发布时间 : 星期一 文章基于单片机的火灾防盗监控系统的设计与仿真_毕业设计(论文)更新完毕开始阅读eefe731e2e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e2bd
1 绪论
1.1 引言
针对当前火灾自动报警系统存在的通讯协议不一致，系统误报、漏报频繁，智能化程度低，网络化程度低、特殊恶劣环境的火灾探测报警抗干扰等问题较为突出的现象，提出在符合国家消防规范的基础下采用统一、标准、开放的通讯协议，通过对新技术、新工艺、新材料和新设备的应用研究，对系统方案、设备选型的优化组合，改进火灾自动报警系统的工作性能、减少维护费用和维护要求，向着高可靠性、高灵敏性、低误报率、系统网络化、技术智能化方向发展，为更好的预防和遏制建筑火灾提供了强有力的保障，从而更好的保护国家和人民的生命、财产安全[1]。这是火灾自动报警应用技术的研究发展趋势 。
家用防盗系统近几年来在全球以及在中国的快速发展是信息技术发展寻找更广阔的市场结合点的必然结果，是IT 产业向传统住宅产业以及人们生活渗透的必然结果。家用防盗系统建设目标是向人们提供―方便快捷的信息通信、安全舒适的住宅环境、高效便利的物业管理‖。发展家用防盗系统是住宅产业现代化的必然选择。家用防盗系统按智能技术开发的功能和作用的不同，小区中报警系统应用一般体现在探测智能、监控智能和抗干扰智能三个主要方面。目前欧美已有一些国家正在大力研究无线防盗探测报警系统，随着时间的推移，这种产品在我国也会发展成为主流[2]。
防盗报警产品总体发展趋势：从少防区（4防区）向多防区（16防区以上）；电话线制向GSM、总线制、网络制发展；从有线向无线发展；无线从单一频点（315M）向专用频段(433M内多频点)、从单向/单工向双向/半双工或双工通讯发展[3]。比如主动红外入侵探测器从传统型向编码调制型发展，说明随着科技的普及、随着报警产品应用面的扩大，传统型主动红外入侵探测器产品存在的问题逐渐暴露，由于密集安装引发误报警、漏报警、可以被同型号或同类产品替代；对于新型建筑结构，比如现代造型的围墙等无法安装、使用；对于窗、阳台等也无法有效防范等；被动红外入侵探测器开始从室内防范向室外防范发展，说明室内防范的局限性日渐显现，防范开始向室外/户外推进。但是由于其产品探测原理的限制，其室外型产品的防范效果、工作稳定性等各方面均不尽人意。
1.2 课题研究背景及意义
随着社会的发展，人们的活动、居住区域越来越大，安全问题越显重要。简洁、经济型报警器成为家庭所需。而且自本世纪80年代开始，随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，值得提出的是，我国目前民居内几乎没有防火设施及救火器材，火灾报警系统必将得到更快的发展。
我国家用安防系统相对国外来讲，是有较大差距的。现在一般居民住宅的主要防盗措施仅限于防盗窗、防盗门，虽有一定的防盗作用，在灾害发生的情况下，使逃生更加困难。另外，小区安全措施不足；居民安全意识有待增强；安全防范系统也急需普及。
家用防盗系统近几年来在全球以及在中国的快速发展是信息技术发展寻找更广阔的市场结合点的必然结果，是IT 产业向传统住宅产业以及人们生活渗透的必然结果。家用防盗系统建设目标是向人们提供―方便快捷的信息通信、安全舒适的住宅环境、高效便利的物业管理‖。发展家用防盗系统是住宅产业现代化的必然选择。家用防盗系统按智能技术开发的功能和作用的不同，小区中报警系统应用一般体现在探测智能、监控智能和抗干扰智能三个主要方面。目前欧美已有一些国家正在大力研究无线防盗探测报警系统，随着时间的推移，这种产品在我国也会发展成为主流。如今，人民生活已从温饱型向小康转变，大件耐用消费品己经进入寻常百姓家，因此人们会有更强的安全意识，逐渐接受在住宅内装设质优价廉、功能完善的安全防范系统。同时人类已经进入二十一世纪，传统的防盗门窗越来越不能满足人们日常防范的要求，因此人们迫切需要一种智能型家庭安全防范报警系统[4]。智能住宅己开始引起人们的关注。作为住宅的一个组成部分，安全防范系统也必将向多功能、全方位、综合性、智能化方向发展。
