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1、 编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学自考本科毕业论文专 业： 通信工程 论文题目：基于单片机的智能家电控制及远程安防系统的实现 准考证号： 011809102874 姓 名： 黄俊杰 指导教师： 陈均 工作单位或家庭地址： 重庆科创职业学院 联系电话 13883045521 重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）任务书学 生 姓 名 黄俊杰 准考证号码 011809102874 专 业 通信工程 指导教师姓名 陈均 指导教师单位 重庆科创职业学院 一、 设计题目：基于单片机的智能家电控制及远程安防系统的实现二、设计（论文）要求：查阅智能家电控制及远程安防系统的方案手册，分析单片机的工
2、作原理和TC35I控制方式，先绘制电路图，再进行硬件搭建及调试。主要研究要求：明确智能家电控制及安防系统的硬件配置，连接情况及其控制方式，明确整个系统的软硬件的工作流程，及其GSM网络与TC35i单片机之间的信息交换，解决家居无人自动检测防火、防盗、防煤气泄漏，远程报警及家电控制，能够实现一对多、多对多的控制，能够熟练阅读大量相关英文资料。三、设计（论文）的主要内容：根据单片机与TC35i和GSM网络构成特点，设计能正常工作的家电控制及远程安防系统。主要包括：需求分析、硬件选择、预算、单元电路、硬件搭建、调试、总结。四、主要参考资料：1李广弟等.单片机基础M.北京航空航天出版社，2001.2王
3、东峰等.单片机C语言应用100例M.电子工业出版社，2009.3陈海宴.51单片机原理及应用M.北京航空航天大学出版社，2010.4刘守义等.单片机技术基础M.西安电子科技大学出版社，2007.5钟富昭等.8051单片机典型模块设计与应用M.人民邮电出版社，2007.6李平等.单片机入门与开发M.机械工业出版社，2008. 指导教师（签名）部门负责人（签 名）（校外设计请加盖单位公章） 年 月 日 重 庆 邮 电 大学自考本科毕业设计（论文）开题报告 考 号 011809102874 姓 名 黄俊杰 导师单位 重庆科创职业学院 导师姓名 陈均 填表日期 2011 年 9月论文题目 基于单片机的
4、智能家电控制及远程安防系统的实现课题调查与文献阅读1、选题背景：远程无线控制技术是一种新的不可忽视的发展趋势，不仅可靠性高、使用方便、维护简单、用户较密时成本低。而且对自己毫无妨害为了让更多的人知道远程控制相关技术，在这里写了一篇基于单片机的智能家电控制及远程安防系统，便于对远程控制技术和安防系统技术有更多的解。2、技术现状：AT89系列的51单片机已是非常的成熟，我们在应用与技术上都能很快的建模与硬件的搭建。51系列单片机也是我们用的最多最熟悉的单片机之一。所以，用51单片机已是不可阻挡的选择。GSM网络是全球移动通信系统的一个典范，他在通话，短信，数据业务都有着非常成熟的技术。通过GSM网
5、络我们可以利用通信模块来对我们的产品进行一系列的控制。不仅如此，由于GSM网络的通用性和普遍性，所以我再次决定利用GSM网络进行系统的设计与搭建。3、未来发展远程控制及远程安防系统，是未来控制领域的不可阻挡的发展趋势，在未来的几年里，由于通信事业的发展和控制领域技术的提高，远程控制技术将会在我们的生活中无处不在，比如现在的停车场、仓库、等无人值守的地方，现在都有陆续安装和适用。但是它们都存在不足。所以我在这里将他们都优化了一些。是本系统更实用更稳定。4、选题研究的方法文献研究法：查阅相关专业书籍，搜集相关文献，同时进行网络检索；在此基础上整理、分析远程控制系统的理论知识与实践过程，总结需要运用
6、的相关技术，分析其技术重点。实践研究法： 通过对GSM网络的应用于学和对TC35I通信模块的使用对网络的连接，硬件的搭建等方面进行全面分析与总结。理论分析与实验方法理论分析：1、 1、单片机技术的概念。2、 2、单片机与TC35I技术探析。3、 3、单片机与TC35I和GSM网络接入方案的了解。4、 4、安装设计时的关键技术与注意事项。实验方法：1、 1、测试GSM网络的可靠性与针对性2、 2、测试TC35I通信模块的可靠性与连接性3、 3、测试单片机与TC35I通信模块的连接性与数据传输性4、 4、测试单片机与硬件驱动电路的连接性与可靠性5、 5、全局测试。注：此页不够可增加。工作进度计划1
7、、第一、二周根据任务书要求，对相关资料进行收集、整理，撰写开题报告。2、第三、四周根据整理后的资料写出文章大纲，并提交指导老师检查、讨论。3、第五、六、七周根据大纲撰写论文的初稿，并提交指导老师审阅、修改。4、第八、九周根据指导老师给的修改意见完成论文的中稿。5、第十周修正论文内容及格式，定稿。6、第十一、十二周熟悉论文并打印论文，做好答辩课件，准备答辩。学生签字： 年 月 日指导教师意见 签字： 年 月 日 部门意见 负责人签字： 年 月 日说明：1. 开题报告工作是毕业设计的重要环节，务必高度重视。2. 开题报告在毕业设计的第三周内完成，并由导师和导师所在部门负责人签字。重庆邮电大学通信工
