2 方案选择
2.1 单片机的选择
方案一：使用DSP，它是一种微处理器，可以利用数字信号进行信息的处理。其优势包括，对元件的容量尺度不敏感，容易达到积分效果，受到外界干扰因素较小，可以实现处理器的通用，处理器系数易调节以达到自适应的效果，可以更好的适用于低频信号。缺点是价格不合理，缺少可用的无源设备。
方案二：中央处理器采用单片机。近年来，单片机以其高可依赖性、低电压、低功耗、适中性能与价格等优点得到了迅猛的发展和普及。单片机的算术运算功能相对较强，软件应用灵活低耦，功能实现轻量明了，内部集成计数器与计时器，体积小，功耗低，计数技术成熟。最后提出了第二种方案，以STC12C5A60S2为中央控制单元。
2.2 防盗探测器的选择
方案一：热释电红外传感器。一般来说，物体的绝对温度为0℃情况下依然能产生热辐射，此时热光谱明显集中在红外区域，由此可见，自然界中的所有物体都在热光谱上成像。当物质呈现不同的物理化学性质和不同的温度，红外辐射的波长和距离会有所差异；温度越高，红外辐射越强。人的体温是恒定的，大约在36℃~37℃区间浮动,红外辐射相对稳定。可以通过把滤光片粘贴在硅片表面，将一部分波过滤，只允许波长7到10μM的波通过。从而获得了具有良好检测性能的红外传感器。它具有制作成本低、设计简单、电路简单等优点，得到了广泛的应用。缺点是检测错误率比较高，比较适合本设计的应用。
方案二：超声波传感器。超声波穿透强，人耳不可测得，强方向性和透射过程衰减小，反射能力强作为检测报警的检测源。但是超声波是通过空气传播的，因此房间的空气流通情况和温度湿度等条件都会影响其探测灵敏度。且超声波的驱动电压较高，很多时候需要脉冲变压器进行升压。由于其对坏境要求高和高昂的造价，并不选择它用于本设计。
方案比较及选择：对比以上二种防盗传感器的应用效果和特性，可以清晰明确的看出红外热释电传感器和震动传感器的优点有：自己无任何类型发生辐射、本身其损耗小、体积小隐蔽性能好。在价格上也是适中，经济承担小，使用寿命长。且本身具有非常高的抗干扰能力，例如抗灯光和电磁波干扰。准确灵敏捕捉外来物信息，有效的降低了报警系统的误报率。在正确的安装高度下，探测目标也一般集中在人身上，不出现对小动物报警状况。因此，本课题的设计中采用红外热释电传感器作为防盗监控系统核心采集信息器，以震动传感器为辅助探测信息的采集器。两者在同一工作条件下，分别发挥其不可缺少的作用。红外热释电传感器不排除一定的误报率，而发生不必要的意外。所以起辅助作用的震动传感器就不可或缺了。可对前者进行查缺补漏，做到真正的万无一失，确保家居防盗监控报警系统的完整性可实施性和安全性。
2.3 烟雾传感器的选择
方案一：接触式燃烧传感器。其缺陷尤为明显，探头电阻慢、烟雾中毒问题难以避免。因此，为了保证传感器的精度，有必要对传感器进行频繁的标定。一般情况下，传感器应在连续多次使用后重新校准。问题是，这种断断续续的检查无形中增加了人力资源的工作量，也增加了探测器的维护成本。
方案二：半导体烟雾传感器。其主要材料为氧化物半导体陶瓷，以此单晶半导体元件作为敏感点。该传感器对烟雾识别能力高度敏感，响应速度快，体积小，使用方便，结构简单，这也是它得到广泛应用的缘由。半导体烟雾传感器的性能要求很大程度上更注重于其灵敏度、抗干扰强度和使用寿命。所以这里我选择mq-2烟雾传感器。
2.4 显示方案的选择
方案一：LED数码管的价格极为合适。除了在显示数据的方面最为适合，包括与单片机连接的非静态扫描方式，需要占用单片机接口线数目也是极少的缺点也很明显，由于数码管的动态扫描依赖于74LS164移位寄存器进行移位，在芯片的电路调试中容易遇到无法解决的问题，这无疑加大了配置难度。
方案二：采用液晶显示，显示能力同样强大，可显示大量文字甚至简易图形。对于这种设计，一块1602液晶屏就足够了，而且价格比较合理。因此，此次设计计划使用LCD1602液晶屏作为显示部分。
3 系统硬件设计
