基于51單片機設計的宿舍智能防火防盜報警系統

　　0 引言

　　現如今在學(xué)校的寢室里，學(xué)生貴重物品被盜、由于學(xué)生過(guò)失而引起著(zhù)火等事故時(shí)有發(fā)生，這些都是一直以來(lái)困擾著(zhù)學(xué)生、學(xué)工以及學(xué)校保衛處的“大問(wèn)題”。傳統的防范措施存在很大的弊端，比如當事故發(fā)生時(shí)，防護鐵門(mén)、鐵欄桿就會(huì )成為主人逃生的最大障礙。而采用智能防火防盜報警系統，便能很好地解決此類(lèi)問(wèn)題了。但是市場(chǎng)上防火防盜系統價(jià)格對大學(xué)生來(lái)講過(guò)高，本系統便是針對大學(xué)宿舍，從低成本的角度來(lái)設計制作的。

　　1 系統組成及工作原理

　　本系統通過(guò)一個(gè)監控室和兩個(gè)宿舍來(lái)模擬，通過(guò)RS 485總線(xiàn)來(lái)實(shí)現通信?？紤]到現實(shí)中監控室要能監控整棟宿舍樓，因此采用功能強大的ARM7芯片LPC2103作為主機控制芯片，從機采用價(jià)格低廉的51系列單片機作為控制芯片。宿舍中采用熱釋電傳感器對人體進(jìn)行檢測，煙霧傳感器實(shí)現煙火檢測，紅外傳感器實(shí)現對宿舍進(jìn)出人員數量的檢測，主機通過(guò)RS 485總線(xiàn)對從機實(shí)時(shí)監控，當有異常出現時(shí)，宿舍和監控室的報警裝置會(huì )同時(shí)響起，只有本宿舍成員在本宿舍通過(guò)輸入從機的密碼才可解除報警狀態(tài)。系統的詳細結構圖如圖1所示。

　　2 硬件電路設計及相關(guān)理論分析

　　防火防盜智能報警系統硬件主要由七大部分組成：主機部分處理器電路，從機部分處理器電路，傳感器檢測電路部分，聲光報警電路，RS 485總線(xiàn)接口電路，鍵盤(pán)接口電路及顯示電路。

　　2.1 傳感器檢測及聲光報警電路

　　傳感器模塊由熱釋電傳感器、煙霧傳感器MQ211和紅外傳感器組成。

　　煙霧傳感器的內部電阻是隨著(zhù)煙霧的濃度的變化而變化，因此要將其轉化為變化的電壓信號，在此通過(guò)電壓比較器LM339和幾個(gè)相應的分壓電阻構成，具體電路設計如圖2所示。在通電狀態(tài)下測得傳感器的內阻是130 kΩ左右，在煙霧較濃時(shí)內阻為6 kΩ左右，在無(wú)煙時(shí)比較器的負端輸入為2.5 V左右，正端為1.2 V左右，有煙霧時(shí)負端為2.5 V，正端為3～5 V，此電路能很好地實(shí)現電平的轉換。熱釋電紅外傳感器采用RE200B和信號處理元件BISS0001及少量外接元件組成，電路如圖3所示。

紅外傳感器電路由紅外發(fā)射二極管及1838B組成，用單片機來(lái)檢測兩個(gè)傳感器低電平的先后順序來(lái)判斷人的進(jìn)出情況。其原理如圖4所示。聲光報警模塊由蜂鳴器、（紅，綠）發(fā)光二極管和NPN型三極管驅動(dòng)電路組成，具體電路圖如圖5所示。

　　2.2 RS 485通信電路

　　本模塊采用用于RS 485與RS 422通信的低功耗、限擺率收發(fā)器MAX485。MAX485的驅動(dòng)器擺率不受限制，可以實(shí)現最高2.5 Mb／s的傳輸速率。