基于51单片机设计的宿舍智能防火防盗报警系统

　　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。而采用智能防火防盗报警系统，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。

　　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。

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。

　　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。