基于单片机的家庭防盗报警系统的方案设计书

基于单片机智能家居防火防盗报警系统设计方案目录摘要........................................................ - 3 -目录 .................................................................................................... - 1 -1 绪论................................................................................................. - 4 -2系统总设计....................................................................................... - 5 -2.1 设计内容与要求 ....................................................................... - 5 -2.2 系统设计的总体思路................................................................. - 5 - 3方案论证与比较................................................................................ - 7 - 4系统硬件结构 ................................................................................... - 8 -4.1 整体硬件设计思路.................................................................... - 8 -4.2单片机电路AT89S52 .................................................................. - 8 -4.2.1主要性能参数 ................................................................... - 8 -4.2.2管脚说明.......................................................................... - 9 -4.2.3单片机最小系统 .............................................................. - 11 -4.3温度传感电路.......................................................................... - 12 -4.3.1 DS18B20介绍................................................................. - 12 -4.3.2 DS18B20工作电路 .......................................................... - 13 -4.4烟雾传感电路.......................................................................... - 13 -4.4.1烟雾传感器MQ-2............................................................ - 13 -4.4.2 MQ-2传感器的特性及主要技术指标.................................. - 14 -4.4.3 ADC0832介绍 ................................................................ - 15 -4.4.4.A/D转换电路.................................................................. - 17 -4.5非法入侵电路.......................................................................... - 17 -4.5.1 DYP-ME003红外人体传感器............................................ - 17 -4.6报警电路................................................................................. - 18 -4.6.1 蜂鸣器 ........................................................................... - 19 -4.6.2 按键 .............................................................................. - 19 -4.6.3 LED灯........................................................................... - 20 -4.7显示电路................................................................................. - 20 - 5系统软件设计 ................................................................................. - 21 -5.1主程序模块 ............................................................................. - 22 -5.2温度采集处理模块 ................................................................... - 23 -5.3 烟雾采集处理模块 .................................................................. - 25 - 6程序调试与分析.............................................................................. - 30 - 总结 .................................................................................................. - 34 - 参考文献 ........................................................................................... - 35 - 附录1 基于单片机的智能家居防火防盗报警系统仿真图................... - 36 - 附录2 基于单片机的智能家居防火防盗报警系统程序源代码............ - 37 -摘要随着社会的不断进步和科学技术、经济的发展，人们的生活水平得到很大的提高，人们愈加注重人身安全，因而也对防火防盗措施提出了新的要求。

基于STC89C51单片机的防盗报警系统设计一、概述随着社会的不断发展和科技的不断进步，人们对于安全问题的关注度日益提高，尤其在家庭和企业环境中，防盗报警系统已成为保障财产安全的重要手段。

基于STC89C51单片机的防盗报警系统，以其成本低廉、功能强大、易于扩展等优点，在市场上得到了广泛的应用。

STC89C51单片机是一款性能稳定、功耗低的8位微控制器，拥有丰富的IO端口和强大的控制能力，非常适合用于构建防盗报警系统。

本设计将利用STC89C51单片机的这些特点，结合传感器、报警器等外设，实现一个具有实时监测、报警功能的防盗报警系统。

本系统将采用红外传感器作为探测器件，对目标区域进行实时监控。

当有人员或物体进入探测范围时，红外传感器将产生电信号，该信号将被传输至STC89C51单片机进行处理。

单片机根据预设的算法对信号进行分析，判断是否为入侵行为。

一旦确认入侵行为发生，单片机将驱动报警器发出声光报警信号，以提醒用户及时采取措施。

本系统还将具备一些附加功能，如防误报功能、远程控制功能等。

防误报功能可以通过设置合适的阈值和延时，减少因环境因素或误操作引起的误报警远程控制功能则可以通过手机APP或电脑软件实现对系统的远程监控和控制，提高系统的灵活性和便利性。