8、程(本科)专业毕业设计（论文）指 导 教 师 意 见指导教师评语：建议成绩 （分数）指导教师（签名） 年 月 日 重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）评 阅 教 师 意 见评阅教师评语：建议成绩 （分数）评阅教师（签名） 年 月 日 重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）答 辩 记 录一、 学生介绍设计（论文）情况：二、提问及答辩情况：提问一：答 辩：提问二：答 辩：提问三：答 辩：提问四：答 辩：提问五：答 辩：记 录（签名） 年 月 日 重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）答辩小组意见答辩小组评语：答辩成绩 （分数）（校外加盖单位公章）毕业设计总评成绩：指
9、导教师给定 建议成绩（1）评阅教师给定 建议成绩（2）答辩小组给定 答辩成绩（3）毕业设计总评成绩（1）0.3（2）0.3（3）0.4答辩小组结论性意见：答 辩 小 组 负 责 人（签名） 院答辩委员会负责人 （签名） （校外设计请加盖单位公章）年 月 日 摘 要伴随着数字化和网络化的进程，智能化的浪潮席卷了世界的每一个角落，成为一种势不可挡的历史化大趋势。面对当前犯罪分子作案手段日趋技能化、智能化、团伙化和暴力化的势态，单靠传统的“人防”一种途径已远不能适应新形式下斗争的需要 。随着网络通讯技术及图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得家庭能够采用最新的通讯和图像处理技术，通过网络传输数
10、字图像，可为实现家庭监控系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。本课题所研究的基于GPRS的远程安防监控系统,目的在于使得人们在可以繁忙工作的同时，在远程就了解自己家庭概况，及时作出分析与判断。本文主要介绍了以AT89S52和GSMTC35i模块的无线远程监控系统的硬件和软件方面的设计。主要内容包括：AT89S52芯片的详细分析；TC35外围与硬件电路的设计分析；AT 指令的收发等等。该系统实现了以下功能：实时远程监控；短信服务；入侵报警；火灾报警。本文重点介绍了在实际研究开发过程中采用的一些技术手段和具体的实现过程，并简要介绍了一些嵌入式相关理论基础，同时指出了该系统开发有待于进一步完善发展
11、的方向。关键词：单片机 TC35I 远程监控 防盗火灾报警AbstractAccompanied by a digital network and the process, intelligent wave swept every corner of the world, become a kind of be a trend which cannot be halted the historical trend. In the face of the current crime means of increasing skill, intelligence, gangs and violen
12、ce of the situation, relying on the traditional air a way has been far can not meet the needs of new forms of struggle.Along with the network communication technology and image compression technology and transmission technology rapid development, the family can use the latest communication and image
13、 processing technology, through the network transmission of digital image, for home monitoring system provides a feasible and efficient low-cost solutions. The subject of the study of GPRS based remote monitoring system, the aim is to enable the people in the busy working at the same time, in the di
14、stance about her family situation, timely analysis and judgment.This paper mainly introduced to the AT89S52 and GSMTC35i module of the wireless remote monitoring system hardware and software design. The main contents include: AT89S52 chip detailed analysis; TC35 peripherals and hardware circuit desi
