（毕业论文）基于单片机的居室安全报警系统的设计与实现 ㊣ 精品文档 值得下载

不到设定阈值时，口输出高电平，当外界环境温度超过设定阈值时，模块输出低电平该模块数字量输出与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的温度改变该模块数字量输出直接驱动继电器模块，由此组成个温控开关该模块模拟量输出和模块相连，通过转换，可以获得环境温度更精准的数值热敏电阻传感器原理如图所示。

图热敏电阻传感器原理图烟雾传感器部分型气体传感器用于以氢气为主要成分的城市煤气天然气液化石油的测量，而且它抗干扰能力强，水蒸气烟等干扰气体对它的影响小。

其主为要部件型气敏元件，该气敏元件采用烧结半导体所形成的敏感烧结体，具有稳定的阻值即器件在纯洁空气中的阻抗，从而保证了长期工作的稳定性，同时，该器件采用单电源供电，其功耗为左右，能够对所测试的气体有极高的灵敏度和信噪比。

器件的灵敏度为。

为器件在丁烷浓度为时的阻抗，气敏元件电路结构和外形如图所示。

二〇五年五月十日星期图型气体传感器电路图图型元件外形结构图针对居室安全系统设计要求，本文所采用的烟雾传感器模块的主要芯片是气体传感器，其工作电压为直流，具有信号输出指示灯，能够提供双路信号输出模拟量输出及电平输出，本文采用低电平输出，器件响应时间，恢复时间，加热电压，加热功率约，工作环境要求丁烷浓度在时，在湿度小于，在温度下不会引起误报，能够满足居室安全系统设计要求，烟雾传感器实物电路原理如图所示。

图烟雾传感器实物图二〇五年五月十日星期汇诚科技网址产品有售淘宝店图烟雾传感器模块电路原理图数码管部分当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成字样。

如显示个字，那么应当是亮亮亮亮亮不亮不亮不亮。

本文所采用单个发光二极管的管压降为左右，电流不超过。

发光二极管的阳极连接到起连接到电源正极组成共阳数码管。

为了区分不同传感器报警，红外传感器对应数字，温度传感对应数字，烟雾报警对应数字。

本文所设计数码管显示电路原理实物如图所示。

图数码管显示电路原理图二〇五年五月十日星期图数码管显示电路实物图声光报警提示电路灯光提示电路即发光二极管，是种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。

本设计利用不同颜色的指示不同传感器的报警，灯光提示电路如图所示。

图灯光提示电路声音报警电路针对声音报警电路，本文采用蜂鸣器限流电阻和晶体管组成的声音报警电路，蜂鸣器为发声元件，是种体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于报警器汽车电子设备定时器等电子产品中作发声器件。

蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型，电磁式蜂鸣器由振荡器电磁线圈磁铁振动膜片及外二〇五年五月十日星期壳等组成，接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。

振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互缠绕，在其两端施加直流电压有源蜂鸣器或者方波无源蜂鸣器就可以发声，本设计采用电磁式有源蜂鸣器，其中三极管起开关作用，其基极的低电平使三极管饱和导通，使蜂鸣器发声而基极高电平则使三极管关闭，蜂鸣器停止发声，声音报警电路如图所示。

蜂鸣器图声音报警电路无线遥控模块本设计利用模块构成的无线接收电路，在居室安全系统中加入了无线遥控功能，该功能能够实现对居室安全系统的布防解除布防停止报警等基础功能。

无线接收电路无线遥控实物如图所示。

图无线接收电路二〇五年五月十日星期图无线遥控电路实物图单片机部分设计单片机是种低功耗高性能位微控制器，具有在系统可编程存储器。

在单芯片上，拥有灵巧的位和在系统可编程蜂鸣器红外热释电图电路汇总图二〇五年五月十日星期附录程序源代码调用单片机头文件无符号字符型宏定义变量范围无符号整型宏定义变量范围红外热释电平时为有输出为蜂鸣器定义红色发光二极管定义绿色发光二极管定义黄色发光二极管定义红外热释传感器定义烟雾高温千位的位选信号百位十位个位共阳极二〇五年五月十日星期段码，按键处理函数按键松开按键松开松手检测按键松开后进入等待按键状态，按键按下按键按下消抖按键松开后进入等待松开按键状态得到按键值得到按键值得到按键值二〇五年五月十日星期定时器初始化程序开总中断定时器工作方式开定时器中断允许定时器定时报警标志位布防标志位布防标志位使能用做定时器的变量红外报警处理报警红灯报警蜂鸣器报警准备开始布防绿灯闪确认布防如果延时布防成功绿灯长亮红外有输出二〇五年五月十日星期对应不同按键处理按键紧急报警报警标志位布防按键取消报警把变量清零主程序二〇五年五月十日星期红灯报警蜂鸣器报警二〇五年五月十日星期红外热释电指示灯有输出就亮黄灯秒二〇五年五月十日星期为了进步调试烟雾传感器模块，编译了如下测试程序。

