AT89C51单片机在多功能报警器中的应用

在共创和谐社会的今天, 如何使生活、工作环境更加和谐、美好, 已经成为了我们共同关心的话题。科技的突飞猛进, 就给人们带来了更多更新的创造和谐环境的产品。其中不乏用于防火防盗的多功能报警器。

传统的防火、防盗报警器是分开工作的, 不能同时检测两种信号, 而本文介绍的多功能报警器却能克服这种缺点, 把传统的防火、防盗报警器融为一体, 同时检测火灾、盗窃信号。它可用于家庭、学校、货物仓库等场合。

1 多功能报警器的工作原理

现场的传感器把监控到的火灾或盗窃信号转换成电信号后, 经无线发射模块传送出去, 报警器主机内的无线接收模块会接收到监控现场来的信号, 经过单片机的处理后在报警器主机内通过不同的发光二极管闪烁发出报警。当采集到火灾信号时, 表示火警的发光二极管闪烁;当采集到的是盗窃信号时, 表示盗窃的发光二极管闪烁;并都伴随有声音报警。

2 多功能报警器硬件组成

本报警器硬件分两部分:一是监控现场信号采集电路, 二是报警器主机电路。

2.1 监控现场信号采集电路

监控现场信号采集电路的组成方框图如图1所示。

利用传感器, 把检测到的火灾或盗窃信号转换器电压信号, 经过编码器编码后, 通过无线发射模块把信号发射出去。

(1) 火灾检测。

由于本报警器是作为家庭或仓库等场合的使用, 根据《火灾自动报警系统设计规范》的相关规定, 火灾传感器宜采用点型火灾探测器, 本报警器采用HIS-07离子烟感探测器。在无烟或无燃烧物时, 探测器收集极保持平衡电位, 为低电平;当火灾的发生时, 往往伴随着大量的烟雾, 当烟雾进入离子烟感探测器的电离室时, 将对电离电流产生影响, 易于进烟的外电离室受影响大于内电离室, 电离电流下降, 收集极重新充电, 使收集极的电位升高到5.5V左右的高电平。

(2) 盗窃检测。

在报警器工作的时间内, 被监控的场所如检测到人员的出现, 即可判断盗窃行为的发生。本报警器采用XN-09型热释电红外检测器。热释电红外检测器内的放大器将传感器输出的微弱电压信号放大, 并由滤波电路将杂波滤掉。放大后的电压输入电压比较器的同相端与反相端的基准电压 (阈值电压) 相比较:当无人体进入检测区, 或者环境温度有些变化也产生电压信号, 但由于此电压信号较小, 虽也经放大其值小于阈值电压, 比较器输出仍为低电平;当人体进入检测区时, 其放大后的信号电压大于阈值电压, 电压比较器输出高电平。

(3) 编码器、无线发射模块。

本报警器采用PT2262芯片进行编码, 编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字, 经无线发射模块F05V把信号发射出去。

2.2 多功能报警器主机电路

报警器主机电路的组成方框图如图2所示。

(1) 无线接收模块、解码器。

无线发射模块F05V发出的信号, 经无线接收模块J05V接收后, 送到PT2272进行解码, 解码后, 得到现场火灾检测器、盗窃检测器检测到的2个信号, 并把此信号送到单片机。

(2) AT89C51单片机。

AT89C51单片机是本报警器的核心, 除了进行有无火灾、盗窃情况的判断, 还同时兼顾根据判断的结果作出相应的控制处理的功能。

当送入到单片机的信号为低电平时, 表示没有相关的险情发生, 报警器处于待机状态。

当单片机检测到来自火灾或盗窃探测器的信号为高电平时, 表示有火灾或盗窃发生, 这时, 单片机进行程序处理, 控制表示火灾或盗窃的发光二极管闪烁, 扬声器发出声音报警。

(3) 功放电路。

由于单片机发出的控制信号功率小, 不足以使扬声器工作, 故要把此声音信号经功率放大电路进行放大后再送入到扬声器, 驱动扬声器发出声音报警。

3 多功能报警器软件组成

根据报警器的控制要求, 编制程序流程图如图3。

4 多功能报警器具有如下的优点

(1) 目前市场上有很多的火灾报警器、盗窃报警器, 但它们基本都是独立的, 只能检测单一的信号。而本报警器能同时检测火灾、盗窃两种信号, 硬件上只是增加了一个传感器, 充分地利用了资源, 降低了成本。

(2) 本报警器能实现远距离的监控, 几百米外的被监控场所发出的报警信号, 能第一时间在报警器主机处有所提示, 把险情消除在萌芽状态。同时, 无线通信的方式既增强了可靠性, 又大大地减小了线路敷设的麻烦。

(3) 由于本报警器所选的无线收发模块PT2262、PT2272最多能发送6位数据, 因此, 在主机处简单的增加外围 (增加四只发光二极管跟单片机的输出脚相连) , 在检测现场增加火灾或盗窃传感器, 以及程序的变换, 就可以变成6防区的报警器。这样可大大增加其监控范围。

综上所述, 本报警器无论是从功能上还是成本上来说, 都有一定的市场前景。

5 结语

在多功能报警器的设计中, 充分地利用了单片机的软件控制功能, 实现了系统的智能化。如今, 单片机由于其低廉的价格、灵活的程序方式在通讯产业、车用市场、智能仪器仪表等的应用备受欢迎。

摘要：本文介绍了以AT89C51单片机为核心的多功能报警器的设计, 即利用无线通信的形式把现场传感器检测到的信号, 发送到报警器的主机, 主机通过判断, 发出声光报警。

关键词：单片机,报警器,传感器,无线通信

参考文献

[1] 胡汉才.单片微型机原理、应用与实验 (第3版) [M].上海:复旦大学出版社, 2000.

[2] 周航慈.单片机应用程序设计技术 (修订版) [M].北京:北京航空航天大学出版社, 2002.

[3] GB50016-98, 火灾自动报警系统设计规范[S].