15、gn analysis; AT instruction and so on. The system to achieve the following functions: real-time remote monitoring; short message service; intrusion alarm; fire alarm.This paper introduces the research and development process in actual uses some technical means and the concrete realization of the pro
16、cess, and briefly describes some related embedded theory foundation, pointed out at the same time the system waits for further consummates the development direction.Key words: SCM TC35I remote monitoring anti-theft alarm目 录第一章 前 言1第一节 国内安防系统的发展现状1第二节 国外安防系统的发展现状3第三节 系统的功能及原理4一、系统框图介绍4二、硬件电路的设计4第二章 温
17、度控制系统6第一节 温度传感器电路原理6一、温度传感器接口7二、液晶显示电路7三、串口通讯8四、按键接口电路9五、时钟电路10六、存储器接口电路10第二节 温度系统程序10一、计算温度子程序11二、按键处理子程序12三、计算温度子程序13第三章 红外传感器16第一节 红外传感器原理16一、红外传感器原理16二、放大电路的设计16三、发光二极管报警电路的设计17四、软件的程序实现18第四章 火灾检测报警系统20第一节 报警驱动电路20一.系统软件设计20二、红外探测模块20三、温度采集模块21第二节 原理图及分析22第五章 玻璃破碎报警器27第一节 硬件选择27第二节 硬件连接31第六章 驱动电
18、路设计32第一节 硬件驱动电路图32第二节 工作原理33附 录36结 论35第一章 前 言第一节 国内安防系统的发展现状经过二十多年的发展,中国安防行业已经形成集研发、生产、销售、工程与系统集成、报警运营与中介服务等为一体的朝阳产业,全国现有安防产品生产、工程系统集成、产品经销和安防报警服务企业1.5 万余家,涉及保安报警服务、CCTV监控、防盗报警、楼宇对讲、智能家居、生物识别、智能交通等诸多领域。据资料统计,世界上有一半的安防产品是由中国企业制造的,而中国安防市场以每年增长20% 30% 的速度发展,预计今年全国安防行业产值可以达到1200 亿元人民币,其中,安防产品制造产值约700 亿元
19、,安防工程产值420 亿元,安防报警服务80 亿元。随着国家经济持续发展,人们生活水平不断提高, 安防市场会不断扩大,需求将更加迫切,可以预计“, 十一五”后期至“十二五”期间,将成为中国安防行业发展的黄金时期。 从整体上看,中国安防产业在历经了20 世纪90 年代中后期的快速发展,2002 年进入技术升级结构调整时期后,2006 年,因为平安城市建设,安防市场步入发展快车道。从市场地域分布来看,安防产品市场比较活跃的地区以华南华东、华北为主。华南市场的珠江三角洲八个城市(广州、深圳、珠海、中山、佛山、惠州、江门、东莞) 安装100 万个摄像机加强城市治安防控,引发了华南安防市场火爆性增长;华
20、东市场由于江苏、浙江、上海三省市近年来全面推进科技强警示范城市建设以及2010 年上海世博会,安防产品在各地一、二、三级市场遍地开花;华北市场因为2008 年北京奥运会安全防范的需要,带来了各种安防产品的几何增长。 伴随我国安防产业规模的扩大,珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地区等安防制造基地已经形成。这些地区的共同优势是,安防制造企业集中,产业链比较完整,具有很强生产和配套能力。其中,以深圳为中心的珠江三角洲已成为我国规模最大、发展速度最快、品种最全、产品出口所占比重最高的安防产品加工密集地区;以杭州为中心的长三角,也成为国内最重要的DVR制造、安防监控软件基地;以天津为中心的环渤海地区则逐步
21、形成了摄像机产业集群。 但在我国安防制造业中,外商和港澳台投资企业生产的安防产品仍然占据半壁江山。2006 年,外商和港澳台企业更是加紧了对中国安防市场的凌厉攻势,收购、兼并、合作、加大在国内投资,他们凭借其技术优势和成熟的运作模式,在国内市场占有相当的优势条件。一些企业不断扩大自身优势,对销售模式进行了调整,取消了原来的多级代理,实行区域代理+ 直销的销售模式,强化渠道控制力。除在省会城市布下营销团队外,还加速了在地、市甚至是县级市场的营销,同时二、三、四级市场的竞争正在逐步升温,是近年国内安防市场渠道营销的一个最为明显变化。 我国安防产业经过多年的发展已经初具规模，并且发展迅速。 “十五”
