【基于單片機(jī)的某福利院安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)12000字（論文）】

-32-基于單片機(jī)的某福利院安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要社會(huì)福利院（養(yǎng)老）是國(guó)家、社會(huì)及團(tuán)體為了維護(hù)處于困難之中的老年人在生活方面的基本權(quán)利而設(shè)立的。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民素質(zhì)的接連提高，全國(guó)出現(xiàn)了各種形式的社會(huì)福利服務(wù)。因此對(duì)養(yǎng)老院的安全保障及全面有效的管理能對(duì)我國(guó)社會(huì)的穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展起到積極的作用。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將會(huì)采用高效率的STC89C52單片機(jī)作為控制器，該單片機(jī)適用于C51型編程語(yǔ)言，系統(tǒng)結(jié)合多種傳感器實(shí)現(xiàn)多傳感器融合智能檢測(cè)的作用，設(shè)計(jì)出功能完善的安防系統(tǒng)。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中結(jié)合了目前的新技術(shù)，涵蓋多個(gè)模塊，包括：STC89C52控制模塊、顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、DS18B20溫度采集模塊、帶有鍵盤裝置的密碼鎖、MQ-2煙霧傳感器等部分，共同組成一種自動(dòng)控制的智能安防系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，共同組成了安防系統(tǒng)，達(dá)到智能安防的作用。關(guān)鍵詞：安防系統(tǒng)；單片機(jī)；數(shù)據(jù)采集；目錄摘要 I引言 -1-1緒論 -2-1.1課題背景及其意義 -2-1.2國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述 -2-1.3設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安排 -3-1.4本章小結(jié) -3-2智能安防系統(tǒng)的方案選擇和設(shè)計(jì) -4-2.1設(shè)計(jì)基本原則 -4-2.2控制方式的選擇 -4-2.2.1控制處理模塊對(duì)比與選擇 -4-2.2.2顯示模塊方案的對(duì)比與選擇 -5-2.2.3溫度采集模塊方案的對(duì)比與選擇 -6-2.2.4煙霧傳感器方案的對(duì)比與選擇 -6-2.2.5報(bào)警模塊方案的對(duì)比與選擇 -7-2.3系統(tǒng)總體的功能實(shí)現(xiàn)與總體結(jié)構(gòu) -7-2.4本章小結(jié) -8-3硬件電路的設(shè)計(jì) -9-3.1STC89C52單片機(jī)控制處理模塊 -9-3.1.1復(fù)位電路的設(shè)計(jì) -10-3.1.2晶振電路的設(shè)計(jì) -11-3.2DS18B20溫度采集模塊 -11-3.3LCD1602液晶顯示模塊 -12-3.4蜂鳴器報(bào)警模塊 -13-3.5MQ-2傳感電路設(shè)計(jì) -14-3.6光電檢測(cè)電路設(shè)計(jì) -14-3.7密碼鎖電路設(shè)計(jì) -15-3.8本章小結(jié) -16-4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) -17-4.1編程語(yǔ)言選擇 -17-4.2編程軟件選擇 -17-4.3軟件設(shè)計(jì) -18-4.3.1主程序設(shè)計(jì) -18-4.3.2溫度采集子程序設(shè)計(jì) -18-4.3.3光電檢測(cè)子程序設(shè)計(jì) -19-4.3.4蜂鳴器報(bào)警子程序設(shè)計(jì) -19-4.3.5密碼鎖子程序設(shè)計(jì) -21-4.3.6煙霧傳感器子程序設(shè)計(jì) -22-4.4系統(tǒng)調(diào)試與仿真 -22-4.5本章小結(jié) -23-結(jié)論與展望 -24-引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子科技的發(fā)展，單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，通過(guò)單片機(jī)制造出各種智能化電子設(shè)備，為電子市場(chǎng)帶來(lái)了較好的經(jīng)濟(jì)效益。怎樣將智能化技術(shù)和安全防護(hù)進(jìn)行結(jié)合，是目前建設(shè)福利院最迫切需要解決的問(wèn)題。本系統(tǒng)所需要設(shè)計(jì)的智能安防系統(tǒng)，對(duì)于目前福利院大量新建的背景下產(chǎn)生的安防問(wèn)題有著極大的幫助，所以本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)需求是實(shí)現(xiàn)智能化、高精度和穩(wěn)定性好的安防設(shè)施。此次課題中采用的是STC89C52單片機(jī)當(dāng)作核心控制模塊，并連接外圍不同硬件，完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)智能安防系統(tǒng)的控制，在軟件方面采用算法和包括單片機(jī)在內(nèi)的各個(gè)硬件之間相互配合來(lái)完成。在安防方面，門禁系統(tǒng)通過(guò)安裝帶有鍵盤裝置的密碼鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的功能；還原性氣體的檢測(cè)由MQ-2煙霧傳感器來(lái)完成；對(duì)指定區(qū)域內(nèi)的情況進(jìn)行監(jiān)管由激光來(lái)實(shí)現(xiàn)；溫度測(cè)量由DS18B20溫度傳感器執(zhí)行，測(cè)量的溫度顯示在LCD1602液晶顯示器上。并在警報(bào)電路上安裝蜂鳴器，一旦系統(tǒng)檢測(cè)到異常情況，蜂鳴器將開始發(fā)出警告。