说明当测量浓度大于设定浓度时，单片机口输出低电平库文件宏定义无符号字符型宏定义无符号整型定义定义单片机口的第位即为指示端定义单片机口的第位即为传感器的输入端延时函数延时程序主函数无限循环熄灭口灯当浓度高于设定值时，执行条件函数延时抗干扰确定浓度高于设定值时，执行条件函数点亮口灯结束二〇五年五月十日星期附录实物图图实物图二〇五年五月十日星期沈阳农业大学科学技术学院毕业设计题目基于单片机的居室安全报警系统设计与实现院系信息与控制学院专业农业电气化与自动化班级学号学生姓名马天翼指导教师孔德尉成绩年月日二〇五年五月十日星期目录方案设计设计任务要求整体方案设计框架居室安全报警系统的硬件设计红外传感器部分设计热释电红外传感器的工作原理菲涅耳透镜集成电路介绍温度传感器部分温度传感器温度传感器工作原理烟雾传感器部分数码管部分声光报警提示电路灯光提示电路声音报警电路无线遥控模块单片机部分设计单片机单片机的最小系统按键控制电路指示灯报警电路电源模块居室安全报警系统的软件设计软件结构及功能软件程序调试参考文献附录电路图附录程序源代码二〇五年五月十日星期附录实物图方案设计设计任务要求设计包含了硬件设计和软件设计这两部分。

模块分为数据采集按键的设置报警设备无线遥控装置数码管显示等等。

居室安全报警系统是由红外热释电红外传感器温度传感器烟雾传感器数码管电路蜂鸣器单片机控制电路无线遥控电路和软件组件为主组成。

居室安全主要分为防盗和防火，针对于此本文所设计系统主要实现如下功能人们出行前，利用无线遥控器打开报警系统的保护状态，秒后将传感器设置为工作状态进行布防。

在布防期间，红外辐射探测器透过菲涅耳透镜建立个监测区域，在该区域内任何人员活动都会触发红外辐射监测电路，激活报警电路，红色警示灯闪烁，数码管显示数字，蜂鸣器长鸣报警烟雾探测器会对室内烟雾浓度进行监控，当室内烟雾浓度过高，激活报警电路，黄色警示灯闪烁，数码管显示数字，蜂鸣器长鸣报警温度探测器会对室内温度进行监控，当室内温度过高，激活报警电路，绿色警示灯闪烁，数码管显示数字，蜂鸣器长鸣报警。

整体方案设计框架本设计所设计的居室安全系统主要包括以下结构复位电路报警电路热释电红外传感器电路温度传感器电路烟雾传感器电路无线遥控电路数码管显示电路和相应的软件控制程序。

本设计所设计的居室安全系统以单片机为中央数据处理单元，配以红外传感监测电路温度传感监测电路和烟雾传感监测电路作为数据采集端，系统启动与关闭采用无线遥控技术，报警方式分为红黄绿彩灯闪烁和蜂鸣器长鸣以及数码管数字显示三种方式组合报警。

第个监测点上设置的红外传感器探测到身体散发的红外线辐射时，可以将其转换为电压信号，经过放大电路和个比较器电路，最终由单片机接收产生的电平。

在单片机内部，由软件来查询和鉴别以确定最终是否发出警报信号。

旦发出了入侵的警报信号，报警电路将运行并放大，使蜂鸣器发光二极管等设备发出相应二〇五年五月十日星期的声音光线来配合。

第二个监测点上设置的温度传感器探测到室内高温时，可以将其转换为低电平信号，由单片机接收产生的电平。

由软件来查询和鉴别以确定最终是否发出警报信号。

旦发出了高温警报信号，报警电路将运行并放大，使蜂鸣器发光二极管以及数码管等设备发出相应的声音光线来配合。

第三个监测点上设置的烟雾传感器探测到室内烟雾浓度高时，可以将其转换为低电平信号，由单片机接收产生的电平。

由软件来查询和鉴别以确定最终是否发出警报信号。

旦发出了烟雾警报信号，报警电路使蜂鸣器发光二极管以及数码管等设备发出相应的声音光线来配合。

当人们出门后，报警系统变成运行部署状态，当有人闯入检测区域内，热释电红外传感器就可以检测到或是出现高温烟雾时，进而迅速转换输出方式，报警器启动，从而起到防盗防火作用。

该报警器的最大特点是方便简单，用户操作灵活，智能化程度高，误报率低，易于安装和维护。

随着现代科学技术的提高，人们的安全意识也飞速发展，在不久的将来报警系统将在更广泛的领域和层次得到应用。

二〇五年五月十日星期居室安全报警系统的硬件设计从设计需求角度来分析，此设计包括如下四个部分无线遥控部分传感器部分数码管部分单片机和报警器的报警系统。

电路原理如图所示。

电源开关电源单片机复位电路指示灯报警电路按键控制红外传感器温度传感器烟雾传感器无线遥控数码管显示图电路原理图红外传感器部分设计热释电红外传感器的工作原理热释电红外传感器简称是种全新的高灵敏度的检测仪器。

热电传感器是利用热电效应的传感器，具有敏感度高的特点。

它是由个电压晶体元件和陶瓷氧化物部分组成。

在监测传感器表面温度变化时，元件表面的电极由于热电效应而会产生电荷，在两者之间形成弱电压。

其输出阻抗高，具有个阻抗转换效应晶体管。

当传感器表面温度恒定在监视范围内，传感器没有信号输出。

当人体进入监视区域，室温和体温的温度差，造成环境温度变化的，此时传感器输出信号如果身体不移动到监视区域中，则环境温度不发生变化，传感器不会输出信号。

热释电红外传感器如图所示。

二〇五年五月十日星期图热释电红外传感器菲涅耳透镜菲涅耳透镜片由聚烯烃材料制作，反射镜的表面侧是光滑的，另侧是从小到大排列的同心圆。

在许多情况下，菲涅耳透镜对于红外线和可见光透镜效果良好，但比很多镜片的平均价格都低。

菲涅尔透镜可以根据光学设计或结构特点进行分类。

菲涅耳透镜具有两种功能是聚焦作用，二是对所监视的区域内划分成多个小区域，包括亮区和