22、期间，我国安防产业年均增长速度超过了国民经济发展的1倍以上，以年均25增长速度快速发展。安防行业正由启动期走向发展期，根据统计数据显示: 2005 年安防企业已达1.5 万家，从业人员近100 万人，实现增加值300 多亿元，其中出口创汇产品约占10左右。但据统计，目前国内安防企业销售额在100 万元以下的企业占23%，100-500万元的占37%，而年销售额在500 万元以上的企业只有不到40%的份额，1000 万元以上的企业数量更少。虽然，国内的安防企业以小型的私营企业和股份制企业为主，但这两年安防行业发展非常快，尤其在闭路监控、防盗报警两项业务作为行业市场启动的龙头业务，现处于高速发展期
23、，并将逐渐向成熟期迈进。在国外，发达国家在发展之初就确定了智能家居安防监控相关标准及组织，明确了智能家居安防监控概念等问题。比如以微软、INTEL 等公司为主要成员UPnP（通用即插即用）组织、欧洲KNX协议等。智能家居从概念引进到现在发展已有10个年头，国内一直未能有一个统一的行业标准及规范来约束和引导智能家居行业的健康快速发展，各设备厂商按照不同的接口标准与协议生产设备，其结果导致不同设备之间的互连、互通变得非常困难。因此，中国智能家居企业向国外学习，首先应当建立共同遵循的标准与协议，这是发展智能家居安防监控必须首先解决的问题。第二节 国外安防系统的发展现状自从世界上第一幢智能建筑1984
24、年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。 1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，通过在场内模拟“未来之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系统。它的系统功能包括三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和统软件配置等。 这种“未来之家”家庭智能化系统，市场真正启动尚需时日。目前在新加坡也有近30个社区(住宅小区)近5000户的家庭采用了“家庭
25、智能化系统”，美国已有近四万户家庭安装了这一类的“家庭智能化系统”，相信到了21世纪将会有更多的住宅安装上这一类高科技智能化系统产品。目前美国有一种占据市场主流的产品X-10，销售已超过1亿个，设计户型为单体别墅，应用多为旧房改造，仅在美国便有超过400万个家庭在使用。但这些产品技术限制较多，并不适合在我国原样照搬使用应用。三星从今年春节后，开始在中、韩两国同时推出其智能家居系统，通过机顶盒和网络，将家居自动化控制、信息家电、安防设备以及娱乐和信息中心这四部分集成一个全面的，面向宽带互联网的家居控制网络。 根据美国该行业之专业顾问公司PARKS的统计资料显示：1995年，美国一个家庭要安装家庭
26、自动化设备的平均费用在7000至9000美元之间。 1995年美国家庭已使用先进家庭自动化设备的比率为0.33，看来市场真正启动尚需时日。预计这五年内，家庭自动化的市场年平均增长率为8。 PARKS公司的资料亦显示：到2004年，家庭网络市场总额可达57亿美元。据国际专家预测，到2010年底国际智能家居的产品销售额可达500亿美元。 2020年可达1000亿美元。 由于智能家居的诱人前景和巨大市场，尽管国外市场真正启动也尚需时日，但并未能阻止企业去争食智能家居市场。虽然每家公司的策略各不相同，但它们都坚持同样的信念：山那边遍地是金。IBM公司的迈克尔凯罗斯克说：“这是个不容IBM公司忽视的市场
27、机会。”第三节 系统的功能及原理一、系统框图介绍系统的总体框图如图1.1所示 图1.1总体结构图控制模块由单片机芯片、LCD显示、手机控制、手持遥控器和电源电路组成。控制模块主要控制协调系统的正常工作，单片机芯片将传感器送来信息进行处理、识别，并将关键信息在LCD显示屏上显示出来；用户可通过手机控制和LCD显示查看家里当前状态，可以进行手动布防和撤防操作，使用方便灵活。信息采集模块由各类传感器及信号处理电路组成，主要功能是采集家居的环境信息和安全信息。传感信号经信号处理电路处理后送主控模块进行处理。报警模块由声光报警和GSM模块组成，在接收到危害家里的信息时，按照预先设定的警情处理模式，开启相
28、应的报警方式。二、硬件电路的设计主控模块主要由单片机最小系统、和LCD显示电路组成。目前，51系列单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力的综合应用系统，以增强人机对话的功能。AT89S52单片机是深圳宏晶科技有限公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。每一个单片机包括：一个8位的微型处理器CPU；一个512K的片内数据存储器RAM；4K片内程序存储器；四个8位并行的I/O接口P0-P3，每个接口既可以输入，也可以输出；两个定时器/记数器；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UA