1緒論1.1課題背景及其意義社會(huì)福利院（養(yǎng)老）是國(guó)家、社會(huì)及團(tuán)體為了維護(hù)處于困難之中的老年人在生活方面的基本權(quán)利而設(shè)立的。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民素質(zhì)的接連提高，全國(guó)出現(xiàn)了各種形式的社會(huì)福利服務(wù)。。因此對(duì)養(yǎng)老院的安全保障及全面有效的管理能對(duì)我國(guó)社會(huì)的穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展起到積極的作用?？梢詫⒅悄馨踩到y(tǒng)簡(jiǎn)單地概括為一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有針對(duì)圖像傳輸，圖像識(shí)別，信息儲(chǔ)存以及信息處理的功能模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安防效果。一般運(yùn)行時(shí)，功能完善的智能安全系統(tǒng)應(yīng)具有訪問(wèn)控制，警報(bào)和監(jiān)視功能。智能安全與傳統(tǒng)安全之間的主要區(qū)別在于智能。當(dāng)前，我國(guó)安全行業(yè)的發(fā)展和普及相對(duì)較快。與智能安全相比，傳統(tǒng)安全取決于個(gè)人判斷，需要更多的人力。但是，智能安全使用大量的機(jī)器智能判斷而不是個(gè)人判斷，這可以減少對(duì)人員的依賴，同時(shí)還要可以符合人們的生活需求。所以，為了提高人們安全防護(hù)的高效性，采用智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)安防是十分重要的。1.2國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述智能安全系統(tǒng)，由于采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，傳感器輸出信號(hào)調(diào)理是智能的，其智能性得到了極大的提高。檢測(cè)電路的輸出形狀采用模擬量，其靈敏度可以通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整。對(duì)于檢測(cè)電路的周遭情況的參數(shù)變化很大的地方，靈敏度應(yīng)置于較低的地方。對(duì)于周遭情況更加平穩(wěn)以及要緊的地方，靈敏度應(yīng)置于較高的位置。該功用可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并減少誤報(bào)。外國(guó)已經(jīng)開始研究應(yīng)用于家居生活的消防安全系統(tǒng)，比如說(shuō)常見的火災(zāi)、天然氣泄露、強(qiáng)入民宅等事件。為了降低安全隱患，政府投資大量資本用于基礎(chǔ)安全設(shè)施建設(shè)、消防人員培訓(xùn)以及設(shè)施維護(hù)等工作。部分西方發(fā)達(dá)國(guó)家使用計(jì)算機(jī)連接至消費(fèi)者所安裝的傳感器中，以實(shí)時(shí)監(jiān)視火災(zāi)，非法入侵和漏氣自動(dòng)警報(bào)設(shè)備并遠(yuǎn)程傳輸故障信息。例如：德國(guó)，西班牙，瑞士，比利時(shí)，新西蘭等國(guó)家/地區(qū)都有成功的經(jīng)驗(yàn)，可以為城市火災(zāi)和煤氣泄漏自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用提供參考。他們使用自動(dòng)火災(zāi)和煤氣泄漏警報(bào)作為連接到監(jiān)視系統(tǒng)的公共警報(bào)方法，并且已經(jīng)有效了很多年，因此消防指揮中心可以快速，準(zhǔn)確地確定危險(xiǎn)的位置和類型，并將消防隊(duì)派往現(xiàn)場(chǎng)。自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)從這里開始，效果很好。此外，這些國(guó)家在監(jiān)控系統(tǒng)管理方面相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化。他們建立了一個(gè)監(jiān)視服務(wù)組織。該組織的職責(zé)是確保火勢(shì)，非法入侵和漏氣警報(bào)數(shù)據(jù)的順利通信，為用戶服務(wù)，對(duì)用戶負(fù)責(zé)并向相關(guān)方提供可靠的傳輸。該部門的主要職責(zé)是對(duì)此類服務(wù)組織進(jìn)行資格審查，監(jiān)督和管理。這種管理和運(yùn)作方式取得了良好的效果。1.3設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安排本系統(tǒng)的控制器采用的是單片機(jī)，結(jié)合多種傳感器設(shè)計(jì)出智能安防系統(tǒng)。利用芯片技術(shù)與軟件編程實(shí)現(xiàn)智能化控制的方式，根據(jù)傳感器的檢測(cè)和控制器的處理達(dá)到各種功能需求。本文的研究進(jìn)程是先根據(jù)需求設(shè)計(jì)整體方案，再分別對(duì)硬件部分和軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后軟硬件結(jié)合建立系統(tǒng)并調(diào)試系統(tǒng)功能。下面將簡(jiǎn)要介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：方案設(shè)計(jì)：結(jié)合安防系統(tǒng)的研究背景和技術(shù)方案，整合人們的生活需求，考慮到經(jīng)濟(jì)性、功能性以及實(shí)用性，選擇一個(gè)符合需求的方案。硬件設(shè)計(jì)：根據(jù)上述分析結(jié)果確定功能模塊，選用傳感器等元器件，建立功能模塊，設(shè)計(jì)電路連接圖，并將硬件的設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行介紹。軟件設(shè)計(jì)：結(jié)合硬件設(shè)計(jì)工作，通過(guò)程序編寫和軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)其功能模塊的作用，并對(duì)編程語(yǔ)言和編程方法進(jìn)行介紹。1.4本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是根據(jù)文獻(xiàn)資料的綜述總結(jié)設(shè)計(jì)方案，選擇合適的方法設(shè)計(jì)智能安防系統(tǒng)。對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，然后介紹了本文的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，以及后續(xù)的研究工作安排。

