a/d轉(zhuǎn)換電路將模擬量

24、轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī),進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報(bào)警控制等工作。mq-2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器具有靈敏度高、回應(yīng)快、抗干擾性好、使用方便、價(jià)格便宜，且不會(huì)發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護(hù)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。因此，本設(shè)計(jì)采用mq-2氣體傳感器作為報(bào)警器煙霧信息采集部分的核心。mq-2型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料，屬于表面離子式n型半導(dǎo)體。當(dāng)處于200300c溫度時(shí),二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當(dāng)與煙霧接觸時(shí)，如果晶粒間界處的勢(shì)壘受到該煙霧的調(diào)制而變化，就會(huì)引起表面電導(dǎo)率的變化。利用這一點(diǎn)就可以獲得這種煙霧存

25、在的信息.遇到可燃煙霧（如ch4等）時(shí)，原來吸附的氧脫附，而由可燃煙霧以正離子狀態(tài)吸附在二氧化錫半導(dǎo)體表面；氧脫附放出電子，煙霧以正離子狀態(tài)吸附也要放出電子，從而使二氧化錫半導(dǎo)體導(dǎo)帶電子密度增加，電阻值下降。而當(dāng)空氣中沒有煙霧時(shí)，二氧化錫半導(dǎo)體又會(huì)自動(dòng)恢復(fù)氧的負(fù)離子吸附，使電阻值升高到初始狀態(tài).這就是mq2半導(dǎo)體型可燃性煙霧傳感器檢測(cè)可燃煙霧的基本原理. 圖4.5 mq2型傳感器的外觀 圖4.6 mq-2型傳感器的結(jié)構(gòu)圖4。4.2 mq-2傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo)mq2型傳感器的一般特點(diǎn)： 對(duì)天然氣、液化石油氣等煙霧有很高的靈敏度，尤其對(duì)烷類煙霧更為敏感;具有良好的重復(fù)性和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，初始

26、穩(wěn)定,響應(yīng)時(shí)間短，長(zhǎng)時(shí)間工作性能好;電路設(shè)計(jì)電壓范圍寬，24v以下均可；加熱電壓50.2v。mq2型傳感器的初期穩(wěn)定特性：半導(dǎo)體煙霧傳感器在不通電狀態(tài)存放一段時(shí)間后，再通電時(shí)，器件并不能立即投入正常工作.這是因?yàn)闊熿F傳感器中的二氧化錫在不通電的狀態(tài)下會(huì)吸附空氣中的水蒸氣，當(dāng)再次通電時(shí)需要預(yù)熱幾分鐘使水蒸氣蒸發(fā)后，氣敏電阻才能正常工作。再通電工作時(shí)氣敏電阻值達(dá)到穩(wěn)定時(shí)所需要的時(shí)間，定義為初期穩(wěn)定時(shí)間。一般情況下，不通電時(shí)間越長(zhǎng)，初期穩(wěn)定時(shí)間也越長(zhǎng)，當(dāng)不通電存放時(shí)間達(dá)到15天左右時(shí)，初期穩(wěn)定時(shí)間一般需要五分鐘左右。mq2半導(dǎo)體煙霧傳感器一般要在較高的溫度(200450c）下工作，所以需要對(duì)其加熱。

27、由于傳感器一般工作在易燃易爆環(huán)境下，若加熱絲直接與電源相連，當(dāng)加熱絲局部短路造成器件過熱或者放電時(shí)，可能引發(fā)事故。所以必須使用傳感器生產(chǎn)廠家推薦的加熱電壓，使其工作在較安全的范圍內(nèi)。4。4.3 adc0832介紹1。功能特點(diǎn)adc0832是ns(nationalsemiconductor）公司生產(chǎn)的串行接口8位a/d轉(zhuǎn)換器，通過三線接口與單片機(jī)連接,功耗低，性能價(jià)格比較高，適宜在袖珍式的智能儀器儀表中使用.adc0832為8位分辨率a/d轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求.芯片具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng).獨(dú)立的芯片使能輸入，