29、RT的串行I/O口；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振荡频率是12MHZ。以上各个部分通过内部总线相连接。单片机最小系统：图1-2单片机最小系统第二章 温度控制系统第一节 温度传感器电路原理硬件电路主要包括AT89S52单片机最小系统，测温电路、实时时钟电路、LCD液晶显示电路以及通讯模块电路等。采用一线制数字温度传感器DS18B20来作为本课题的温度传感器。传感器输出信号进4.7K的上拉电阻直接接到单片机的P1.0引脚上。DS18B20温度传感器是美国达拉斯(DALLAS)半导体公司推出的应用单总线技术的数字温度传感器。该器件将半导体温敏器件、A/D转换器、存
30、储器等做在一个很小的集成电路芯片上。本设计中温度传感器之所以选择单线数字器件DS18B20，是在经过多方面比较和考虑后决定的，主要有以下几方面的原因：（1）系统的特性：测温范围为-55+125 ，测温精度为士0.5；温度转换精度912位可变，能够直接将温度转换值以16位二进制数码的方式串行输出；12位精度转换的最大时间为750ms；可以通过数据线供电，具有超低功耗工作方式。（2）系统成本：由于计算机技术和微电子技术的发展，新型大规模集成电路功能越来越强大，体积越来越小，而价格也越来越低。一支DS18B20的体积与普通三极管相差无几，价格只有十元人民币左右。（3）系统复杂度：由于DS18B20是
31、单总线器件，微处理器与其接口时仅需占用1个I/O端口且一条总线上可以挂接几十个DS18B20，测温时无需任何外部元件，因此，与模拟传感器相比，可以大大减少接线的数量，降低系统的复杂度，减少工程的施工量。（4）系统的调试和维护：由于引线的减少，使得系统接口大为简化，给系统的调试带来方便。同时因为DS18B20是全数字元器件，故障率很低，抗干扰性强，因此，减少了系统的日常维护工作。DS18B20温度传感器只有三根外引线：单线数据传输总线端口DQ ，外供电源线VDD，共用地线GND。DS18B20有两种供电方式：一种为数据线供电方式，此时VDD接地，它是通过内部电容在空闲时从数据线获取能量，来完成温
32、度转换，相应的完成温度转换的时间较长。这种情况下，用单片机的一个I/O口来完成对DS18B20总线的上拉。另一种是外部供电方式(VDD接+5V)，相应的完成温度测量的时间较短。一、温度传感器接口在本设计中采用外部供电方式实现DS18B20传感器与单片机的连接，其接口电路如图1所示。图1 温度传感器接口二、液晶显示电路温度控制系统是采用液晶屏128*64作为显示模块，其接口原理图如下图2所示：图2液晶显示接口电路三、串口通讯通讯采用的是常见的串口通讯，协议转换芯片是采用MAX232，其接口原理图如下图3所示：图3串口通讯接口电路四、按键接口电路此电路采用的是键盘模块，其接口原理图如下图4所示：图
33、4 键盘模块电路五、时钟电路时钟电路采用的时钟芯片为DS1302，其接口原理图如下图5所示：图5 时钟接口电路六、存储器接口电路存储器采用的是AT24C256，其接口原理图如下图6所示：图6 存储器电路第二节 温度系统程序系统的软件主要是采用C语言，对单片机进行变成实现各项功能。主程序对模块进行初始化，而后调用读温度、处理温度、显示、键盘等模块。用的是循环查询方式，来显示和控制温度，主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值并负责调用各子程序,其程序流程如图1系统程序流程图。 图1系统程序流程图一、计算温度子程序 读出温度子程序的主要功能包括初始化,判断D
34、S18B20是否存在,若存在则进行一系列的读操,作若不存在则返回。其程序流程图如图2所示。图2读温度流程图二、按键处理子程序按键处理子程序主要是负责参数的设置，主程序每循环一次都要对按键进行扫描,判断是否有输入键按下则进行一系列的按键输入操作。其程序流程框图如图3所示。图3 温度转换流程图三、计算温度子程序计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图如图4所示。图4计算温度子程序显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0时将符号显示位移入下一位。程序流程图如图5。图5 数据刷新子程序第三章 红外传感器第一节 红外
35、传感器原理一、红外传感器原理本设计所用的红外传感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图1所示, 在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。图1红外传感器原理图二、放大电路的设计如图2所示为最基本的放大电路，Vi是输入电压信号，Vo是输出放大的电压信号。图2 放大电路图三、发光二极管报警电路的设计由4个发光二极管接上电阻后连上单片的RXD的引脚，外接VCC，当单片机的RXD引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到
