基于單片機(jī)的家用智能防火防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-10-03 17:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的振蕩器周期的計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)溫度測量。 整個(gè)電路主要分為紅外線脈沖發(fā)射部分和接收部分，一旦發(fā)生火災(zāi) ，煙霧中的細(xì)微顆粒將對紅外線脈沖發(fā)生漫反射，并變換成相應(yīng)的電信號，該信號由運(yùn)放交流放大后經(jīng)比較器送單片機(jī)處理并報(bào)警。電路原理如圖3 所示。 圖 3 光電感煙探測器原理圖 紅外發(fā)射電路中的 555 電路用于產(chǎn)生頻率可調(diào)的脈沖波形，使用 555電路的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是輸出脈沖的占空比可調(diào)，便于設(shè)計(jì)不同要求的驅(qū)動輸出。比較器的反相端接電阻器和可調(diào)電阻器，這樣就可以根據(jù)探測器所需要的不同靈敏度來調(diào)節(jié)比較電位 。 氣體探測器 CO 氣體探測器是采用 MGS1100 一氧化碳傳 感器作為 CO 敏感元件，對 CO 響應(yīng)的選擇性好，并具有靈敏度高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在信號采集 555 振蕩電路 紅外 發(fā)射管 光電接受三極管 比較 電路 運(yùn)算放大電路 U 5 的同時(shí)加以溫度補(bǔ)償，最后利用 MCU 單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和特性修正。 防火探測器電路由上述三種傳感器組成，克服了環(huán)境因素的干擾。單片機(jī)進(jìn)行處理時(shí)可采用多循環(huán)檢測，在達(dá)到了規(guī)定檢測次數(shù) (如 20次 )，并且每次均檢測到了煙霧信號和 CO 氣體信號，測量溫度也超出報(bào)警溫度上限時(shí)， MCU 發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號，否則認(rèn)為沒有火災(zāi)發(fā)生。 （二） 防盜探測器的設(shè)計(jì) 防盜探測器是由紅外與微波探測器組成的雙鑒探測器。 雙鑒探測器工作時(shí)將探測到的紅外和微波兩種信 號經(jīng)過與非門處理后送單片機(jī)，即只有同時(shí)檢測到兩個(gè)探測器輸出端口為高電平信號時(shí)，自動報(bào)警器才會響應(yīng)盜情報(bào)警信號，否則不報(bào)警。 較之以往的微波或紅外單信號探測器，其誤報(bào)率明顯下降，原理示意圖如圖 4 所示。 圖 4 雙鑒探測器原理示意圖 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在紅外探測器中，通過菲涅爾透鏡的分割方式的改變可以降低由于小寵物引起的誤報(bào)，從而彌補(bǔ)了微波探測器監(jiān)視面積較大的弱點(diǎn) 。 但紅外探測器對環(huán)境溫度的變化比較敏感，而微波探測器所檢測的只是活動的目標(biāo)，所以對于如果只是溫度變化引起的 干擾并不會被自動報(bào)警器響應(yīng)。通過這樣雙重的檢測就進(jìn)一步減小了外界干擾，降低了報(bào)警信號誤報(bào)的發(fā)生率 。 下面詳細(xì)介紹本系統(tǒng)中紅外與微波探測器電路的設(shè)計(jì)原理、特點(diǎn)以及實(shí)際的工作過程。 在自然界，任何高于絕對溫度的物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低是相關(guān)的。熱釋電紅外線防盜探測器中的檢測元件是 BISS0001，該器件是 CMOS 數(shù)模混合專用集成電路，多用為紅外專用芯片，它具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號預(yù)處 理。另外它還具有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾，其內(nèi)部設(shè)有延遲時(shí)間定時(shí)器熱釋電紅外探測器 微波探測器 74LS00 與非門 用戶端 自動報(bào) 警器AT89C51 Alarm0 6 和封鎖時(shí)間定時(shí)器。 