2智能安防系統(tǒng)的方案選擇和設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)基本原則（1）可靠性：對(duì)智能安防的要求是要在運(yùn)行中盡可能準(zhǔn)確可靠，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)前提是要求所有功能都能穩(wěn)定運(yùn)行，若后續(xù)設(shè)計(jì)無(wú)法滿足可靠性需求，那么該設(shè)計(jì)就是不完善的。所以在本文的設(shè)計(jì)過(guò)程中要結(jié)合功能和需求，盡可能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，保證后期的功能實(shí)現(xiàn)都是可靠的，特別是硬件電路部分要保證一定的穩(wěn)定性，（2）便于排查：系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后要對(duì)所用的功能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)包括硬件測(cè)試和軟件測(cè)試兩部分，其中硬件測(cè)試的目的是保證電路連接可靠，而硬件測(cè)試通常較為復(fù)雜。為了便于提高用戶滿意度，要設(shè)計(jì)出便于檢測(cè)的提醒模塊，向使用者反饋硬件系統(tǒng)的狀態(tài)信息。而軟件設(shè)計(jì)的目的則是要保證系統(tǒng)可正常運(yùn)行，軟件設(shè)計(jì)中要增加操作界面提醒，當(dāng)用戶操作錯(cuò)誤時(shí)顯示出錯(cuò)誤的原因，便于使用者排查故障。（3）指數(shù)達(dá)標(biāo)：由于控制器的飛速發(fā)展，市場(chǎng)上各種類型的控制器層出不窮，控制器的結(jié)構(gòu)、功能和處理效率都各不相同。本文以系統(tǒng)需求為主要方向，結(jié)合設(shè)計(jì)成本選用合適的元器件，以簡(jiǎn)潔高效的電路連接方式建立硬件系統(tǒng)，編程方面也盡可能清晰簡(jiǎn)單。由于該系統(tǒng)相關(guān)的研究已經(jīng)具有較多的成果，所以本文以較低的成本實(shí)現(xiàn)功能的開發(fā)，這是本系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)。2.2控制方式的選擇2.2.1控制處理模塊對(duì)比與選擇方案一：52單片機(jī)可以運(yùn)行Intel8031指令系統(tǒng)，該系列單片機(jī)是從Intel的8031單片機(jī)改造得到，而且隨著flashROM技術(shù)的研究和開發(fā)，8bit單片機(jī)中應(yīng)用最廣泛的就是8031單片機(jī)，一直都不斷地朝著新方向進(jìn)步，比如ATMEL公司的AT89系列單片機(jī)就屬于比較出名的一種該類型的單片機(jī)。方案二：STM32單片機(jī)[2]則是意法半導(dǎo)體(ST)公司生產(chǎn)的32bit系列的單片機(jī)，該單片機(jī)的核心cortex-M是由arm公司生產(chǎn)，該單片機(jī)擁有的內(nèi)部資源遠(yuǎn)高于其他單片機(jī)，與電腦CPU十分相似，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、路由器等設(shè)備。方案三：采用ATMEL公司研發(fā)并生產(chǎn)的AVR單片機(jī)，該單片機(jī)的前身是AT90，隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，AT90單片機(jī)轉(zhuǎn)變成了另外兩種系列的單片機(jī)，AVR單片機(jī)有一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)，就是它的指令非常簡(jiǎn)單可行，在同樣是8位MCU的震蕩頻率下，該型號(hào)單片機(jī)的執(zhí)行速度是最快的一種。本次設(shè)計(jì)要求操作多種傳感器和外設(shè)，STC89C52單片機(jī)較其它單片機(jī)有低功耗、高性能的特點(diǎn)，更快計(jì)算處理得到的數(shù)據(jù)和信號(hào)，并進(jìn)行相應(yīng)的操作，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件故采用方案1STC89C52單片機(jī)。2.2.2顯示模塊方案的對(duì)比與選擇方案一：數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管價(jià)格低廉且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)不同管腳輸入相對(duì)應(yīng)的電流就能發(fā)亮，還能用數(shù)字顯示出各類參數(shù)值，比如溫度、時(shí)間、日期等能用數(shù)字表現(xiàn)的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)去就能利用數(shù)碼管顯示出來(lái)。它在家電電器以及工業(yè)電器上非常普遍，比如熱水器、電冰箱、顯示屏、空調(diào)等等都能發(fā)現(xiàn)它的身影。LED數(shù)碼管是由多個(gè)發(fā)光二極管組成的數(shù)碼管器件，內(nèi)部有比較完備的引線，還會(huì)有單獨(dú)的筆劃和公用電極就能完成一個(gè)封裝。數(shù)碼管是由7個(gè)發(fā)光管組成的8字型，分段用字母a,b,c,d,e,f,g,dp（dp表示點(diǎn)）來(lái)表示。把各個(gè)分段通入電壓就能使其發(fā)光，之后顯示在顯示屏上；二極管的陽(yáng)極與電源正極連接稱為共陽(yáng)數(shù)碼管，而陰極相接的則叫做共陰數(shù)碼管，數(shù)碼管僅能呈現(xiàn)出極少的信息，如果信息比較多，那么就要把數(shù)碼管進(jìn)行級(jí)聯(lián)，這樣就直接導(dǎo)致硬件之間的連接變的很復(fù)雜。動(dòng)態(tài)掃描的過(guò)程還需要LS164移位寄存器來(lái)幫助移動(dòng)位置，這也增加了電路連接的難度。方案二：采用字符型液晶顯示模塊LCD，該系列產(chǎn)品中較為經(jīng)典的就是LCD1602，其工作電壓在3.5V~5V，同時(shí)在內(nèi)部設(shè)置了復(fù)位的部分，能夠?qū)崿F(xiàn)光標(biāo)操作和清理屏幕等。