【文章內(nèi)容簡介】 rice and so on. However, the single chip microputer antitheft alarm system is in line with the these characteristics, it is a system mainly consisting of microcontroller, being strict with temperature scanning and identification verifying, and low in price. This thesis introduces the background and the history of antifire and antitheft alarm system in families, and gives the basic devices of the topicthe explanation of microcontroller and its development history. It describes the basic knowledge of the V microcontroller, illustrates the application of microcontroller in various ways and the development and development tools of it, summarizes the design process of hardware and software, analyzes the hardware circuit design and its function, describes the overall thought of the software design, and finally introduces the distribution of resources , the state of software realization and the procedure of some software. 【 Key words】 intelligent antifire and antitheft, DS18B20, dynamic scanning, microcontroller。 緒論 第 1 頁 （共 77 頁） 1 緒論 課題的開發(fā)背景及意義 在各種非自然災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會 發(fā)展的主要 災(zāi)害之一。人類能夠?qū)疬M(jìn)行利用和控制，是文明進(jìn)步的一個重要標(biāo)志。 對于火災(zāi)，在我國古代，人們就總結(jié)出 “ 防為上，救次之，戒為下 ” 的經(jīng)驗(yàn)。隨著社會的不斷發(fā)展，在社會財(cái)富日益增多的同時，導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)的危險性也在增多，火災(zāi)的危害性也越來越大。特別是 1993 年以來，火災(zāi)造成的直接財(cái)產(chǎn)損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2021 多人。 隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多貴重的個人物品被盜，當(dāng)今社會我們會聽到哪天某某家里的財(cái)物被盜，某某的車輛被盜 ?? 等等之類的財(cái)產(chǎn)被盜的話題。雖然許多電子智能鎖已在國內(nèi)外面 世，但是這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機(jī)械損壞， IC 卡還存在容易丟失、損壞等缺點(diǎn)，再加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣 。 報警產(chǎn)品市場復(fù)雜也是其原因之一。 實(shí)踐證明，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消防工作的重要性就越來越突出。由此，火災(zāi)報警器在消防工作就的作用也尤為突出了。我國的火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。但目前國內(nèi)廠家多偏重用于大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館 等場所和珍貴物品地方大型火災(zāi)報警系統(tǒng)的研發(fā)，他們采用集中區(qū)域報警控制方式，其系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。而在居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火單位，需要設(shè)置一種單一廉價實(shí)用的火災(zāi)自動探測報警裝置，因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的數(shù)字火災(zāi)報警器是非常必要的。 當(dāng)今，人們對家庭生命對產(chǎn)安全越來越重視，采取了許多措施來保護(hù)家庭的安全。以往的做法是安裝防盜門、防盜網(wǎng)，但也存在有礙美觀，不符合防火要求，不能有效地防止壞人的入侵?，F(xiàn)在，全國各地都在如火如荼地開展建設(shè)安全文明小區(qū)的活動，而且很多地方都提出拆除防盜網(wǎng)節(jié)約資源的口 號，家庭和一些室內(nèi)企業(yè)倉庫電子防盜報警系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。