28、使多器件連接和處理器控制變得更加方便。通過di數(shù)據(jù)輸入端,可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。其主要特點(diǎn)如下：8位分辨率，逐次逼近型，基準(zhǔn)電壓為5v；5v單電源供電;輸入模擬信號(hào)電壓范圍為05v；輸入和輸出電平與ttl和cmos兼容;在250khz時(shí)鐘頻率時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32us；具有兩個(gè)可供選擇的模擬輸入通道;功耗低,15mw。2.外部引腳及其說明各引腳說明如下：cs-片選端，低電平有效。ch0，ch1兩路模擬信號(hào)輸入端。di兩路模擬輸入選擇輸入端。do-模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果串行輸出端。clk串行時(shí)鐘輸入端.vcc/ref正電源端和基準(zhǔn)電壓輸入端。gnd電源地。3. 單片機(jī)對(duì)adc0832的控制原理一般情況

29、下adc0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是cs、clk、do、di。但由于do端與di端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將do和di并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)adc0832未工作時(shí)其cs輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用,clk和do/di的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將cs端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束.此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端clk提供時(shí)鐘脈沖，do/di端則使用di端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào).在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖到來之前di端必須是高電平,表示啟動(dòng)位。在第2、3個(gè)時(shí)鐘脈沖到來之前di端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選

30、擇通道功能，其功能項(xiàng)見表:表4。2輸入形式配置位選擇通道ch0ch1ch0ch1差分輸入00+01-單端輸入10-+11+如表4.2所示，當(dāng)配置位2位數(shù)據(jù)為1、0時(shí),只對(duì)ch0進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)配置2位數(shù)據(jù)為1、1時(shí),只對(duì)ch1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換.當(dāng)配置2位數(shù)據(jù)為0、0時(shí)，將ch0作為正輸入端in+，ch1作為負(fù)輸入端in進(jìn)行輸入。當(dāng)配置2位數(shù)據(jù)為0、1時(shí)，將ch0作為負(fù)輸入端in，ch1作為正輸入端in+進(jìn)行輸入。到第3個(gè)時(shí)鐘脈沖到來之后di端的輸入電平就失去輸入作用，此后do/di端則開始利用數(shù)據(jù)輸出do進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個(gè)時(shí)鐘脈沖開始由do端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位d7，隨后每一個(gè)脈沖do

31、端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)d0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)時(shí)鐘脈沖輸出d0。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次a/d轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將cs置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了.4.4。4。a/d轉(zhuǎn)換電路 因mq2半導(dǎo)體煙霧傳感器屬于電阻型,因此需串聯(lián)一個(gè)參考電阻，再經(jīng)過一個(gè)放大電路即可發(fā)送給adc00832采集，信號(hào)經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換模塊后傳送進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行處理,如圖4.7所示： 圖4.7 a/d轉(zhuǎn)換電路4.5非法入侵電路4.5.1 dypme003紅外人體傳感器傳感器使用dypm

32、e003紅外人體傳感器，該傳感器輸出信號(hào)為高電平時(shí)有人入侵,為低電平時(shí)表示無人入侵。因在仿真軟件proteus 7 professional里沒有dypme003紅外人體傳感器，故使用按鍵代替。dyp-me003紅外人體傳感器功能特點(diǎn)如下：1。 全自動(dòng)感應(yīng):人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平， 人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平.2. 光敏控制(可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。3. 溫度補(bǔ)償（可選擇，出廠時(shí)未設(shè))：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至3032，探測(cè)距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償.4。 兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇）（1）不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電

33、平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖剑?2)可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。5。 具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置：2。5s封鎖時(shí)間）：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)“感應(yīng)輸出時(shí)間”和“封鎖時(shí)間”兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品;同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各