基于STC89C51单片机的防盗报警系统具有较高的实用价值和市场前景，其设计实现将有助于提高家庭和企业环境的安全性。

1. 防盗报警系统的重要性与应用背景随着社会的快速发展和科技进步，人们对安全问题的关注度日益提升。

在各类场所，如家庭、办公室、仓库等，防盗报警系统已成为保障财产安全不可或缺的重要工具。

防盗报警系统通过实时监测环境状态，一旦发现异常情况，如非法入侵、火灾等，能够迅速发出警报，提醒人们及时采取应对措施，从而有效减少财产损失和人员伤亡。

基于STC89C51单片机的防盗报警系统，以其低成本、高可靠性、易于扩展等优点，在市场中占据了重要地位。

STC89C51单片机作为一款性能稳定、功能强大的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。

《基于单片机的家庭智能防火防盗系统》篇一一、引言随着科技的进步和人们生活水平的提高，家庭安全逐渐成为人们关注的焦点。

家庭智能防火防盗系统应运而生，其以单片机为核心，结合传感器、通信技术等，实现了家庭安全的智能化管理。

本文将详细介绍基于单片机的家庭智能防火防盗系统的设计原理、实现方法及优势。

二、系统设计1. 硬件设计本系统以单片机为核心，包括传感器模块、执行器模块、通信模块等。

其中，传感器模块负责检测火灾、烟雾、盗情等异常情况；执行器模块负责控制报警、灭火等操作；通信模块负责与手机、电脑等设备进行数据传输，实现远程监控。

(1) 传感器模块：包括温度传感器、烟雾传感器、红外传感器等。

这些传感器能够实时监测家庭环境中的温度、烟雾、人体活动等情况，一旦发现异常，立即向单片机发送信号。

(2) 执行器模块：包括报警器、电磁阀等。

当单片机接收到传感器发送的异常信号时，通过控制执行器模块，实现报警、灭火等操作。

(3) 通信模块：采用无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙等，实现与手机、电脑等设备的连接。

用户可以通过手机App或电脑软件实时查看家庭安全状况，控制执行器模块的操作。

2. 软件设计软件设计主要包括单片机程序设计和上位机软件设计。

单片机程序负责处理传感器数据，控制执行器模块的操作；上位机软件负责与单片机进行数据传输，实现远程监控。

(1) 单片机程序设计：采用C语言编写，实现数据的采集、处理、存储和传输等功能。

当传感器检测到异常情况时，单片机立即启动相应的处理程序，控制执行器模块进行报警、灭火等操作。

(2) 上位机软件设计：采用Java或Python等编程语言开发，实现与单片机的数据传输、远程监控、报警提示等功能。

用户可以通过手机App或电脑软件实时查看家庭安全状况，控制执行器模块的操作。

三、系统实现本系统通过传感器实时监测家庭环境中的温度、烟雾、人体活动等情况，一旦发现异常，立即向单片机发送信号。

单片机接收到信号后，启动相应的处理程序，控制执行器模块进行报警、灭火等操作。

基于单片机的住宅防盗防火报警系统的设计随着人们生活水平的提高，对于住宅的安全防范也越来越重视，尤其是防盗、防火等安全问题。

随着科技的发展，单片机成为了一种广泛应用于控制和通信的晶体管集成电路，比起传统的安防系统，基于单片机的住宅防盗防火报警系统有着更高的可靠性和灵活性。

本文将要介绍基于单片机的住宅防盗防火报警系统的设计。

一、防盗模块设计防盗模块是整个住宅防盗防火报警系统中最基本的组成部分之一。

在设计防盗模块时，应根据实际情况选用合适的传感器来检测是否有人蹒跚入住宅内。

比如可以使用热释电传感器、门磁传感器、窗戶磁传感器等传感器，主要是为了检测居住房内是否有人或是否有人骚扰。

如果感应到可疑行踪，系统将会自动发出报警信号。

二、防火模块设计防火模块主要是为了防止灾难的发生而设计的。

我们主要采用光电探测器来检测烟雾和火焰，当系统检测到危险信号时，系统会及时地发出警报，提醒住宅内的人员进行紧急逃生，增加生命的安全性。

三、报警模块设计当住宅内出现入室盗窃、火灾等情况时，系统将会自动触发报警模块发出警报信号，采用蜂鸣器发出警报声音，提醒住宅内的人员注意并支持安全逃离住宅，如果在一段时间内丢失重要资产或无人求救，监控中心将会接收到警报，及时通知警局进行处理。