形成的亮度能夠使用連接外部的電位裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)整。同時(shí)其控制器為HD44780，能顯示非常多常見的字符，比如字母、數(shù)字、片假名等。里面還附帶了存儲(chǔ)的設(shè)備能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存。它還能與控制核心進(jìn)行直接的連接，并經(jīng)過(guò)它內(nèi)部器件屏幕上內(nèi)容的顯示控制。本設(shè)計(jì)選用方案二，除了液晶顯示模塊體積小之外還因其顯示功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，可以滿足設(shè)計(jì)需求顯示大量文字，接口線較多但給調(diào)試帶來(lái)方便。2.2.3溫度采集模塊方案的對(duì)比與選擇方案一選擇模擬型溫度傳感器，型號(hào)為TMP235。模擬量的傳感器一般是通過(guò)溫度對(duì)電路中電壓值或電流值的影響，將傳感器采集到的模擬量輸入到控制系統(tǒng)中。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是功能消耗低且能保持較高的檢測(cè)精度。模擬溫度傳感器其不需要補(bǔ)償電路、查找表和校準(zhǔn)，因此易于設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單易用。但若要將溫度數(shù)值傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)上，需要額外的轉(zhuǎn)換器，改變數(shù)據(jù)的類型，才能成為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)據(jù)類型。方案二選擇數(shù)字型溫度傳感器，型號(hào)是DS18B20。這是一種包含了數(shù)字化校核信號(hào)導(dǎo)出的溫度感應(yīng)裝置，它收取到的數(shù)據(jù)是十分精確的。DS18B20溫度傳感器采用單總線雙線串行通信協(xié)議，采集的過(guò)程中首先是STC89C52單片機(jī)發(fā)起開始信號(hào)，通過(guò)I/O引腳發(fā)送給DS18B20溫度傳感器，之后DS18B20溫度傳感器反向單片機(jī)發(fā)送響應(yīng)，并將采集到的數(shù)據(jù)按照40位數(shù)據(jù)幀格式輸出，最高位在前，數(shù)據(jù)格式為：溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)位，溫度小數(shù)部分默認(rèn)為0，即單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)都是整數(shù)，校驗(yàn)位為4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)相加取結(jié)果的低8位數(shù)據(jù)作為校驗(yàn)和，單片機(jī)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)解析，得出溫度的具體數(shù)值，最終顯示在液晶屏上。根據(jù)上述兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比后，結(jié)合本文的設(shè)計(jì)需求，最終選用第二種溫度傳感器方案，原因是該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)處理方便，更適合于本系統(tǒng)簡(jiǎn)潔高效的需求。2.2.4煙霧傳感器方案的對(duì)比與選擇方案一若采用離子式煙霧傳感器（HD-DY02）。該傳感器的煙霧探測(cè)器件為離子室，如果沒有檢測(cè)到煙霧，那么傳感器處于待機(jī)狀態(tài)，離子流處于平衡的狀態(tài)，它的點(diǎn)位基準(zhǔn)點(diǎn)較為恒定。如果環(huán)境中存在煙霧，那么傳感器的離子流將會(huì)由于煙霧的存在而產(chǎn)生變化，表現(xiàn)為電路中的電位值上升或下降。根據(jù)這個(gè)原理，傳感器中的離子室把物理量轉(zhuǎn)化成電子量，并能通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)化為控制器可識(shí)別的語(yǔ)言。當(dāng)電位值高于一定界限時(shí)，傳感器將會(huì)認(rèn)為煙霧達(dá)到了火災(zāi)的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)傳感器將會(huì)展現(xiàn)出火災(zāi)提醒警告，并將信號(hào)傳遞到控制器，控制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理傳遞火災(zāi)警告。方案二若采用氣敏式煙霧傳感器（MQ-2）。傳感器把外界環(huán)境中氣體的類型以及還原性氣體在外界環(huán)境中所占的分量等情況變更成電流。根據(jù)這些電流的強(qiáng)度，能夠得到與外界環(huán)境中所檢測(cè)的成分相關(guān)的情報(bào)。對(duì)上述兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要檢測(cè)火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧及還原性氣體，且實(shí)物制作需要簡(jiǎn)單，故在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇方案二。2.2.5報(bào)警模塊方案的對(duì)比與選擇方案一采用ISD4003芯片設(shè)計(jì)報(bào)警模塊。該芯片能實(shí)現(xiàn)多種功能，芯片內(nèi)置多個(gè)國(guó)家的語(yǔ)言，然而該芯片的不足之處在于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能運(yùn)行程序也繁多，并且和其他系統(tǒng)的兼容性不佳，導(dǎo)致應(yīng)用過(guò)程中容易產(chǎn)生不穩(wěn)定的狀況。方案二采用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警作用。由于蜂鳴器的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，易于連接到電路中，控制方式也非常簡(jiǎn)單，蜂鳴器工作過(guò)程能產(chǎn)生較大的聲音，并且在電路中運(yùn)行穩(wěn)定不易出錯(cuò)，在系統(tǒng)中應(yīng)用蜂鳴器可降低開發(fā)成本。