3.1 整体方案设计
3.1.1 系统概述
本系统最终采用单片机STC12C5A60S2作为设计的核心部分，仅需5伏特USB供电，加以电阻电容晶振等辅助零件构成的旁支电路，组合成单片机内最小系统。其他功能模块也以其为中心设计展开，满足功能需求。因为烟雾采集的传感器选择了MQ-2，但囿于输出信号为模拟信号，将数据模通过数转换芯片进行适配，转换成单片机可以接受的数字信号；热释电红外传感器选择了HC-SR52。传感器表面的电荷密度会根据不稳定强度的红外光影响从而产生热释电电流，阻抗能将电流信号转换成所需的电压信号；另外，单片机与传感器通过引脚连接，温度模块方面由DS18B20数字传感器采集；显示装置选用1602液晶屏，可实时在屏幕上显示我所预置的安全预设内容和数值；另外，声光报警由蜂鸣器和LED灯组成，实时监控烟雾、温度和红外是否有告警需要，无论哪个数值超出预设数值，报警模块都会启动；本作品提供了5个按键提供键入操作，用户可以根据实际情况修改预设阈值。物联网层面，ESP8266模块内部设有STA/AP模式，能够与无线路由、热点连接，可以轻松接入网关，实现万物互联。
3.1.2 系统框图
图3.1系统框图
3.3.2 MQ-2型传感器的特性及主要技术指标
MQ-2型传感器的一般特点:
(a)它烷烃类烟雾高度敏感。
(b)具有良好的重复性和长期稳定性。
©具有良好的抗干扰能力，能准确不燃烟雾的干扰效果。
(d)电路电压范围宽，可在24V下工作，加热电压5±0.2伏。MQ-2型传感器的基本特性：
(a)灵敏度特性(b)初期稳定特性。©加热特性。
MQ-2型传感器的特性参数:
(a)回路电压：(Vc)524V(b)取样电阻：(RL)0.120K©加热电压：(VH)5±0.2V(d)加热功率：§约750mW
(e)灵敏度：以甲烷为例R0(air)/RS(0.1%CH4)＞5(f)响应时间：Tres＜10秒(g)恢复时间：Trec＜30秒
3.4 LCD1602液晶显示器介绍
图3.3LCD1602液晶显示器实物图
我选用的1602是一款符合要求又便宜的液晶显示器。广泛应用于通信系统自动化、智能操作仪表和办公设备中。1602液晶显示器可分为有背光和无背光两种。有背光的比没有背光的厚，无论是否带背光，在应用上都没有区别。两者的大小差别如下所示：
图3-5液晶尺寸说明1602LCD
4 单元电路的设计
4.1 最小系统电路
图4.1单片机最小系统
单片机的最小系统由晶体振荡器电路、复位电路和电源电路三部分组成，由上图4.1可示。
4.2 烟雾检测模块电路
图4.2烟雾检测模块电路图
烟雾检测模块的电路连接图如上图所示，由于mq-2这种传感器只能收集烟雾模拟量，所以我们必须要通过ADC0832芯片将输出结果转换成数字量，再传送给单片机接收然后再进行处理数字量最后显示在液晶屏上。这里简单介绍下此芯片它是NS公司生产的一种具有串行接口的8位A/D转换器。通过三线接口与单片机相连。特点是低功耗、高性能、高价格，但适用于体型小、易于携带的智能电子仪器中。
4.8.2 LED报警模块电路
对于LED报警电路如图4.9所示，
图4.9LED灯电路
常工作。
结束语
通过这次毕业设计，我深刻认识到学好专业知识的重要性，理解了理论联系实际的意义，检验了大学四年的学习成绩。虽然在这个设计中，知识的运用和衔接还不够熟练。但我会继续努力，在今后的工作和学习中不断提高。今后，我将继续深化自己的理论基础和实践能力，在今后的工作和学习中取得更大的进步。
在本次设计过程中由于时间仓促和本身实力不足，有很多地方难免不能顾全。但在以后的无论是学习还是工作，我都会以最严格的方式要求自己力求做到完美。回头再看看我的课题设计，不仅功能方面可以扩展。若可以加上其他功能例如：自动灭火设备、反馈信息通知给用户等，都可以提高本设计的用途广度。
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