四、系统的控制模块设计系统的控制模块是整个系统的核心部分，其主要功能是根据传感器的信号来进行判断并控制整个系统的运转。

同时还可以控制系统的参数和配置。

五、系统的通信模块设计当系统检测到有可疑情况时，通信模块将会把信息发送到远程系统或手機应用，给家庭成员发送提示警告，同时系统也可以通过无线网络或有线网络与其他智能家居进行连接，实现智能化生活。

总之，基于单片机的住宅防盗防火报警系统能够提供高效而可靠的安全保障功能，有效地根据住宅内的各种传感器节点作出及时的反应，并将信息透明地传递给用户，通过这种方法可以保护家庭的财产和人身安全。

同时，智能化安防系统可以成为智能家居的一个重要组成部分，为人们带来智能便利的生活体验。

本论文从硬件和软件两方面对系统进行了详细的设计。

介绍了核心芯片的选型，外围电路的连接，芯片与芯片之间的连接电路，程序设计方法和相应的软件。

系统电源用7805、7809芯片输出5V、9V电压，通过稳压模块给系统供电。

整个设计采用模块化思想，主机采用AT89C51实现控制，由热释电传感器和振动位移传感器对住宅的模拟信号（人体发出的红外信号、引起的振动信号等）进行自动监测，当检测到异常情况，产生数字信号输入单片机，单片机根据输入信号，输出给蜂鸣器报警，做出反应处理。

复位电路采用低功耗，四引脚的IMP812监控芯片。

系统硬件电路简单、安装方便、操作简单，并且具有成本低的优点，可适用于各种类型的住宅和人群。

关键词：传感器；单片机；报警系统ABSTRACTThis paper from both hardware and software on the system carried out a detailed design. It introduce d the Selection of the core chip, the external circuit connections, chip and the connection between the circuit chip, program design methods and the corresponding software. 7805,7809 chip system power output by 5 V, 9V voltage regulator module to the system through the power supply. The whole design is modular thinking, host AT89C51 used to achieve control, by the pyroelectric sensor and vibration displacement sensors for residential analog signal (the human issued by the infrared signal from the vibration signals, and so on) for automatic monitoring, When detected abnormal circumstances, producing a digital signal input SCM, the MCU according to the input signal and output to the buzzer alarm, to respond to treatment. Reset circuit using low-power, four-pin IMP812 monitoring chip.System hardware circuit simple, easy to install, simple operation, and has the advantage of low cost, applicable to all types of residential and the crowd.Key words:sensor；MCU；alarm system摘要IABSTRACT I I1绪论1序言1防盗报警系统的构成2防盗报警器的分类2防盗报警系统在国内外的发展3防盗报警器的发展前景与趋势5设计要求与研究内容5设计要求 5研究内容 62系统方案设计7系统的功能要求7总体的设计方案7系统的相关技术8传感器技术8单片机技术103报警器硬件设计15电源电路设计15主机电路设计15时钟电路 16复位及复位电路17键盘电路 20数码显示电路的设计22数码管的工作原理22本系统的数码管显示电路24蜂鸣器电路 25用户端探测器设计26热释电红外探测器电路设计26振动位移传感器电路设计274报警器软件设计29程序语言设计29程序语言的分类29单片机汇编语言程序设计的基本步骤31汇编语言程序设计方法31报警系统的程序设计31主程序设计31扫键程序设计 335总结与展望 35结论35展望35致谢37参考文献38附录Ⅰ：电路原理图39附录Ⅱ：汇编程序401 绪论序言随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所，而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。

摘要随着社会的发展，人们生活水平的不断提高和家居用品的高档化，家庭安全隐患也随之增加，所以人们便进一步提高了对家庭的保护意识。

因此，这就不得不促使安全防盗报警系统的普及与推广。

然而传统的防盗措施难以实现人们的需求，所以本设计根据要求设计了一款基于GSM网络的家庭防盗系统。

设计以STC89C52单片机为核心，采用红外传感器作为前端探测器，通过GSM移动网络，将报警信息直接发送给用户，使用户能够及时作出相应的措施减少甚至防止受到损失。