而小区管理最为重要的内容之一是确保住宅、住户安全。现代居住的格局，邻里之间的来往越来越少，家庭生活隐密性、封闭性越来越强。所
以说，小区的安防系统和智能管理系统是现代化小区管理不可缺少的有机组成部分。考虑设备成本与集中管理的需要，可将周界报警探测系统、住宅联网报警系统加以集成和综合，构成综合防范体系。由此，居民住宅应当设置安全防范报警系统，对盗窃、入室抢劫等做到早发现、早报警，通过社会力量和科技手段来提高家庭抵御各种意外情况的能力。
火灾是可燃物在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，是威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火，在给人类带来文明进步、光明和温暖的同时也在其失去控制之时给人类造成了巨大的灾难。据统计，我国70年代火灾平均损失不到2.5亿元，80年代火灾平均损失接近3.2亿元。进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。
严峻的事实证明，随着社会和经济的发展，社会财富日益增加，火灾给人类、社会和自然造成的危害范围不断扩大，它不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，还直接威胁生命安全，给人们的心灵造成极大的伤害。残酷的现实让人们逐渐认识到监控预警和消防工作的重要性，良好的监控系统和及时的报警机制可以大大降低人员的上网，为社会减少不必要的损失。
随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展[5]。
单片微型计算机简称单片机（Microcontroller Unit），是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器 RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。利用单片机实现报警具有体积小、价格低、集成度高等突出优点,利用单片机来开发防盗系统能使系统易于操作，且花费较小，因而具有广泛的应用性[6]。
1.3 本文主要内容安排
经过深入了解了家庭防火防盗产品现状，我发现现在的防火防盗产品种类很多，但大部分是当有非法入侵时，系统会发出声、光、电等报警信号，还有一些可以实现向外报警的系统大多采用的是电话语音报警；电话线一般布线一般是在楼道内，容易被小偷破坏掉，造成报警系统失灵；而且这些系统仅侧重于被动防御的思路，只是在灾情发生后才发出报警。本系统针对以上问题通过使用手持设备，以无线的方式来完成各种操作。当人们外出，家中长期处于无人状态时，家里就很容易成为小偷偷盗的目标，家主可以在特定的时间通过手机等其他手持设备远程控制来进行布防。
本课题设计的家庭智能防火防盗报警系统开发设计方案是以单片机为核心，它利用无线通信和自动控制技术，通过无线网络将家居内的异常情况及时传输给用户或保安人员。它是一种能真正满足新时期居民的居住要求、真正实现智能化报警的要求的方便实用的防火防盗报警系统。针对目前家庭防火防盗系统的现状，在以下几个方面对系统进行研究：
(1)传感器部分设计。对防火和防盗传感器进行选择和设计，对传感器输出信号进行相应的处理，由单片机对处理好的信号进行转换、运算、存储、发送等操作。
(2)系统硬件设计。研究满足系统工作需要的元件及其工作原理，单片机的外围接口电路。主要包括无线通信模块电路、火灾报警电路、非法入侵检测电路、门控电机驱动模块电路、键盘输入及LED显示模块等。
(3)根据控制方案绘制软件流程图，编写程序，并进行了编译调试。通过软件程序的编写来指导硬件实现系统要求的功能。单片机采用C语言模块化设计，增加了程序的可读性和可移植性。
(4)系统软件可靠性设计。在本系统中，系统控制软件采取了一些切实可行的措施，包括采用结构化程序设计方法、软件陷阱和―看门狗\、合理安排中断等。在编写软件程序时，避免中断嵌套和在中断中执行复杂的任务
综上所述，根据我对题目的研究与分析本文的主要内容安排如下： 第一章：绪论，主要阐述本课题研究的意义与背景以及本文主要内容； 第二章：系统总体设计，主要介绍所设计的防火、防盗系统的组成结构，工