根據(jù)兩種方案的對(duì)比來(lái)看，結(jié)合本系統(tǒng)需求可知應(yīng)當(dāng)選擇可以接收到傳感器發(fā)出的異常信號(hào)并報(bào)警的模塊，無(wú)需繁雜的功能。并且報(bào)警模塊的作用是為系統(tǒng)的安全性提供保障，所以要求該模塊的穩(wěn)定性強(qiáng)，不會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)的情況，在電路中連接蜂鳴器時(shí)操作簡(jiǎn)單，因此本文選用第二種報(bào)警模塊方案。2.3系統(tǒng)總體的功能實(shí)現(xiàn)與總體結(jié)構(gòu)根據(jù)上述方案選擇結(jié)果可知，本系統(tǒng)選用了STC89C52單片機(jī)作為控制器、DS18B20傳感器作為溫度采集模塊、LCD1602液晶顯示器作為顯示模塊、蜂鳴器以及MQ-2型煙霧傳感器，通過(guò)這些模塊實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和報(bào)警的功能，建立安防系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)。（1）系統(tǒng)上電后開始啟動(dòng)運(yùn)行，控制器將各個(gè)接口數(shù)據(jù)初始化處理。（2）帶有按鍵輸入裝置的密碼鎖，按鍵是具有輸入和設(shè)置密碼功能的矩形陣列，可以通過(guò)呼叫用戶來(lái)打開門（3）MQ-2煙霧傳感器檢測(cè)還原性氣體，并在檢測(cè)到還原性氣體時(shí)發(fā)出警報(bào)。（4）在指定區(qū)域設(shè)置激光器，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即報(bào)警。（5）通過(guò)在警報(bào)電路上安裝蜂鳴器，接收到密碼鎖及傳感器發(fā)出的異常信號(hào)時(shí)進(jìn)行報(bào)警。綜上所述可以得出本系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖2-1：圖2-1智能安防系統(tǒng)框架圖2.4本章小結(jié)本章首先進(jìn)行整體方案的對(duì)比，選擇適合本文需求的方案，然后通過(guò)各種電子元器件和模塊的選擇實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，陳述系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方法，最后結(jié)合前面的設(shè)計(jì)形成整體運(yùn)行方案，建立系統(tǒng)框架圖。本系統(tǒng)的電氣原理如附錄A所示。

3硬件電路的設(shè)計(jì)該智能安防系統(tǒng)包括控制處理模塊，溫度采集模塊、液晶顯示模塊、蜂報(bào)警模塊、密碼鎖模塊、煙霧傳感器模塊、光電檢測(cè)模塊構(gòu)成，通過(guò)硬件與軟件的配合及時(shí)的發(fā)現(xiàn)異常情況，可以能夠智能的進(jìn)行安防。下面將對(duì)本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分進(jìn)行詳細(xì)介紹：3.1STC89C52單片機(jī)控制處理模塊（1）概述STC89C52是臺(tái)灣宏晶科技公司生產(chǎn)的增強(qiáng)型51單片機(jī)，該單片機(jī)可以通過(guò)編程芯片從而獲得各種性能，工作頻率最高可達(dá)80，存儲(chǔ)器內(nèi)存4KBytes，能夠反復(fù)擦寫1000次。STC89C52是最新代的8052單片機(jī)系列，擁有8位中央處理器，該器件的基本功能與普通的51單片機(jī)完全兼容。（2）主要功能、性能參數(shù)1.標(biāo)準(zhǔn)51內(nèi)核2.運(yùn)行周期:強(qiáng)化型6時(shí)鐘，一般型12時(shí)鐘

3.工頻范圍:0~40赫茲，實(shí)際工頻最高48赫茲

4.額定電壓:5.5-3.3V5.定時(shí)器\計(jì)數(shù)器:2個(gè)16位（T0,T1）

6.Flash程序存儲(chǔ)器:4K

7.中斷源:5個(gè)8.輸入輸出端:32個(gè) 9.ISP芯片，無(wú)需專用編程器

10.片上集成1280字節(jié)或512字節(jié)RAM11.看門狗，在溢出時(shí)能使單片機(jī)能夠強(qiáng)制復(fù)位，程序便能再次執(zhí)行。（3）STC89C51RC單片機(jī)各腳作用雙列直插式封裝單片機(jī)，各引腳功能如下：①主電源引腳VCC：接＋5V電源正端，40腳；GND：接＋5V電源地端，20腳；②控制信號(hào)線RESET（9腳）：重置信息的輸入口。ALE（30腳）：地址信息存入，脈沖信息輸入，ALE從P0端輸出地址信息。PSEN（29腳）:外端設(shè)備緩存器讀入低電平信號(hào)EA（31腳）:能夠使外端存儲(chǔ)器或者程序讀入信息。EA低電平，存儲(chǔ)器信息讀入；EA高電平，往存儲(chǔ)器寫入信息。③外部晶體、振蕩器接口XTAL1（19腳）：與晶振接口相連接。就單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部架構(gòu)而言，是反相放大器的輸入口。振蕩器通入電源，該接口與地面相連。XTAL2（18腳）：與外部晶振接口相連接。單片機(jī)連接反相放大器的I/O口。振蕩器通入電源后，該接口與其輸出口互相連接。④I/O口引腳STC89C51單片機(jī)的四組輸入/輸出口是P3、P2、P1、P0，各口的功能為：P3口（10～17腳）：使用第一功能時(shí)，與P1口相同作為標(biāo)準(zhǔn)I/O口；使用第二功能時(shí)，每一位都有特定用途，其特殊用途如表3.1所示；P2口（21～28）：P2端有上拉電阻，可作為I/O端與高8位地址信息(A8~A15)。當(dāng)該接口是I/O時(shí)，P2為8位雙流端；P1口（1～8腳）：是標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出端；P0口（32～39腳）：P0口可以作為I/O和A/D共用總線。當(dāng)其是I/O端時(shí)，是8位雙流端，上電重置后是模式轉(zhuǎn)換；由于P0口無(wú)上拉電阻，此時(shí)要與上拉電阻外接，才能夠做輸入輸出端。當(dāng)其是I/O端時(shí)，低8位為地址信息[A0-A7]或者數(shù)據(jù)線[D0-D7]，無(wú)需與上拉電阻相連。