随着无线通讯网络在世界范围内的发展，本设计采用的GSM模块充分体现了它的存在价值，比只采用声光报警系统更具有实用性和智能化，拥有较好的应用前景。

本文详细介绍了防盗报警器的设计过程，对主要硬件电路和软件功能的实现做了深入的研究分析。

本设计所实现的安防功能具有性价比高、隐蔽性强、能耗低、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。

关键词 :防盗报警；智能家居；GSM网络；短信息ABSTRACTWith the development of society, people's living standards continue to improve and the high-end home appliances, family security risks also increase, so people will further enhance the awareness of the protection of the family. Therefore, this will have to promote the popularization and promotion of security alarm system.However, the traditional security measures are difficult to achieve the needs of people, so the design according to the requirements of the design of a network based on the GSM home security system. Design with STC89C52 microcontroller as the core, using infrared sensor as the detector front-end, through the GSM mobile network alarm information is sent directly to the user, the user can timely make corresponding measures to reduce or even prevent damage.With the development of wireless communication networks in the world, this design uses the GSM module fully embodies the its existence value, the sound and light alarm system is more practical and intelligent, has good application prospects. This paper introduces the design process of anti-theft alarm, the main hardware circuit and software functions to do a deep research and analysis. The security function of this design has the advantages of high cost performance, strong concealment, low energy consumption, high sensitivity, strong anti-interference ability and so on.Key words:Burglar alarm; smart home; GSM network; short message目录第一章绪论 (6)1.1引言 (6)1.2选题背景与意义 (8)1.3研究现状 (9)1.4本文结构 (10)第二章系统总体方案设计 (12)2.1基于GSM家庭防盗报警系统设计方案 (12)2.1.1.设计要求 (12)2.1.2 系统功能描述 (12)2.1.3 系统方案的对比与选择 (13)2.2系统总体框图 (14)2.2.1 系统各部分组成 (15)2.3 本章小结 (16)第三章基于STC89C52单片机系统硬件电路设计 (17)3.1系统硬件组成 (17)3.2各部分器件的选型 (17)3.2.1蜂鸣器方案选择 (17)3.2.2传感器的选择 (18)3.2.3GSM模块的选择 (18)3.3各模块电路的设计 (19)3.3.1 STC89C52单片机最小系统 (19)3.3.2 GSM无线通讯模块 (21)3.3.3电源电路模块 (22)3.3.4按键控制电路 (23)3.3.5声光报警电路 (23)3.3.6 热释电红外传感器 (25)3.3.7程序下载口 (26)3.5本章小结 (28)第四章基于单片机系统软件设计 (30)4.1 系统软件流程图 (30)4.2 各模块软件设计 (31)4.2.1信号采集程序流程图 (31)4.2.2报警电路子程序 (32)4.2.3中断程序流程图 (33)4.2.4发短消息子程序 (34)4.3本章小结 (35)第五章系统调试与分析 (36)5.1 调试过程 (36)5.1.1 硬件调试 (36)5.1.2软件测试 (37)5.1.３调试过程中遇到的问题及解决方法 (38)5.2 调试结果 (38)5.2.1 系统运行效果图 (38)5.2.2调试结果与分析 (38)5.3 本章小结 (38)第六章总结 (38)6.1主要工作及结论 (38)6.2存在的问题 (39)6.3感想与收获 (39)参考文献 (41)附录1：原理图与PCB图 (43)附录2：原程序代码 (44)第一章绪论1.1引言GSM移动通讯模块上面各个模块，如芯片，存储器等在一块线路板上，有独立的操基带处理、提供标准接口、GSM射频处理等功能。

基于单片机控制的智能家庭防盗报警系统的设计前言现在我国国民经济的快速发展, 人民生活水平的提高, 人们对家庭住房的防盗、防劫、防火设备的重视程度也在不断提高, 所以现代社会有更多的人需要对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行监测和报警。

