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基于51单片机设计的宿舍智能防火防盗报警系统

作者:时间:2013-11-30来源:网络收藏

  0 引言

  现如今在学校的寝室里,学生贵重物品被盗、由于学生过失而引起着火等事故时有发生,这些都是一直以来困扰着学生、学工以及学校保卫处的“大问题”。传统的防范措施存在很大的弊端,比如当事故发生时,防护铁门、铁栏杆就会成为主人逃生的最大障碍。而采用智能,便能很好地解决此类问题了。但是市场上防火防盗系统价格对大学生来讲过高,本系统便是针对大学宿舍,从低成本的角度来设计制作的。

  1 系统组成及工作原理

  本系统通过一个监控室和两个宿舍来模拟,通过RS 485总线来实现通信。考虑到现实中监控室要能监控整栋宿舍楼,因此采用功能强大的ARM7芯片LPC2103作为主机控制芯片,从机采用价格低廉的51系列单片机作为控制芯片。宿舍中采用热释电传感器对人体进行检测,烟雾传感器实现烟火检测,红外传感器实现对宿舍进出人员数量的检测,主机通过RS 485总线对从机实时监控,当有异常出现时,宿舍和监控室的报警装置会同时响起,只有本宿舍成员在本宿舍通过输入从机的密码才可解除报警状态。系统的详细结构图如图1所示。

系统结构图

  2 硬件电路设计及相关理论分析

  防火防盗智能报警系统硬件主要由七大部分组成:主机部分处理器电路,从机部分处理器电路,传感器检测电路部分,声光报警电路,RS 485总线接口电路,键盘接口电路及显示电路。

  2.1 传感器检测及声光报警电路

  传感器模块由热释电传感器、烟雾传感器MQ211和红外传感器组成。

  烟雾传感器的内部电阻是随着烟雾的浓度的变化而变化,因此要将其转化为变化的电压信号,在此通过电压比较器LM339和几个相应的分压电阻构成,具体电路设计如图2所示。在通电状态下测得传感器的内阻是130 kΩ左右,在烟雾较浓时内阻为6 kΩ左右,在无烟时比较器的负端输入为2.5 V左右,正端为1.2 V左右,有烟雾时负端为2.5 V,正端为3~5 V,此电路能很好地实现电平的转换。热释电红外传感器采用RE200B和信号处理元件BISS0001及少量外接元件组成,电路如图3所示。

烟雾传感器电路

热释电传感器电路

红外传感器电路由红外发射二极管及1838B组成,用单片机来检测两个传感器低电平的先后顺序来判断人的进出情况。其原理如图4所示。声光报警模块由蜂鸣器、(红,绿)发光二极管和NPN型三极管驱动电路组成,具体电路图如图5所示。

红外传感器电路

声光报警电路

  2.2 RS 485通信电路

  本模块采用用于RS 485与RS 422通信的低功耗、限摆率收发器MAX485。MAX485的驱动器摆率不受限制,可以实现最高2.5 Mb/s的传输速率。

蜂鸣器相关文章:蜂鸣器原理

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