在本設(shè)計(jì)中P0口外接上拉電阻R1之后當(dāng)做普通I/O口使用。表3-SEQ表2-\*ARABIC1P3口第二用途端口引腳第二功能注釋P3.0RXD串口1數(shù)據(jù)接收端P3.1TXD串口1數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.2INT0外部中斷0，下降沿中斷或低電平中斷P3.3INT1外部中斷1，下降沿中斷或低電平中斷P3.4T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部輸入P3.5T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入P3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖P3.7RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖圖3-圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3.1.1復(fù)位電路的設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)，主要是自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式。當(dāng)接上電源的時(shí)候，電容的負(fù)極和RESET相連，電阻有電壓通過(guò)，當(dāng)RESET的一端輸入高電平的時(shí)候，芯片的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)回到原點(diǎn)。在后續(xù)芯片的進(jìn)程中，隨著電源信號(hào)輸入的不斷增加，電壓的變化與之相反，電壓在不斷逼近于初始狀態(tài)，從圖中獲得的信息還包括復(fù)位按鍵是并聯(lián)的連接方式，如果出現(xiàn)復(fù)位按鍵的損壞，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)回路無(wú)法正常工作。當(dāng)高電平信號(hào)表現(xiàn)于RST管腳時(shí)，表示需要啟動(dòng)復(fù)位程序，進(jìn)行人為按鍵啟動(dòng)，需要按下按鍵。正常情況而言，在芯片運(yùn)作無(wú)誤的前提下，電平上升到10ms這一節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致復(fù)位鍵被強(qiáng)制性的激活，整體回路可以流通。若在單片機(jī)的RST引腳上有一個(gè)連續(xù)的高電平輸入就可以將單片機(jī)復(fù)原，可以通過(guò)計(jì)算來(lái)計(jì)算出持續(xù)高電平所需的時(shí)間?？梢酝ㄟ^(guò)單片機(jī)的時(shí)鐘頻率來(lái)計(jì)算振蕩周期的時(shí)間。兩個(gè)機(jī)器周期后，微處理器將復(fù)位。此方法可用于計(jì)算重置所需的時(shí)間。3.1.2晶振電路的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路對(duì)單片機(jī)而言就如同心臟一樣重要，在該電路中，XTAL1和XTAL2作為整體回路的輸入輸出端口，其中由內(nèi)及里的信息傳遞由時(shí)鐘電路進(jìn)行優(yōu)化，在系統(tǒng)回路的輸入和輸出上進(jìn)行定時(shí)元器件的安裝，在振蕩回路的作用下其內(nèi)部的頻率有所改變，隨著頻率的不斷上升，所需的能量也隨之增加。一般情況下，振蕩的頻率的單位為MHz，一般情況下能夠保持在[1.2，12]這一區(qū)間，在系統(tǒng)超調(diào)后可達(dá)到最大限制值的兩倍。其包含有指紋識(shí)別功能由AS608進(jìn)行運(yùn)行，利用串口的途徑進(jìn)行信息的反饋。在晶振選擇方面，多方數(shù)據(jù)表明11.0592MHz晶振在波特率限制較少的同時(shí)，能夠保證系統(tǒng)誤差值的最小化，故在本次實(shí)驗(yàn)中選用這一晶振進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。3.2DS18B20溫度采集模塊溫度采集電路圖見3-2：本系統(tǒng)選用的DS18B20型溫度傳感器的連接方式是單線型，能實(shí)現(xiàn)多位置的同時(shí)檢測(cè)，傳感器采集模擬量信號(hào)后轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)，所以數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確度較高。傳感器的電路結(jié)構(gòu)和三極管相似，包括三個(gè)引腳，其中1和3是電源的正負(fù)極接線端，2是信號(hào)傳輸端口，將傳感器采集到的信號(hào)傳遞到控制器。該傳感器和外界相連時(shí)要接入10K的電阻，然后通過(guò)控制器接收傳出的信號(hào)，傳感器的檢測(cè)準(zhǔn)確度較高。不足之處在于信號(hào)采集時(shí)間較長(zhǎng)且頻率要控制在一定范圍內(nèi)才能保證檢測(cè)精度。圖3-2溫度采集電路DS18B20和控制器的連接布置方式如圖3-2所示，將一個(gè)10K的電阻串聯(lián)在1和2之間，再接到單片機(jī)的電源端和P1.0接口。由于該傳感器是單總線的連接方式，所以電路連接簡(jiǎn)單，而軟件編程的難度較高，需要進(jìn)行歸零和調(diào)試后才能使用。3.3LCD1602液晶顯示模塊研究中主要使用液晶LCD1602進(jìn)行顯示，用途就是對(duì)時(shí)鐘信息、溫度等進(jìn)行顯示。①LCD1602介紹LCD1602的工作電壓在3.5V~5V，它在內(nèi)部設(shè)置了復(fù)位的部分，能夠?qū)崿F(xiàn)光標(biāo)操作和清理屏幕等。形成的亮度能夠使用連接外部的電位裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)整。里面還附帶了存儲(chǔ)的設(shè)備能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存。它還能與控制核心進(jìn)行直接的連接，并經(jīng)過(guò)它內(nèi)部器件屏幕上內(nèi)容的顯示控制。②液晶顯示器各種圖形的顯示原理:顯示線段個(gè)顯示單元相互連接和配合，組成點(diǎn)陣圖形式的液晶，當(dāng)顯示屏有64行，不同行均對(duì)應(yīng)128列，因此每8列與1個(gè)字節(jié)的8位相對(duì)應(yīng)，且不同行均對(duì)應(yīng)16字節(jié)，故共有個(gè)點(diǎn)組成，將屏上個(gè)顯示單元與顯示區(qū)1024字節(jié)相互對(duì)比，當(dāng)二者相互對(duì)應(yīng)時(shí)，則字節(jié)內(nèi)容與顯示屏對(duì)應(yīng)位置的亮度保持一致。