为了有效的保证居民的生命财产安全, 我们设计了一款智能家庭防盗报警系统。

智能家居报警系统采用这种星型拓扑结构能够很好地扩展组合，容易增加网络节点，满足在家居中网络节点分布的不确定性，可在房间、隔离处放置一个节点，避免无线干扰和报警区域不确定性的问题，由中心节点对多个网络节点所传递的数据进行综合处理，分析是否发出报警信号。

该系统是利用无处不在的电话网络进行监控,将AT89S51 单片机、ISD4000 集成语音芯片、HT1602 液晶显示驱动芯片及集成电路组成的双音多频拨号电路等有机地结合在一起, 构成一种功能先进、实用、成本低廉的家庭智能防盗报警器。

1 电路组成框图和基本工作原理1.1 电路组成框图智能家庭防盗报警系统是由无线发送/ 接受模块、报警模块、键盘模块、晶显示模块、语音模块、DTMF解/ 编码模块等构成, 系统硬件总体框图如图1.1-1 所示。

图1.1-1 系统硬件总体框图1.2 电路基本工作原理介绍当家中发生警情时, 此时家中设定的无线模块或者其他传感器模块会发出异常信号给单片机, 单片机接受到信号后立即发出现场声光报警信号来威慑侵入者, 同时将单片机自动拨打预先存储在24C02 中的电话号码给主人或者小区物业报警, 以便及时采取防盗措施避免财产损失。

当主人在异地处理家中的情况或者遥控家中的电器的开关时, 只需要拨打家中的固定电话号码, 因为该报警系统的电话接口是并联在电话机上的, 若铃声响五次后无人接通(具体次数可由软件设定),则该报警系统就自动模拟摘机, 在主人输入预定的密码后, 就可以观测家中的动静以及控制家中电器的关、断。

当主人在家无须设防时, 该报警系统还可以显示时钟、温度等等, 还可以设定起床闹铃等多重功能, 这些都可以结合软件和相关芯片来实现。

目录一、设计要求 (1)二、设计目的 (1)三、设计的具体实现 (1)1、系统概述 (1)2、单元电路设计 (1)3、软件程序设计 (4)四、结论与展望 (6)五、心得体会与建议 (7)六、附录 (8)七、参考文献 (8)家庭防盗报警系统设计报告一、设计要求1、当安全状态下，绿灯亮，表示安全；有人入室盗窃时候，感应器（本设计用开关K0代替，合上为有人入室盗窃）自动感应，并向单片机输入信号。

2、当检测到有人入室盗窃的信号输入，显示入室盗窃的指示灯，并响起扬声器通知，一定时间后自动恢复安全状态。

3、当人为手动停止（用开关K1代替），则恢复安全状态。

二、设计目的1、实现入室盗窃的监控及自动报警功能2、报警一段时间（本次设计设置为10S）后自动恢复安全状态3、具有手动停止报警器和报警灯，然后恢复正常状态的功能三、设计的具体实现1、系统概述本家庭防盗报警系统设计包括硬件设计与软件设计两部分。

硬件设计部分主要由一片AT89C51单片机芯片与三个功能子电路共同构成，三个功能子电路分别为：1）晶振输入电路，2）安全状态显示及自动检测电路，3）报警响应及手动复位电路，与软件一起作用，实现家庭防盗的自动检测与报警功能。

工作原理：2、单元电路设计本家庭防盗报警系统主要由一片AT89C51单片机和三个子电路组成，共同与软件设计配合完成对家庭防盗并且自动报警的智能控制。

其中三个子电路设计如下：1）晶振输入电路图1—1 晶振输入电路上图1—1所示为晶振输入电路，图中19与18引脚分别为XTAL1、XTAL2，他们分别接晶振的输入与输出。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期。

