家庭智能报警系统设计

【摘要】本文介绍了一种以单片机STC89C52为核心的家庭智能测控报警系统。给出了硬件设计电路原理图和软件流程图;本系统具有对居室内的温湿度检测、光照强度检测、烟雾检测及报警等功能。

【关键词】STC89C52;温湿度;光照强度;烟雾

引言

随着社会经济的发展和物质生活水平的不断提高，人们对自身的生命安防意识也在不断增强，家庭报警系统是否完备也已成为人们日益关注的问题。因此，开发功能先进、运行可靠、实用、方便、成本低廉的家庭报警系统具有重要的社会意义。本文在大量调研了目前市场上家庭报警系统优点与不足的基础上，研发了一种实用的家庭多功能智能报警系统。

1.系统总体设计

本设计以STC89C52单片机为控制核心，通过传感器采集室内烟雾浓度，温湿度，光照强度等信息。当达到警戒值时，能够及时的进行声光报警，并显示居室内烟雾浓度从而能够保护人身安全;可对居室温湿度和光强进行检测，使室内的环境参数达到设定范围，以提高居室内环境的舒适度。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

2.电路设计

2.1 一氧化碳浓度检测电路

系统采用MQ-6采集室内烟雾浓度，MQ-6将采集到的一氧化碳浓度变化转化为MQ-6传感器内阻的变化，进而转换为电压的变化，即将一氧化碳的浓度信号转换为模拟电信号，该模拟电信号经过A/D转换器TLC549转换为数字信号后被送入单片机内部。TLC549的I/O CLOCK端、DATA OUT端和/CS端分别由单片机来控制。当片选/CS端选中时，单片机通过TLC549的时钟时序来从DATA OUT引脚读出一氧化碳浓度信号经过A/D转换后得到的数字量。一氧化碳浓度检测电路如图2所示。

图2 一氧化碳浓度检测电路图

2.2 光照强度测量电路

选取光敏电阻作为光强度检测器件，光敏电阻又称光导管，一般用于光的测量、控制和光电转换。光照强度检测电路如图3所示。

图3 光照强度检测电路

当光照强度改变，光敏电阻的阻值改变，电阻两端的电压随之改变，ADC0832将检测到的模拟电压值转化为数字值，送给单片机。若检测到光照强度超过设定范围，实现报警。

2.3 温湿度检测电路设计

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用于专用的数字模块采集技术和温湿度传感器技术，具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。由于DHT11内部集成A/D，所以单片机连接起来非常简单。检测电路如图4所示。

图4 温湿度检测电路

2.4 其他电路设计

设计采用Nokia5110显示模块设计显示电路，Nokia5110可以显示15个汉字，30个字符。与单片机接口简单，仅四根I/O线即可驱动，工作电压3.3V，正常显示时工作电流200uA以下，具有掉电模式，适合电池供电的便携式移动设备。

日历时钟电路采用Dallas公司生产的串行实时时钟芯片DS1302，DS1302具有实时时钟和静态RAM，采用串行通信，可方便地与单片机接口。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行方式进行通信，仅需用到三个I/O线：复位端、数据线I/O、串行时钟SCLK。

3.软件程序设计

3.1 主程序流程设计

主程序首先要对整个系统进行初始化，然后将采集到的温湿度指令传给系统的主流程序如图5所示。

图5 主程序流程图

3.2 温湿度检测程序设计

DHT11与单片机之间的通信采用单总线数据格式，一次通讯时间4ms左右，数据分为小数部分和整数部分，温度检测程序流程图如图6所示。

图6 温湿度检测流程图

图7 烟雾检测程序流程图

3.3 烟雾检测程序设计

当外界环境有烟雾产生时，程序开始执行初始化子程序，A/D开始采集，当烟雾浓度超过报警设定值时，报警器发出一种近似警笛的鸣叫声，以提示人员采取安全对策，从而保障生产安全，避免火灾和爆炸事故的发生。烟雾检测程序流程图如图7所示。

4.结论

系统以STC89C52为核心，实现对居室的温湿度、光照强度、烟雾等进行检测及报警。经过试验验证，该系统运行稳定，状态良好，具有很好的应用前景。

参考文献

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作者简介：吴正玲（1983―），女，硕士研究生，讲师，研究方向：自动化检测。