34、種干擾。（此時(shí)間可設(shè)置在零點(diǎn)幾秒幾十秒鐘）。6. 工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓dc4.5v-20v。7。 微功耗:靜態(tài)電流=1；dq = 1； / 給脈沖信號(hào)if（dq)dat=0x80;delay(4)； return（dat);void writeonechar(unsigned char dat)/寫一個(gè)字節(jié) unsigned char i=0; for （i=8; i0; i-)dq = 0；dq = dat0x01;delay（5）；dq = 1;dat=1;unsigned int readtemperature(void）/讀取溫度 unsigned char a=0; unsi

35、gned char b=0; unsigned int t=0； float tt=0; init_ds18b20(）； writeonechar（0xcc)； / 跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作 writeonechar(0x44)； / 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 init_ds18b20（)； writeonechar（0xcc); /跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作 writeonechar（0xbe)； /讀取溫度寄存器 a=readonechar（); /讀低8位 b=readonechar(）; /讀高8位 t=b; t=8； t=ta； tt=t0。0625； t= tt*10+0.5； /放大10倍輸出并四舍五

36、入 return(t)；5.3 煙霧采集處理模塊 1標(biāo)度變換概念智能儀器檢測(cè)的物理量,一般都是由傳感器轉(zhuǎn)換為電量,在經(jīng)過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后得到與被測(cè)量相對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。也就是說，在不同的智能化儀器中,同樣的數(shù)字量所代表的物理量及其值是不同的。通常采用一定的處理技術(shù)將這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換為具有不同綱量的相應(yīng)物理量，這一技術(shù)稱為標(biāo)度變換2標(biāo)度變換的原理若被測(cè)量物理量的變換范圍在a0am(即傳感器的測(cè)量上下限），物理量的實(shí)際測(cè)量值為ax;而a0對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為n0 ，am 所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為nm ,ax 對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為nx;若同時(shí)包括傳感器再內(nèi)的整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是線性的，則標(biāo)度變換公式為：ax=a0+(ama0）(

37、nx-n0)/（nmn0） （5-3-1）本設(shè)計(jì)中由于采集的是負(fù)載電阻的電壓值，進(jìn)而得出氣敏感測(cè)器的電阻值，從而求得對(duì)應(yīng)的濃度值。為了便于后面的處理，首先采集電壓值并進(jìn)行標(biāo)度變換，則有:ax=a0+（am-a0）*(nx-n0)/（nmn0)=0+(50)*( nx0）/(2550）= nx/51 (53-2）3.數(shù)據(jù)采集 驅(qū)動(dòng)adc0809的in0、in1進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換,單片機(jī)接收轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)，存入指定存儲(chǔ)器單元，由中斷服務(wù)程序完成。每次驅(qū)動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換后等待外部中斷0，中斷到來說明a/d轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，通過中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)并進(jìn)行標(biāo)度變換。注意:當(dāng)cs由高變低時(shí),選中adc0832

38、.在時(shí)鐘的上升沿,di端的數(shù)據(jù)移入adc0832內(nèi)部的多路地址移位寄存器.在第一個(gè)時(shí)鐘期間，dl為高,表示啟動(dòng)位,緊接著輸入兩位配置位。當(dāng)輸入啟動(dòng)位和配置位后，選通輸入模擬通道，轉(zhuǎn)換開始。轉(zhuǎn)換開始后，經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期延遲,以使選定的通道穩(wěn)定.adc0832接著在第4個(gè)時(shí)鐘下降沿輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)輸出時(shí)先輸出最高位（d7-do);輸出完轉(zhuǎn)換結(jié)果后，又以最低位開始重新輸出一遍數(shù)據(jù)（d7do)，兩次發(fā)送的最低位共享。當(dāng)片選cs為高時(shí),內(nèi)部所有寄存器清0，輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)。如果要再進(jìn)行一次模傲轉(zhuǎn)換，片選cs必須再次從高向低跳變，后面再輸入啟動(dòng)位和配置位。 adc0832程序： ifndef _adc08

