宿舍智能防盗系统论文.docx

摘要本系统根据大赛设计要求以STC89C52单片机为控制核心，自行设计了一套宿舍智能防盗防火报警系统。该系统分为烟雾检测和声光报警模块、人体检测和声光报警模块、宿舍人员进出及人数记录和无人提示锁门模块、密码解警模块和附加的时钟及外扩EEPROM模块。实现了当有火灾或者盗窃现象时启动报警、输入密码开门、输入密码解警、记录宿舍人员进出状况及无人启动报警提示锁门、记录宿舍安防记录模块等功能，同时在系统中额外加了时钟显示功能和保存密码功能，使系统更加多元化和智能化。系统方案论证及系统硬件设计根据题目的基本要求，设计任务主要完成实现人体检测与声光报警功能；实现烟雾检测与声光报警功能；用键盘输入密码完成报警系统的解警等工作状况；实现异地监控；能反映宿舍内人员的进出情况及人数的记录；宿舍无人时提示锁门。为完成相应功能，该系统有五大模块组成，即人体监测与声光报警模块、烟雾监测与声光报警模块、宿舍人员进出及人数记录和无人提示锁门模块、密码解警模块、宿舍安防记录模块，方案结构图如下所示：MCU选取方案在该系统的五个模块中都存在MCU的选取问题，MCU的性能和成本直接决定着整个系统的性能和成本。MCU的主要是对烟雾报警器及红外报警器的实时监控、对宿舍安防情况进行记录、对宿舍人员进出次数的记录和无人提示锁门及输入特定密码时达到解警的目的。因此可以有以下中MCU的选取方案。方案一：选用ARM芯片。ARM芯片是32位的处理器，运算速度快，并行端口多，可以实现复杂的功能，但是对于该系统来说，所需要的端口并不多，电路结构也不是很复杂，若使用ARM系列芯片定会增加电路的复杂程度及软件实现的复杂程度，而且这个系统选用ARM有点大材小用，且ARM系列芯片的价格也会使系统成本大幅度提升，故放弃此方案。方案二：选用FPGA（现场可编程门阵列）作为系统的控制器。FPGA作为新一代的可编程器件使得其应用较为灵活，功能从简单到复杂都可以实现，但是在该系统中，若使用FPGA则会提高系统的成本，同时由于增加的FPGA,也会给电路的维修工作带来不可必要的麻烦。方案三：选用宏晶公司的STC89C52单片机，STC89C52单片机是8位的单片机，有32个I/0构成，对于该系统来说端口足够使用，价格便宜，功耗低，且易于控制，因此将STC89C52作为MCU的最终选取方案。2．烟雾检测与声光报警模块该模块要实现的功能是当发生火灾时，烟雾会使烟雾传感器感应，使用比较器对传感器输出进行转换，使之通过比较器输出时为高低电平并输入给单片机的I/O口，通过单片机对输入口的电平采集来控制发生声光报警现象。经过我们的论证，出于在不影响整体功能的情况下尽量使系统结构简单，故传感器我们选用MQ-2，声光报警我们选用发光二极管和喇叭组成。MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-2/MQ-2S气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。MQ-2的外形：我们所使用的MQ-2的电路图如下：电源正10K烟雾报警器负地负输出正地10K地声光报警模块我们使用的电路图如下：报警时启动声光报警器，LCD会显示：3．人体监测与声光报警模块该模块要是实现的功能是当监测到人进入宿舍时，会启动声光报警功能，直到有人输入密码后解除报警。监测人进入宿舍选用热释电人体红外开关。该电路的设计思路如下图示：报警！我们所使用的红外开关电路图如下所示：热释电人体红外开关简介如下：热释电红外开关时BISS0001配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式开关。它可用于我们的报警系统。热释电红外传感器是一种新型敏感元件、它是由高热电系数材料，配以滤光镜片和阻抗匹配用场效应管组成。它能以非接触方式监测出来自人体发出的红外辐射将其转换为电信号输出，并可抑制人体辐射波长以外的外干扰辐射，如阳光、灯光及其反射光。BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它的主要功能有：1）CMOS数模混合专用集成电路；2）具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号与处理；3）双向鉴幅器，可有效抑制干扰；4）内设延迟时间定时器和封锁时间定时器；5）结构新颖，稳定可靠，调解范围宽；6）内置参考电压；7）工作电压范围2V~6V；8）采用16脚DIP和SOP封装；9）PPLICATION APPLICATION APPLICATION APPLICATION产品应用；10）用于多种传感器和延时控制器。声光报警电路选用与烟雾监测与声光报警模块同一个