基于89S52的室內(nèi)防盜報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

梁小廷　鄭闖

摘 要：目前，雖然社會犯罪率的不斷下降，但盜竊類案件卻時而發(fā)生。尤其是室內(nèi)盜竊案的發(fā)生，往往出現(xiàn)在居民住宅或無人值守的辦公室。為了有效地防止室內(nèi)盜竊案件的發(fā)生，故設(shè)計了一款電子防盜系統(tǒng)。當(dāng)室內(nèi)無人并啟動防盜報警后，有盜賊進入室內(nèi)時，室內(nèi)報警系統(tǒng)能夠發(fā)出聲光報警，同時通過WiFi模塊將報警信息傳遞至房主手機，以達(dá)到警示作用。本系統(tǒng)也可應(yīng)用于限制人員進入?yún)^(qū)域的場所，如危險環(huán)境、大型無人機械生產(chǎn)現(xiàn)場等。文章介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計方案和軟件設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：89S52；單片機；防盜報警系統(tǒng)；室內(nèi)防盜

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）04-0095-02

Abstract： At present， the social crime rate continues to decline， but theft cases occur from time to time. In particular， the occurrence of indoor burglary often appears in residential buildings or unattended offices. In order to effectively prevent the occurrence of indoor theft cases， an electronic anti-theft system is designed. When there is no one inside the room and alarm is sounded， even if thieves enter the room， the indoor alarm system can send out acousto-optic alarm； at the same time， the alarm information is transmitted to the house owner's mobile phone through the WiFi module， in order to serve the warning function. The system can also be used to restrict the entry of personnel into the area， such as dangerous environment， large-scale unmanned machinery production site and so on. This paper introduces the structure， circuit design and software design of the system.

Keywords： 89S52； single chip microcomputer； anti-theft alarm system； indoor anti-theft

引言

室內(nèi)防盜的必要性在生活中尤為凸顯。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)不斷進步，盜賊的盜竊技術(shù)手段也不斷升級，如何有效地防止盜賊進行室內(nèi)盜竊，并且在其進入限制區(qū)域內(nèi)能夠?qū)ζ涞谝粫r間進行震懾，與此同時還能夠第一時間通知主人，是本設(shè)計需要解決的關(guān)鍵問題。本設(shè)計以89S52單片機為防盜系統(tǒng)控制核心，以熱釋電紅外傳感器和光電開關(guān)傳感器為對盜賊的檢測手段，當(dāng)檢測到非法進入后通過現(xiàn)場聲光報警的形式對盜賊進行有效震懾，同時通過WiFi模塊將報警信息第一時間傳遞至房主手機，以達(dá)到及時報警的目的。

1 防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

防盜系統(tǒng)中包含電源模塊、單片機最小控制系統(tǒng)模塊、傳感器模塊、聲光報警模塊、WiFi模塊和人機接口模塊。如圖1所示為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。本系統(tǒng)中以熱釋電傳感器和光電開關(guān)傳感器為對盜賊的檢測手段，當(dāng)有人非法進入該區(qū)域后，傳感器將檢測到的信號傳遞至控制核心單片機中，單片機發(fā)出控制信號，控制聲光報警啟動，同時向WiFi模塊發(fā)出指令，向房主手機中發(fā)出報警提示信息。WiFi功能可以根據(jù)用戶需要設(shè)置啟停，若選用，則需要室內(nèi)提供持續(xù)WiFi信號。系統(tǒng)人機接口中的鍵盤功能是啟動/關(guān)閉報警系統(tǒng)，液晶屏采用LCD12864，功能是顯示當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)，并提供報警日志等歷史信息查詢功能。

2 系統(tǒng)特點

本防盜系統(tǒng)采用單片機作為系統(tǒng)控制核心，能夠提高系統(tǒng)的智能性，可以有效降低系統(tǒng)成本。以往使用的室內(nèi)報警器，多數(shù)以模擬電子器件為主，功能單一，無法實現(xiàn)對外通訊功能。隨著智能手機的普及，使報警系統(tǒng)與手機進行通信，能夠第一時間采取有效必要的應(yīng)對措施。