39、32_h_ #define _adc0832_h_ #include #include intrins。h #define uchar unsigned char define uint unsigned int extern void _nop_ (void)； uchar readadc0832（ uchar channel )；/adc0832端口定義 sbit p3_2 = p21; /sck sbit p3_3 = p22; /io sbit p3_4 = p20； /片選 define adc0832_sck_h p3_2 = 1 define adc0832_sck_l p3_2

40、 = 0 #define adc0832_dido_h p3_3 = 1 #define adc0832_dido_l p3_3 = 0 define adc0832_dido p3_3 #define adc0832_cs_h p3_4 = 1 define adc0832_cs_l p3_4 = 0 uchar readadc0832(uchar channel）/adc0832讀數(shù)據(jù) uchar i = 0;/初始化 uchar outdata = 0;/當(dāng)cs由高變低時(shí)，選中adc0832.在時(shí)鐘的上升沿,di端的數(shù)據(jù)移入adc0832內(nèi)部的多路地址移位寄存器 adc0832_cs_l

41、; / 使能 adc0832_dido_h； adc0832_sck_l； /第一次觸發(fā) _nop_(）； _nop_（)； adc0832_sck_h； _nop_(）; _nop_(); adc0832_dido_h； adc0832_sck_l； /第二次觸發(fā) _nop_（)； _nop_（); adc0832_sck_h; _nop_(）； _nop_(）； if（ channel = 1 ） adc0832_dido_h； else adc0832_dido_l； adc0832_sck_l; /第三次觸發(fā) _nop_(）; _nop_(）; adc0832_sck_h; _nop_

42、(）; _nop_(）; adc0832_sck_l； _nop_(）； _nop_（）; adc0832_dido_h； /置為輸入準(zhǔn)備讀數(shù)據(jù) adc0832_sck_h; _nop_(）； _nop_(); outdata = 0； /初始化 for( i = 1； i = 8； i+ ） /讀數(shù)據(jù)d7-d0 if( adc0832_dido = 1 ） outdata |= 0x01; adc0832_sck_h； adc0832_sck_l； outdata = outdata 1； /左移一位 adc0832_cs_h; return outdata; endif 6程序調(diào)試與分析

43、在硬件支持的環(huán)境下，用proteus設(shè)計(jì)好的電路，keil編好的程序編譯成芯片可識(shí)別的s51檔,利用pc機(jī)寫進(jìn)proteus程序圖芯片內(nèi)進(jìn)行仿真測(cè)試，并對(duì)其出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行修改,由圖6。1可看出最終調(diào)試成功。圖6.1 keil編譯程序成功圖6。2 keil生成hex檔圖6.3 proteus調(diào)用keil的hex檔進(jìn)行仿真（1） 編譯成功之后，仿真的開始進(jìn)入防火防盜報(bào)警模式。圖6.4防火防盜報(bào)警模式（2）當(dāng)火災(zāi)溫度大于或等于45c時(shí)，啟動(dòng)火災(zāi)報(bào)警。圖6.5 溫度超標(biāo)報(bào)警（3）當(dāng)煙霧濃度大于或等于2時(shí),啟動(dòng)火災(zāi)報(bào)警.圖6.6 溫濃度超標(biāo)報(bào)警（4）當(dāng)檢測(cè)到非法入侵時(shí),啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng).圖6。7 非法入侵報(bào)警(5）當(dāng)沒有檢測(cè)到非法入侵和火災(zāi)報(bào)警時(shí)，led綠燈亮，表示情況正常。圖6。8 正常情況不報(bào)警總結(jié)智能家居防火防盜報(bào)警系統(tǒng)可保障人們財(cái)產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及非法入侵的發(fā)生，它是防火、防盜和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。本論文設(shè)計(jì)的防火防盜報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)主要由溫度信號(hào)采集電路、氣體信號(hào)采集電路和人體紅外采集信號(hào)與單片機(jī)控制電路構(gòu)成.根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用ds18b20數(shù)字溫度傳感器、mq2型半導(dǎo)體電阻式氣體傳感器dypme003紅外人體傳感器和at89s52單片機(jī).ds