鑒于目前的技術(shù)水平與市場的接受程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流，其價格便宜、輕巧，可隨意安裝。 智能防火防盜系統(tǒng) 第 2 頁 （共 77 頁） 本文所要介紹的室內(nèi)的防盜防火報警系統(tǒng)，正是在智能化室內(nèi)住宅蓬勃發(fā)展的背景下，為了滿足用戶對安全的強(qiáng)烈要求而設(shè)計(jì)并開發(fā)的。系統(tǒng)的首要任務(wù)是根據(jù)室內(nèi)的類型、使用功能及其防護(hù)風(fēng)險等要求，通過 運(yùn)用 溫度傳感探測、密碼 比對 及單片機(jī)的控制 等技術(shù)形成的智能報警系統(tǒng)，達(dá)到保障室內(nèi)住宅用戶生命和財(cái)產(chǎn)安全的目的。 課題國內(nèi)外研究狀況 在日常的生活和工作中 , 住宅與 部門的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙 , 使用極不方便 , 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。 國內(nèi)防盜報警產(chǎn)品市場復(fù)雜，生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊。相對來講，消防報警產(chǎn)品市場要規(guī)范一些。長期以來，防盜報警產(chǎn)品市場都是國際品牌、國內(nèi)知名品牌、地方品牌各自盤踞一方，割地封侯，占據(jù)不同層次市場。國內(nèi)的廠家主要以低技術(shù)含量、低價格、小批量安裝為主；國外產(chǎn)品技術(shù)含量高、價格高，主要以專業(yè)高端市場為主。雖然國外報警產(chǎn)品技術(shù)比較成熟，但是由于生產(chǎn)成本高，運(yùn)輸成本、關(guān)稅等原因?qū)е聝r格比較高。因此與國內(nèi)產(chǎn)品價格有較大差距，一些產(chǎn)品價格超過部分消費(fèi)者經(jīng)濟(jì)承受能力，產(chǎn)品普及效果并不好，也無法實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)降低成本，產(chǎn)品一直保持在比較高的價位運(yùn)行，主要應(yīng)用在一些高端市場，對整個報警產(chǎn)品市場影響有限。 在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼 鎖，克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖無論在技術(shù)上還是在性能上都獲得了大大的提高。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應(yīng)用日益廣泛。 緒論 第 3 頁 （共 77 頁） 論文主要內(nèi)容概述 (1)了解報警系統(tǒng)的基本原理 , 熟悉利用傳感器產(chǎn)生報警的原理。 (2)掌握單片機(jī)控制防盜和防火報警系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用。 (3)設(shè)計(jì)一個能對住宅的火災(zāi)、盜竊實(shí)行自動報警的智能防盜防火 報警器；設(shè)置緊急呼叫系統(tǒng)；用戶端自動報警器對各傳感器的信號進(jìn)行檢測和控制。 (4)了解單片機(jī)監(jiān)控傳感器的基本原理并能夠?qū)⒛K化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。 (5)對畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行總結(jié)，撰寫符合論文書寫的基本要求和基本格式的畢業(yè)論文。 智能防火防盜系統(tǒng) 第 4 頁 （共 77 頁） 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)總體方法與研究路線 智能化防盜防火報警系統(tǒng)集防盜防火功能于一體，可全天候自動檢測盜警和火警，當(dāng)確定警情時自動發(fā)聲報警。傳感器采用密碼檢測和溫度探測器，分別對盜情和火情進(jìn)行檢 測，當(dāng)密碼錯誤達(dá) 3 次或發(fā)生火災(zāi)時，單片機(jī)發(fā)出中斷申請，播放報警聲音和啟用紅色二極管，單片機(jī)控制 LCD 顯示屏輸出警報信號只針對火情。 開機(jī)初始密碼值為 123456，進(jìn)入系統(tǒng)前顯示字符串緩沖以確保得到標(biāo)準(zhǔn)溫度，同時打開檢測、中斷。進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)后，根據(jù)設(shè)定好的密碼，采用 4 4 鍵盤實(shí)現(xiàn)密碼的輸入功能，如果密碼輸入的密碼不正確 3 次，就發(fā)出報警聲。當(dāng)輸入正確之后，綠燈提示，同時設(shè)定為管理員（管理員可以對系統(tǒng)的密碼進(jìn)行修改）。 為了突出擴(kuò)展性，在密碼正確之后，單片機(jī)將對擴(kuò)展的檢測硬件操作，比如防盜門，當(dāng)密碼正確之后， 系統(tǒng)發(fā)送信號 給 硬件，硬件運(yùn)行打開門。 又比如密碼正確之后撤銷紅外檢測， 關(guān)于硬件方面都是前人研究的成熟技術(shù)，這里不對硬件做過多的描述，本系統(tǒng)主要對單片機(jī)部分的編程設(shè)計(jì)做解釋。 （ 1）單片機(jī)型號可選 AT89C51。 （ 2） 6 位密碼（進(jìn)入系統(tǒng)且密碼正確后可修改密碼，密碼必須是 6 位 ） 。 （ 3）密碼的輸入采用 4 4 鍵盤實(shí)現(xiàn)，輸入 6 位數(shù)字后，按確定鍵結(jié)束。 （ 4）若輸入的密碼正確，鎖打開，同時用發(fā)光二極管亮 1 秒作為提示。 （ 5）報警采用蜂鳴器或揚(yáng)聲器，一旦報警只有管理員進(jìn)入才可以關(guān)閉聲音。 （ 6）當(dāng)進(jìn)入系統(tǒng)后，可以對系 統(tǒng)密碼進(jìn)行修改。 （ 7）當(dāng)溫度達(dá)到 50176。 C 以后，系統(tǒng)自動報警，并且在 LCD 上顯示 “ warning” 。 （ 8）單片機(jī)， c 語言編程。 系統(tǒng)的基本功能和工作過程 基本功能 和總體設(shè)計(jì)框架 智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)和功能： 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 第 5 頁 （共 77 頁） 1. 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。前端報警器能夠快速、準(zhǔn)確地檢測到現(xiàn)場的異常狀態(tài)，經(jīng)確認(rèn)后及時通報給中央控制器。并能夠可靠地進(jìn)行盜情、火情報警，進(jìn)行語音報警。報警完畢自動回到警戒狀態(tài)，等待下一次報警。 2. 系統(tǒng)開關(guān)機(jī)采用密碼控制且允許修改密碼，防止誤報同時增加用戶端自動 報警器的保密性。 系統(tǒng)的基本工作過程： 用戶端的防范現(xiàn)場，一旦有人入侵、或發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時，與之相應(yīng)的報警探測器（各種防火、防盜及手動報警按鈕等）則立即向用戶端自動報警器發(fā)出報警信號。接到警情事件后，自動報警器立即進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)行事件的現(xiàn)場聲（蜂鳴器）、光（ LED ）報警。在用戶端自動報警器的面板上設(shè)有 LCD 顯示器、鍵盤以及三色警燈（ LED)，三色警燈分別指示火災(zāi)或紅外的防火防盜報警、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報警燈（紅）、工作燈（綠）。正常時 LCD 顯示溫度。 本章節(jié)主要介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ，確定了原理框圖，對報警系統(tǒng)的運(yùn)行做了分析，并設(shè)計(jì)了防火和防盜探測器，為后續(xù)章節(jié)研究防火防盜報警系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)打下了理論基礎(chǔ)。 電路設(shè)計(jì)框如圖 1，由 AT89C51 主控制芯片吸收 DS18B20溫度芯片的數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)化并且對其溫度檢測判斷。在系統(tǒng)運(yùn)行時，單片機(jī)不斷檢測 4x4鍵盤模塊，對鍵盤的信號進(jìn)行反復(fù)檢測并同時做出相應(yīng)的處理， LCD1602 芯片負(fù)責(zé)顯示所需要的數(shù)據(jù)。 圖 1 設(shè)計(jì)整體框圖 工作過程 開機(jī)顯示字符串，同時初始化 LCD160 DS18B20 并檢測溫度，進(jìn)入登 錄狀態(tài)，進(jìn)入 無限 循環(huán)里面，掃描鍵盤，對鍵盤事件處理， 同時也不停的掃描溫度。當(dāng)溫度或鍵盤事件錯誤過多就會報警。在循環(huán)中對鍵盤中的事件判斷處理、如刪除鍵、LCD1602顯示芯片 AT89C52 主控制 芯片 4x4 鍵盤模塊 喇叭、二極管模塊 DS18B20 溫度芯片 智能防火防盜系統(tǒng) 第 6 頁 （共 77 頁） 確定鍵等等。當(dāng)紅色發(fā)光二極管亮了的時候就表示錯誤、報警指示燈，綠色發(fā)光二極管工作 1 秒鐘時表示為進(jìn)入系統(tǒng)指示燈。 防火防盜報警系統(tǒng)功能和特點(diǎn) 簡易方便、穩(wěn)定、實(shí)用，可以提供多個外接端口，密碼驗(yàn)證功能 擴(kuò)展性好 ，硬件少而簡單，將復(fù)雜的算法置無無形的代碼，充分利用單片機(jī)從而減少硬件資源。 系統(tǒng)容量大，適合一般企業(yè)室內(nèi)到家庭 。 可靠性高，開機(jī)自檢，自動 糾錯 。 模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)展性好，容易集成 。 延時、錯誤次數(shù)、溫度等多種報警功能 。 安全性高，管理員級密碼操作、并對其任意修改， 3 次密碼錯誤報警 。 界面清晰明了，報警信息處理簡單及時 。 報警信息即時打印在屏幕，便于查驗(yàn) 。 結(jié)合該系統(tǒng)諸多優(yōu)勢，其實(shí)用范圍已延伸至 住宅 智能報警系統(tǒng)、酒店報警系統(tǒng)、銀行倉庫等等。 硬件平臺及其選擇 第 7 頁 （共 77 頁） 3 硬件平臺及其選擇 單片機(jī)芯片的選擇方案 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦（ FPEROM—FalshProgrammableand Erasable Read Only Memory）的低電壓， 如圖 2， 高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對電路進(jìn)行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。 AT89C51 提供 12