微波防盜探測器是由 MOS 場效應(yīng)管 C335電阻和電容組成的高頻振蕩電路，電路產(chǎn)生微波信號后經(jīng)過人或物體反射和原信號產(chǎn)生頻移，微小的頻移信號經(jīng)過放大處理后輸出報(bào)警信號。報(bào)警范圍實(shí)測為 7～ 8m，可有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)探測。 防盜探測器電路是由以上兩種類型探測器組成，在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行信號處理時(shí)，將探測到的紅外和微波兩種信號進(jìn)行“與”運(yùn)算，即只有同 時(shí)檢測到兩個(gè)傳感器端口信號時(shí)，主機(jī)才會發(fā)出盜情報(bào)警信號，否則不 報(bào)警 。 （三） 主控單元電路設(shè)計(jì) MCU 微處理器對雙音多頻 (DTMF)編、譯碼器的控制，使住宅通過電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)部門之間的數(shù)據(jù)交換 ； 微處理器對各傳感器的信號檢測和控制。 MCU 通過對接口電路的讀取，并向單位保衛(wèi)科、 110/119 報(bào)警臺單位電話機(jī)或個(gè)人傳呼機(jī)發(fā)出呼叫信號，告之對方住宅被盜。本系統(tǒng)與電話機(jī)并聯(lián)，只在報(bào)警期間占用電話線路，報(bào)警結(jié)束后系統(tǒng)與電話線路脫離，不影響電話機(jī)的正常使用。當(dāng)探測器檢測到意外情況后就發(fā)出報(bào)警電平信號到主機(jī)控制部分。主機(jī)控制部分對該電平信號進(jìn)行處理 ，然后控制雙音多頻撥號芯片向電話線路撥出雙音多頻信號 (電話號碼 )，與此同時(shí)控制語音芯片撥出事先錄制好的語音信號到電話線路，實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警，撥號完成后，模擬掛機(jī)。 （四） 自動撥號報(bào)警電路設(shè)計(jì) 自動撥號報(bào)警電路如圖 5 所示， 系統(tǒng)使用 MK8870 型 DTMF 撥號專用芯片，該芯片原本是行列式按鍵輸入芯片，即 4 條行線及 4 條列線組成16 個(gè)按鍵，實(shí)踐證明該芯片不但具有行列式鍵盤輸入功能，而且與 51系列單片機(jī)具有良好的接口性能。 7 圖 5 自動撥號報(bào)警電路 如圖 5 所示，系統(tǒng)利用 89C51 完成對撥號芯片的控制，其中 R8， C5為復(fù)位 元件，完成上電復(fù)位， JT1 使用 6MHz 晶體。這里用 P1 口的 8 根線完成對撥號芯片的控制。電路中電話號碼的撥出采用雙音多頻撥號方式。電話號碼的撥出是利用控制 MK8870 型 DTMF 撥號專用芯片的鍵盤行列輸入端 R1～ R4 和 C1～ C4 來實(shí)現(xiàn)的。首先要使相應(yīng)的行線和列線接通一段時(shí)間 ,然后再斷開一段時(shí)間 ,這樣芯片便將雙音多頻信號送到電話交換機(jī)網(wǎng)絡(luò) ,實(shí)現(xiàn)電話撥號。 （五） 語音報(bào)警電路設(shè)計(jì) 語音報(bào)警電路圖如圖 6 所示。 系統(tǒng)采用了語音芯片 APR9600 構(gòu)成語音電路，該電路 主要由語音電路、譯碼器和電子開關(guān)組成。 8 圖 6 語音報(bào)警電路框圖 語音電路 APR9600 采用模擬存儲技術(shù)，噪音低，不怕斷電，可以反復(fù)錄放。語音信息可以分 8 段存放，分別用 8 個(gè)按鍵控制，按下哪個(gè)鍵就可以錄放哪一段而不影響其它段。本系統(tǒng)中的語音信息分為 2 大類 :預(yù)警信息和報(bào)警信息，其中預(yù)警又分為溫度偏高預(yù)警和煙霧過大預(yù)警，報(bào)警分為火警和盜警。使用時(shí)，用戶可以通過簡單的按鍵操作，隨時(shí)錄制和播放任意一段。當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警或報(bào)警時(shí)，單片機(jī)通過 ～ 控制電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)按鍵操作，啟動相應(yīng)的錄音段，放出相應(yīng)的
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