本设计选择晶振频率为12MHz，输入芯片震荡周期为1/12μs，一个机器周期为1μs。

2）安全状态显示及自动检测电路图1—2 安全状态显示及自动检测电路上图1—2所示为家庭防盗报警系统的安全状态显示电路与自动检测电路，如图所示,安全状态显示电路由安全指示灯绿灯D1和电阻R1组成，为使D1正常工作，R1选择220Ω，与D1串联；自动检测及报警电路由开关K0组成，它们分别接管脚P1.0和P1.1，P1口初始状态为高电平；在安全状态下，将P1.0被设置为低电平，安全指示灯绿灯D1被点亮，指示此时为安全状态。

一、课程设计概述1、课程设计目的以单片机为核心设计家用防盗报警器，实现在有他人非法入侵时，通过热释电红外传感器检测后，进行声光报警并通过RS-485串行口通信，向小区保安室发出报警信号。

同时通过显示器显示入侵时间，控制电机自动关闭窗口，另外用按键可以调整显示内容、复位、取消报警等。

2、课程设计要求1、检测他人非正常入侵范围6米至8米。

2、传感器探测角度：水平120米，垂直60米。

3、供电电源交流220V。

3、课程设计原理人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。

人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。

红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。

热释电红外传感器的结构图及内部电路如图1所示：图1热释电红外传感器内部的热释电晶体具有极化现象，并且随温度的变化而变化。

当恒定的红外辐射照射在探测器上时，热释电晶体温度不变，晶体对外呈电中性，探测器没有电信号输出，因而恒定的红外辐射不能被检测到。

当交变的红外线照射到晶体表面时，晶体温度迅速变化，这时才发生电荷的变化，从而形成一个明显的外电场，这种现象称为热释电效应。

由于热释电晶体输出的是电荷信号，不能直接使用，需要用电阻将其转换为电压形式，该电阻阻抗高达10000兆欧，故引入N沟道结型场效应管接成共漏形式（即源极跟随器）来完成阻抗变换。

图2本设计采用的是双探测元件热释电红外传感器，其结构示意图如图2所示。

该传感器将两个特性相同的热释电晶体逆向串联，用来防止其他红外光引起传感器误动作。

另外，当环境温度改变时，两个晶体的参数会同时发生变化，这样可以相互抵消，避免出现检测误差。

为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10到20米范围内人的行动。

常州机电职业技术学院毕业设计（论文）系部：电气工程系专业：应用电子技术题目：基于单片机的家用防盗报警器的设计毕业设计(论文)中文摘要目录1. 引言 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 课题设计要求及任务 (1)2 整体设计方案 (2)方案一 (2)2.2 方案二 (2)3. 分电路设计 (3)电源电路设计 (3)利用LM7805设计供电电源电路 (3)利用外接电器做电源 (4)单片机模块的设计 (4)MCS-51系列单片机 (5)MSP430G2系列单片机 (6)传感器模块的选择与设计 (8)传感器信号处置器BISS0001 (8)传感器RE200B (10)3.4继电器模块的设计 (12)3. 4. 1继电器模块（5V,未采纳光耦} (12)光耦继电器模块（12V) (13)4 软件设计 (14)4.1 软件程序 (14)4.2 软件程序流程图 (16)5软硬件系统的调试 (17)6 附录 (25)附录一：电路图、PCB图 (25)6.2 附录二：元件清单 (26)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (30)1. 引言随着此刻社会的进展，时期进步，高新技术的快速融入，人们的生活发生了庞大的改变，人们置购了大量高新技术的产品，许多高科技产品的利用愈来愈成为家庭生活的主旋律，因这人们对自己所处环境的平安要求就愈来愈高，专门是家居平安，不能不时刻留意不速之客的光顾。

此刻许多小区都有着保安看管，但在一些农村就没有这些设施了，于是，许多家庭都安装了报警系统，这有效的爱惜了大伙儿的财产平安。

在本文中，介绍一种利用热释电红别传感器进行监控，并进行报警的系统的设计。

1.1 课题的背景及意义该报警器要紧由热释电红别传感器及继电器模块，报警电路组成[1]。

热释电红别传感器是报警器设计中的核心器件，它可把人体的红外信号转换为电信号以供信号处置部份利用。

检测电路主若是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，从而实现报警功能。