基于STC89C51單片機(jī)的智能家庭安防報(bào)警系統(tǒng)

文/蔚晨月 高宇鵬

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的家庭開始使用家庭安防報(bào)警系統(tǒng)?；赟TC89C51單片機(jī)的智能家庭安防報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用而生，該系統(tǒng)的開發(fā)旨在為用戶提供一個(gè)操作方便、實(shí)時(shí)智能的家庭安防工具，能夠在發(fā)生意外情況的第一時(shí)間通知用戶，從而減少損失，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭安全的智能化掌控。

1 系統(tǒng)介紹

本文設(shè)計(jì)的家庭安防報(bào)警系統(tǒng)主要包括熱釋紅外電傳感器模塊、煙霧傳感器模塊、GSM模塊、報(bào)警模塊，實(shí)現(xiàn)了防盜、防火以及遠(yuǎn)程報(bào)警的功能。其中熱釋紅外電傳感器模塊能夠進(jìn)行人體紅外感應(yīng)，當(dāng)有人入侵時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警模塊進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)通過GSM模塊向用戶發(fā)送短信進(jìn)行提示。煙霧傳感器模塊能夠檢測(cè)室內(nèi)煙霧濃度，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警，啟動(dòng)GSM模塊向用戶發(fā)送短信。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 智能化

該系統(tǒng)是一套智能化的家庭安防報(bào)警系統(tǒng)，融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠自動(dòng)檢測(cè)是否有人入侵，自動(dòng)檢測(cè)是否發(fā)生火災(zāi)，出現(xiàn)意外情況時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警并自動(dòng)向用戶發(fā)送短信，使用戶能夠第一時(shí)間處理意外情況，從而將損失降到最低，為家庭安全保駕護(hù)航。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化

系統(tǒng)各個(gè)模塊之間的接口、驅(qū)動(dòng)均按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件編碼均按照相關(guān)軟件開發(fā)規(guī)格進(jìn)行開發(fā)，GSM模塊傳送數(shù)據(jù)格式均遵守GSM規(guī)范中的編碼格式。

3 系統(tǒng)主要模塊

3.1 主控制器

本系統(tǒng)的主控制器選用的是STC89C51單片機(jī)，該單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有 8K 在線可編程Flash 存儲(chǔ)器，使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在線編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。

本系統(tǒng)中STC89C51單片機(jī)引腳電路如圖1所示。其中P0.3引腳用于控制聲光報(bào)警器，P2.4引腳用于控制熱釋電紅外傳感器，P2.5引腳用于控制煙霧傳感器，P3.0和P3.1引腳實(shí)現(xiàn)與GSM模塊的信息傳輸。

3.2 熱釋電紅外傳感器

本系統(tǒng)中的熱釋電紅外傳感器采用的是RE200B傳感器，該傳感器采用熱釋電材料極化，可隨溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射，并配合雙靈敏元互補(bǔ)方法，抑制溫度變化而產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。

熱釋電紅外傳感模塊具有信號(hào)端、電源正、電源父三個(gè)引腳，分別連接單片機(jī)的P2.4引腳、電源以及接地，如圖2所示。熱釋電紅外傳感器能夠探測(cè)到陌生人入侵動(dòng)作，通過設(shè)置在監(jiān)測(cè)位置的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過放大電路以及比較電路送OUT口。OUT口輸出一個(gè)高電平信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過三極管9013轉(zhuǎn)換成低電平至STC89C51單片機(jī)。單片機(jī)P2.4引腳正常狀態(tài)下處于高電平狀態(tài)，若檢測(cè)到低電平，則通過P0.4端口輸出高電壓，控制蜂鳴器鳴響發(fā)出報(bào)警聲，并點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，同時(shí)控制GSM模塊發(fā)送檢測(cè)到有人入侵的報(bào)警短信。

3.3 煙霧傳感器

圖2：熱釋電紅外傳感電路圖

煙霧傳感器選用的是MQ-2型煙霧傳感器，該傳感器敏感度高、反應(yīng)快、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，可用于天然氣、煙霧、煤氣、汽油等多種氣體檢測(cè)，非常適合在家庭安防報(bào)警系統(tǒng)中使用。

煙霧傳感器電路如圖3所示，該傳感器的核心部件是LM393電壓比較器，其原理是將2腳與3腳的電壓進(jìn)行比較，若2腳電壓高于3腳電壓，1腳就會(huì)輸出一個(gè)低電平；若2腳電壓低于3腳電壓時(shí)，1腳就會(huì)輸出一個(gè)高電平。其中3腳的電壓通過一個(gè)10K的9103電位器分壓得到，而2腳的電壓隨著MQ-2檢測(cè)到的煙霧濃度的變化而改變。MQ-2煙霧傳感器在電路中相當(dāng)于一個(gè)電阻，當(dāng)煙霧濃度增大，MQ-2阻止變小，輸出到2腳的電壓就會(huì)變大，當(dāng)2腳的電壓大于3腳時(shí)，LM393電壓比較器就會(huì)通過1腳向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)低電平。單片機(jī)P2.5引腳正常狀態(tài)下處于高電平狀態(tài)，若檢測(cè)到低電平，則通過P0.4端口輸出高電壓，控制蜂鳴器鳴響發(fā)出報(bào)警聲，并點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，同時(shí)控制GSM模塊發(fā)送檢測(cè)到煙霧的報(bào)警短信。

3.4 GSM模塊

GMS模塊選用了SIM900A模塊，該模塊接口豐富、功能完善且性能強(qiáng)大，廣泛適用于智能家居、智能監(jiān)控、車載跟蹤等眾多領(lǐng)域，完全能夠滿足系統(tǒng)的需求。SIM900A模塊的電路設(shè)計(jì)如圖4所示。該模塊的引腳1連接了一個(gè)LED燈D1，用于指示GSM模塊的工作狀態(tài)。引腳3、4分別于單片機(jī)的引腳P3.0和P3.1相連，用于報(bào)警數(shù)據(jù)的傳輸。

圖3：煙霧傳感器電路圖

圖4：SIM900A模塊電路圖

4 結(jié)束語(yǔ)

基于STC89C51單片機(jī)的智能家庭安防報(bào)警系統(tǒng)將嵌入式應(yīng)用技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)理論相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)初的自動(dòng)檢測(cè)是否有人入侵，自動(dòng)檢測(cè)是否發(fā)生火災(zāi)，出現(xiàn)意外情況時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警并自動(dòng)向用戶發(fā)送短信的功能，能夠在發(fā)生意外情況的第一時(shí)間通知用戶，從而將損失降到最低，為人們的家庭安全保駕護(hù)航。