一般情況下，液晶顯示屏的第一行的亮度與區(qū)的的16字節(jié)相對(duì)應(yīng)，內(nèi)容保持一致，當(dāng)時(shí)，顯示屏的左上方會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的亮度，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)時(shí)，顯示屏的右下方會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的亮度；當(dāng)，，，……，時(shí)，顯示屏的會(huì)顯示多條虛線，且亮暗相間，由此可知LCD顯示的基本內(nèi)容與原理。字符的顯示在LCD中顯示字符具有顯著的復(fù)雜性，一般情況下，由6×8或8×8點(diǎn)陣共同組成一個(gè)字符，要在顯示屏幕的具體位置明確區(qū)的8字節(jié)，同時(shí)讓每字節(jié)的不同位為“1”，并根據(jù)具體內(nèi)容，進(jìn)行判斷確定是否點(diǎn)亮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)字符的組成和顯示。但是內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器，較為簡(jiǎn)單和便捷，所以控制器可以在文字方式上運(yùn)行。上顯示的是行列號(hào)，然后按每一行的列數(shù)選擇RAM的地址，設(shè)置光標(biāo)并發(fā)送代碼。下面介紹各個(gè)引腳的作用：表3.2LCD1602操作指令對(duì)應(yīng)的引腳電平讀狀態(tài)寫指令讀數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=Ｌ，R／W=Ｈ，Ｅ=ＨRS=Ｌ，R／W=Ｌ，Ｄ０-Ｄ７=指令碼，Ｅ=高脈沖RS=Ｌ，R／W=Ｈ，Ｅ=ＨRS=Ｌ，R／W=Ｌ，Ｄ０-Ｄ７=數(shù)據(jù)，Ｅ=高脈沖輸出Ｄ０-Ｄ７=狀態(tài)無(wú)Ｄ０-Ｄ７=數(shù)據(jù)無(wú)LCD1602液晶顯示電路如下圖3-3所示：圖3-圖3-3液晶顯示電路3.4蜂鳴器報(bào)警模塊蜂鳴器報(bào)警模塊電路如圖3-4所示圖3-4蜂鳴器電路圖蜂鳴器在電路中主要起到發(fā)出警報(bào)的作用。用普通的I/O口直接連接蜂鳴器的兩端，不能夠使蜂鳴器進(jìn)行工作。因此應(yīng)當(dāng)使用放大電路來(lái)對(duì)電流進(jìn)行放大，再連接至蜂鳴器的兩端以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。當(dāng)煙霧傳感器檢測(cè)到還原性氣體時(shí)蜂鳴器會(huì)叫；當(dāng)設(shè)定的區(qū)域有人經(jīng)過(guò)時(shí)，蜂鳴器也會(huì)鳴叫。3.5MQ-2傳感電路設(shè)計(jì)如圖3-5所示，由模擬線路圖可以發(fā)現(xiàn)，主要包括兩部分內(nèi)容，主要用于檢測(cè)環(huán)境中的二氧化碳含量，并判斷是否超標(biāo)，及時(shí)獲取數(shù)據(jù)并傳輸至，在實(shí)際工作過(guò)程，按照模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)最后流轉(zhuǎn)至單片機(jī)，經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后在屏幕上顯示。當(dāng)傳感器感測(cè)到煙霧的存在時(shí)，如果通過(guò)這些氣體調(diào)節(jié)了晶粒所處的屏障，則表面電導(dǎo)率也將相應(yīng)地發(fā)生變化。因此，我們可以檢測(cè)周圍的環(huán)境中有沒有待檢測(cè)的氣體，若該氣體的濃度很高，就會(huì)使電阻值變小。根據(jù)該特性，設(shè)計(jì)的電路如圖3-5所示。圖3-5煙霧檢測(cè)電路3.6光電檢測(cè)電路設(shè)計(jì)由于激光具有測(cè)量范圍廣，響應(yīng)速度快且其精度極高的優(yōu)點(diǎn)，因此把它吸納到智能安防系統(tǒng)中，并與光敏電阻配合形成光電檢測(cè)電路，使智能安全系統(tǒng)增添安全防御功能。激光在各種空氣介質(zhì)中都具有良好的穿透性，和控制器連接時(shí)電路中要連接一個(gè)三極管用于控制傳感器。如果有人在門口通過(guò)時(shí)，此人便會(huì)擋住激光，由于光敏阻值上升導(dǎo)致電流值降低，引腳P1.6將電流信號(hào)反饋到控制器中，報(bào)警器產(chǎn)生蜂鳴。當(dāng)沒有物體阻擋激光束時(shí)，激光將對(duì)通。此時(shí)，P1.6會(huì)恢復(fù)到較高的水平。發(fā)射電路和接收電路如圖3-6所示。圖3-6光電檢測(cè)電路3.7密碼鎖電路設(shè)計(jì)密碼鎖結(jié)構(gòu)圖如圖3-7所示。這種設(shè)計(jì)在養(yǎng)老院院中尤其具有人性化的設(shè)計(jì)。按鈕模塊具有呼叫養(yǎng)老院房間號(hào)的功能，賬戶登錄功能和信息修改功能。這些功能的控制可以同時(shí)顯示在1602LCD屏幕上，為使用者提供便利。算法邏輯如下：賬戶登錄功能，密碼鎖的初始密碼是123456。在啟動(dòng)微控制器電源時(shí)，液晶顯示器上存在“CODECALLRESET”三種顯示。然后顯示器將會(huì)提醒已經(jīng)輸入密碼的位數(shù)?，F(xiàn)在您可以按數(shù)字鍵0到9，所按的值將實(shí)時(shí)顯示在1602上。輸入密碼后，單擊“確定”按鈕。如果輸入的密碼正確，顯示屏將顯示unlockSuccssful。但是，如果您輸入的密碼錯(cuò)誤，則顯示屏將顯示codeerror。輸入密碼的機(jī)會(huì)只有三次，加入三次輸入的密碼全部錯(cuò)誤，將不能夠再次輸入密碼。通話功能，非常人性化。例如，您是201房間的客人，并且希望主人為您打開門。首先，選擇呼叫按鈕，輸入您要呼叫的房間號(hào)碼，然后再次按確認(rèn)按鈕。顯示屏將顯示等待。經(jīng)過(guò)3秒，屏幕界面返回調(diào)試界面，可以重新進(jìn)行設(shè)置。密碼更改功能有助于增強(qiáng)登錄安全性。這樣，很簡(jiǎn)單就能防止密碼泄露。首先，點(diǎn)擊密碼更改按鍵，顯示顯示出更改頁(yè)面。密碼更改前需要將原始密碼正確輸入后才能啟動(dòng)密碼更改操作。