Ｓｈｅｊｉ ｙｕ Ｆｅｎ× 量坌 一种基于ＡＴ８９Ｓ５ １的家庭警报系统设计 刘子贵 （江门职业技术学院，广东江门５２９０９０） 摘要：设计了一种基于ＡＴ８９Ｓ５１单片机的高性价比家庭智能警报系统，并对设计方案作了简要说明，同时具体介绍了系统硬件电路和软 件的设计情况。 关键词：红外探头；烟雾传感器；气体探测器；单片机 ０ 引言 相互结合，实现自动报警、防护等功能。检测装置（烟雾传感器、红外 随着生活水平的不断提高，人们越来越重视人身和财产安全。 线探测器、可燃气体探测器）能够检测和分析现场环境因素，并将数 而经济的高度发展总是伴随着城市流动人口的急剧增加，这就给 据输送到单片机进行计算以对现场进行监测，当现场出现异常情况 城市的治安和防火等方面增加了新的难题。要保障人身和财产的 时，单片机即会输出特定信号，再由放大器将控制信号放大，从而驱 安全，降低盗窃和火灾等事件发生的风险，仅仅依赖目前的人防保 动报警系统。使用该报警系统，一旦家居环境状态发生改变，用户即 安方式已远远不够。因此，家庭安全智能警报系统的建设正是当前 可迅速作出反应，从而最大限度地减少安全事故的发生。 的大势所趋。 ２系统硬件电路设计 家庭安全智能系统主要包括周界红外报警系统、闭路电视监 ２．１ ＡＴ８９Ｓ５１基本结构简况 控系统。住宅安全防范系统主要包括安装在住户室内的防盗、防灾 综合报警系统等。 ＡＴ８９Ｓ５１是一个低功耗、高性能ＣＭＯＳ ８位单片机，片内含有 目前，国内的家庭安全智能系统产品已形成一个成熟、的 ４ ｋＢ ＩＳＰ（Ｉｎ—Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）可反复擦写１ ０００次的Ｆｌａｓｈ只 体系，它是由安防主机（用来处理各种探测器的信号并引发警报、 读程序存储器。器件采用ＡＴＭＥＬ公司的高密度、非易失性存储技 通知等功能）和各种控制检测装置（探头）组成的系统，具有相对独 术制造，兼容标准ＭＣＳ－５１指令系统及８Ｏｃ５ｌ引脚结构，芯片内集 立性、兼容性及可扩展性等特点。一般把红外探头安装在住户室内 成了通用８位处理器和ＩＳＰ Ｆｌａｓｈ存储单元。功能强大的微型 每个入口及窗口位置，当有人非法进入时，红外探测器就触发主机 计算机ＡＴ８９Ｓ５１可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的 报警。可燃气体探测器通常安装在住户的厨房或厕所，一旦有气体 控制方案。 泄漏，即触发主机报警。烟感探头安装在客厅位置，当住户发生火 ２．２功率放大电路 灾时，探头探测到烟雾，即触发主机报警。 本系统使用低电平输出有效，即当传感器监测到环境因素变 化时，输出低电平给单片机。系统使用的传感器是内含放大电路， １设计方案说明 直接输出。ＬＭ３８６Ｎ一１是音频小功率放大器（最小放大倍数为２０， 本设计以ＡＴ８９Ｓ５ｌ单片机控制和光电、气体传感器检测技术 最大为２００），其外部接线如图１所示。 一种备用工作方式提供给用户，只能在特殊情况下使用，一般情况 ４．４语音自动组态技术 下我们不建议使用此种工作方式。 该技术可以实现任何的语音提示和语音报警。报警内容可以 ３．２－３遥控方式 在主机上设置，报警触发条件可以由用户程序进行控制。目前， 进入主菜单一运行一遥控。在这种工作方式时，所控制设备的 ＫＨＰ１５７系统中拥有１２８个语音继电器，每个继电器的故障报警 开、停均由在上位机选择控制，此时皮带处于无自动保护的单机控 内容均可编辑。 制状态。 ４．５低功耗技术 ４系统优越性 该技术是整套装置的关键技术，它直接影响了装置可带设备 的数量及传输距离。该技术涉及元器件的选型、软件的编制、微处 ４．１ 本安型现场可编程技术 理器的休眠等各种功能。 该技术将极大地扩展综保控制的灵活性和控制范围，实现了 井下控制的突破。 ５结语 传统的控制器需要在笔记本电脑上修改好程序，现场进行传 此新型皮带保护系统，克服现有皮带保护不能现场编程、不能 输，而本控制器通过操作键盘就可以进行现场编程，而不需要带笔 接收和控制一些标准信号的缺点，既能实现对各种驱动方式的皮带 记本电脑下井，省却了调试人员的工作量。 输送机进行保护和控制，又能实现对三机的控制，具有接线简单、配 ４．２现场总线控制技术 置灵活的特点，还能实现现场编程，满足煤矿井下的特殊需求。 该技术是当前比较先进的技术，可以实现多种通信、通信冲突 的仲裁和硬件的通信校验，极大地提高了通信的可靠性和实时性。 ［参考文献］ 整套保护采用该技术，将使整套系统无巡检周期，沿线设备的信号 Ｉ－１］淮南矿用带式输送机监控装置说明书 无延迟地到达主机，极大地缩短了通信的时间。 －１２３天津贝壳．ＰＲＯＭＯＳ系统使用说明书 ４．３自动识别技术 该技术可以实现整套装置安装时，无需人工打开设备的外壳 收稿日期：２０１卜ｌｌ一０９ 进行地址设置，而主机直接可以自动识别沿线设备及其排列顺序， 作者简介：王立霞（１９８２一），女，河北三河人，机电工程师，主要从 并分别配置相应的地址。这大大减轻了现场的安装时间。 事电气设计工作。 机电信息２０１２年第３期总第３２１期１２１ ＿ 量坌塑！ｓｈｅｉｉ ｙｕ Ｆｅｎ×ｉ 图１功率放大电路 ＬＭ３８６Ｎ—ｌ引脚２接地；引脚３通过１０ ｋｉｔ电阻直接接地，或 者通过电容耦合输入；引脚５电容耦合输出；引脚６接电源正极； 引脚７悬空或者通过０．１ Ｆ电容然后接地；引脚８与引脚１之间 可以不接任何东西悬空，也可以接电容、电阻，并可以调整增益（放 大倍数），这里采用默认的放大倍数２Ｏ。 ２．３时钟电路 ＡＴ８９Ｓ５１单片机的ｌ８、ｌ９脚外接晶振，使用单片机内部时钟 电路，如图２所示。 图２时钟电路 ２．４复位电路 单片机复位电路使用上电自动复位，如图３所示。 Ｖｅｃ ＡＴ８９Ｓ５１ ｌ 图３复位电路 单片机ＥＡ端为内外程序存取器选择端，直接接Ｖｃｃ电源，即 直接使用片内内存程序。 ２．５硬件连线 （１）把“单片机系统”区域中的Ｐ１．ｏ端口用导线连接到“音频 放大模块”区域中的ＳＰＫＩＮ（３脚）端口上： （２）在“音频放大模块”区域中的ＳＰＫＯＵＴ（５脚）端口上接一 个８ｎ扬声器； （３）把“单片机系统”区域中的Ｐ１．７／Ｉ 端口用导线连接到“直 接信号传感器”区域中的各个端口上。 ２．６单片机电路图及其工作原理 如图４所示，当Ｐ１．７有信号时（即感烟探测器或者红外线探 测器有输出时），用Ｐ１．０输出１ ｋＨｚ和５００ Ｈｚ的音频信号来驱动 扬声器以作报警，１ ｋＨｚ信号响１００ｍｓ，５００Ｈｚ信号响２００ｍｓ，交 替进行。当信号停１Ｅ时，报警停止。 信号产生方法：５００Ｈｚ的信号周期为２ｍｓ，信号电平为１ ｍｓ变 反１次，ｌ ｋＨｚ的信号周期为１ｍｓ，信号电平每５００ ｓ变反１次。 ３系统软件设计 系统程序流程如图５所示。 １２２ 图４单片机电路图 传感器是否 有信息？ 空 置２００次计算 三［ Ｐ１．０取反输出 卒 二［ 延时１ｍｓ 兰：竺： 图５程序流程图 ４结语 该家庭警报系统具有设计简单、安全可靠、性价比高等特点， 当有人非法入侵触发红外探测器或家里发生火灾、煤气漏气等情 况触发烟感探测器时，该报警器能立即发出报警信号，使得用户在 家居环境状态发生改变时可迅速作出反应，从而最大限度地减少 安全事故的发生。 ［参考文献］ ［１］宋晖．单片机原理与应用．成都：电子科技大学出版社，２００８ ［２］肖景．实用报警电路３００例．北京：中国电力出版社，２００５ ［３］张岩，胡秀芳．传感器应用技术．福州：福建科学技术出版社，２００６ ［４］曾令琴，杜诗超．电子技术基础．北京：人民邮电出版社，２００６ 收稿日期：２０１卜ｌｌ一３Ｏ 作者简介：刘子贵（Ｉ９７８～），男，安徽省利辛县人，机电技术系机 电教研室主任，讲师，硕士，研究方向：机电一体化技术应用、高等职业 教育。