同時，采用單片機一定程度上方便防盜系統(tǒng)日后升級，單片機成本極低，可以隨時為用戶進行更換，并且其程序更新手段簡單，甚至可以采用無線程序下載手段對系統(tǒng)進行現(xiàn)場更新，避免拆機的麻煩。此外，系統(tǒng)硬件的封閉性較強，不易從外部進行破壞，供電電源保護性強，可以避免盜賊將系統(tǒng)電源破壞后使系統(tǒng)癱瘓。為了解決用戶停電時防盜系統(tǒng)掉電失效，在系統(tǒng)外設(shè)置了蓄電池，由于系統(tǒng)是5V供電，無功率器件，因此系統(tǒng)功耗較低，蓄電池能夠維持系統(tǒng)正常運行數(shù)日。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)硬件中包含6大模塊：控制核心模塊、傳感器模塊、聲光報警模塊、通訊模塊、人機接口模塊電源模塊。其中電源模塊中包含降壓穩(wěn)壓模塊和蓄電池充電模塊。如圖2為系統(tǒng)的電路原理圖。圖中，A1-A4位熱釋電紅外傳感器，安裝在室內(nèi)窗戶處或門處，具體數(shù)量根據(jù)用戶需求而定，標(biāo)準(zhǔn)配置為4個；A5和A6為光電開關(guān)傳感器，安裝在進戶門邊緣，具體數(shù)量根據(jù)用戶需求而定，標(biāo)準(zhǔn)配置為2個。WiFi模塊采用串行方式與單片機連接通信，手機端采用軟件APP形式作為報警提醒。LCD12864與單片機并行接線，用于顯示當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)，以及可供歷史狀態(tài)查詢。由于使用時歷史信息量可能較多，后續(xù)可以在系統(tǒng)中增加SD模塊，作為保存信息的媒介。系統(tǒng)中有3個獨立按鍵，與單片機直接相連，在電路設(shè)計中，由于鍵盤功能較少，本系統(tǒng)采用獨立鍵盤，僅占用3個輸入輸出接口。若后期增加系統(tǒng)功能，則可以設(shè)計成矩陣鍵盤或采用鍵盤輸入模塊實現(xiàn)。線路中的降壓穩(wěn)壓電路將220VAC交流市電經(jīng)降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換成9VDC和5VDC，其中5VDC為單片機和各電路模塊供電。蓄電池采用鋰電池，與各電路模塊相連，蓄電池輸出電壓為5VDC，充電電壓為9VDC，容量為20000mAh。

4 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)中單片機編程采用C語言。程序設(shè)計思路為：當(dāng)啟動防盜系統(tǒng)時，各個模塊首先進行初始化。隨后進入防盜狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)中傳感器檢測到有侵入時，則檢測信號會發(fā)送至單片機，隨后單片機發(fā)出報警指令，包括三部分，一部分是控制現(xiàn)場的聲光報警系統(tǒng)啟動，發(fā)出報警聲響和燈光閃爍指示，以達(dá)到現(xiàn)場震懾的作用；第二部分是控制WiFi模塊向用戶發(fā)出報警信息；第三部分是將報警時間、報警時長等報警信息記錄，以供查看。為了防止系統(tǒng)長時間待機可能出現(xiàn)死機情況，在軟件中加入看門狗程序，定時執(zhí)行喂狗程序，一旦出現(xiàn)死機情況立即重啟系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、有效運行。

5 結(jié)束語

本文介紹了一款基于89S52的室內(nèi)防盜報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的方法，著重描述了系統(tǒng)整體方案、硬件電路設(shè)計方案和軟件設(shè)計方案。其中硬件設(shè)計中以單片機為設(shè)計主體，通過前向通道、后向通道、通訊和人機接口的設(shè)計，完善了電子防盜系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有實時防盜、操作簡便、易于升級更新、擁有斷電蓄電池續(xù)航保護功能、不易于破壞等特點。

在今后使用過程中，可以增加SD模塊作為歷史記錄和查詢手段，同時還可以對人機接口操作進行有效擴展。

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