再將新的密碼輸入到頁(yè)面中，然后按“確認(rèn)”按鈕成功。圖3-7密碼鎖電路圖3.8本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的電路原理圖，并介紹了各模塊和控制連接的方式。本系統(tǒng)的功能是通過(guò)方案設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)共同完成的。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1編程語(yǔ)言選擇對(duì)于本系統(tǒng)的控制器選擇方面，單片機(jī)一般的編程語(yǔ)言是C語(yǔ)言或者是匯編語(yǔ)言，由于本次選用了STC89C52型單片機(jī)，而該單片機(jī)應(yīng)用C語(yǔ)言能夠更方便的編程和調(diào)試。C語(yǔ)言是在1972年由美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家DennisM.Ritchie開發(fā)的軟件開發(fā)語(yǔ)言，C語(yǔ)言不僅可以做為開發(fā)的腳本語(yǔ)言，又可以做為一種高級(jí)交互語(yǔ)言。該語(yǔ)言由于兼容性好、穩(wěn)定性強(qiáng)、邏輯結(jié)構(gòu)層次清楚、簡(jiǎn)單易上手等特點(diǎn)使得一經(jīng)推出便受到眾多軟件開發(fā)者的歡迎。在應(yīng)用平臺(tái)方面，語(yǔ)言也被應(yīng)用在大、中、小甚至微型機(jī)系統(tǒng)上，在程序開發(fā)方面，C語(yǔ)言由于高度抽象性，使用戶避免與復(fù)雜的計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行交互，極大地提高了軟件開發(fā)的效率。在科研方面，C語(yǔ)言不僅可以做為數(shù)據(jù)輔助分析的工具，還能用來(lái)開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)。因此此次課題中選用它作為編程語(yǔ)言。4.2編程軟件選擇美國(guó)公司推出了可用語(yǔ)言搭建單片機(jī)系統(tǒng)的語(yǔ)言兼容性好、穩(wěn)定性強(qiáng)、層次清楚、簡(jiǎn)單易上手，相較于匯編語(yǔ)言有明顯的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)可以將多種模塊如編譯器、宏匯編等組合在一起，創(chuàng)建出一個(gè)合適的集成開發(fā)環(huán)境來(lái)用于單片機(jī)的研發(fā)。，而且還更易于理解。我們本次的編程語(yǔ)言為C語(yǔ)言，因此Keil單片機(jī)是我們的的不二之選，選用Keil單片可以極大的提升我們的工作效率，起到事半功倍的效果。如果不用C語(yǔ)言只用匯編語(yǔ)言編程，Keil單片也是我們的首選。4.3軟件設(shè)計(jì)4.3.1主程序設(shè)計(jì)該程序流程圖如圖4-1所示：圖4-圖4-SEQ圖4-\*ARABIC1主程序流程圖主程序設(shè)計(jì)的目的是建立程序運(yùn)行框架，實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)系統(tǒng)的功能。本課題的設(shè)計(jì)目的是：若系統(tǒng)能開始正常啟動(dòng)，各模塊開始工作。通過(guò)安裝帶有鍵盤裝置的密碼鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的門禁系統(tǒng)；在硬件電路中設(shè)計(jì)了鍵盤輸入設(shè)備，能通過(guò)鍵盤實(shí)現(xiàn)密碼登錄系統(tǒng)訪問(wèn)工作。MQ-2煙霧傳感器的作用是對(duì)氣體狀況進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到還原性氣體時(shí)發(fā)出警報(bào)。用激光監(jiān)控指定區(qū)域的情況，進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)報(bào)警，便會(huì)報(bào)警；DS18B20溫度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度，LCD1602液晶顯示器用于顯示溫度。警報(bào)電路裝有蜂鳴器，以警報(bào)檢測(cè)到的情況。4.3.2溫度采集子程序設(shè)計(jì)該子程序流程圖如下圖4-2所示：該程序的目的是達(dá)到檢測(cè)溫度、并將數(shù)據(jù)傳遞到控制器的作用。本系統(tǒng)選DS18B20型溫度傳感器，當(dāng)系統(tǒng)開始通電，該傳感器先實(shí)現(xiàn)初始化功能，然后再和控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。傳感器采集信息會(huì)儲(chǔ)存到寄存器里，最后返回溫度值以供函數(shù)調(diào)用。圖4-圖4-SEQ圖4-\*ARABIC2溫度采集流程圖4.3.3光電檢測(cè)子程序設(shè)計(jì)此程序主要作用是用于控制激光進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行后，激光在程序的控制下開始進(jìn)行工作，當(dāng)在指定的區(qū)域內(nèi)有人經(jīng)過(guò)，會(huì)使光敏電阻的阻值發(fā)生變化，從而產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，進(jìn)而觸發(fā)報(bào)警。程序流程圖如圖4-3所示4.3.4蜂鳴器報(bào)警子程序設(shè)計(jì)本程序的目的是實(shí)現(xiàn)事故報(bào)警的作用。本系統(tǒng)選用蜂鳴器作為報(bào)警模塊，如果檢測(cè)地點(diǎn)反饋出安全問(wèn)題就會(huì)及時(shí)啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警功能，若光電檢測(cè)在指定區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到人員經(jīng)過(guò)，煙霧傳感器檢測(cè)到還原性氣體，密碼鎖多次輸入錯(cuò)誤密碼，將會(huì)觸發(fā)報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)通電后，I/O口初始化，若從其他模塊接受到異常信號(hào)，則觸發(fā)報(bào)警。程序流程圖如圖4-4所示：圖4-圖4-SEQ圖4-\*ARABIC3