36、报警作用。图3所示为发光二极管报警电路。图3发光二极管报警电路5、红外报警器原理图图4红外报警器原理图红外报警器的设计原理如上图4，从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件： 89C51、热释电红外传感器、LED、按键、反相器74LS04、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路，以及单片机的手工复位电路等。其中D1为电源工作指示灯，D2是正常工作指示灯，D3D6是起报警指示作用，当RXD脚被置低电平时，D3D6亮红灯开始报警，同样，TXD脚置高电平时声音报警电路开始工作。电路设有2个按键，S1键作为倒计时的暂停键, S2键作为作为电路复位键。四、软件的程序实现按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序
37、工作流程图如下图5所示：系统初始化声光报警结束检测外部有无信号输入声光报警是否持续10秒开始启动声光报警电路开始报警是否还有检测信号等待下次报警结束YNNYYN图5主程序工作流程图第四章 火灾检测报警系统 第一节 报警驱动电路图1 LM386驱动电路一、系统软件设计软件流程图开始初始化是否检测到可燃气体否是报警 图2二、红外探测模块本系统的红外检测模块采用单光束反射取样式光电传感器ST178，该传感器是由南平旭光电子科技有限公司开发生产的主要应用于物体运动方向及正反转转速、行程测量等。其在本系统中的应用原理是，光电传感器接收孔探测到火焰辐射的较强烈的红外线时，接收管导通输出一定的电压，辐射越强
38、烈，则3脚输出的电压也越大，应此把3脚接与比较器LM339，当辐射达到一定时比较器输出高电平，当在无红外辐射或辐射较少时，比较器输出底电平，并且ST178对人体辐射的红外线波长不敏感，对火焰辐射的红外线可灵敏检测，价格实惠，因此本系统采用该传感器作为红外敏感元件。其检测电路如图3所示。图3 ST178检测电路三、温度采集模块本系统要求要实时显示环境温度当温度高于常态时作出声光报警，为了能够更准确更快速地采集到环境温度，采用AD590温度传感器。AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器，供电电压范围为330V，输出电流223A（-50）423A（+150），灵敏度为1A/。当在电路中串
39、接采样电阻R时，R两端的电压可作为喻出电压。注意R的阻值不能取得太大，以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源，最高可达20M，所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。其检测电路如图4所示。图4 AD590检测电路第二节 原理图及分析原理图如图5所示：图5原理图分析：（1）、当开关1（P24）按下时，数码管显示的是温度值。此温度可调范围为0255，当温度超过50时，开始报警；仿真图如图6所示。图6 温度仿真图（2）、当开关2（P25）按下时，数码管显示的是烟雾值
40、。此烟雾浓度可调范围为0510，当浓度超过100时，开始报警；仿真图如图7所示。图7 烟雾仿真图（3）、当开关3（P26）按下时，数码管显示的是辐射值。此辐射可调范围为0765，当辐射超过200时，开始报警；仿真图如图8所示。图8辐射仿真图主要设计思路主程序循环判断以上三项是否发生异常，当有一项异常时，则系统认为发生了火灾，发出声光报警，直到异常被排除。初始化定时器0但是不打开中断开始关闭报警器温度开关是否关辐射开关是否关烟雾浓度开关是否关选中ADC0808的IN_0通道，进行温度采集选中ADC0808的IN_2通道，进行烟雾采集选中ADC0808的IN_1通道，进行浓度采集温度值是否大于50
41、浓度值是否大于100？浓度值是否大200？声光报警声光报警声光报警数码管显示浓度值数码管显示辐射值数码管显示温度值结束YYYNNNNNNYYY 图9第五章 玻璃破碎报警器第一节 硬件选择我们所设计的报警系统是基于麦克风采集玻璃破碎时的高频声音信号，麦克风输出的高频电压信号通过放大器的放大后输入到滤波器中进行滤波，最后将蜂鸣器导通发出声音报警，整个系统由单片机进行控制。高频信号带通滤波器麦克风信号放大器模拟开关单片机蜂鸣器1、 麦克风选择松下公司生产的WM-61A麦克风，可捕获20HZ20KHZ范围内的声音信号，最大工作电压达10V，最小信号噪声比达62dB，输出电压幅值为约为2mV。其技术参数如表一所示：表1灵敏度354dB (0db = 1V/pa, 1kHz)阻抗小于等于2.2千欧频率20-20KHZ最大工作电压10V标准工作电压2V信噪比大于62dB 2、信号放大器选择美国国家半导体公司生产的LH0084集成数字式可编程增益放大器，电源电压为15V，功率为2.5W。它是将运算放大电
