基于 msp430 的宿舍防火防盗系统设计与实现
摘 要
宿舍防火、防盗系统是现在高校宿舍亟待解决的一个问题。本系统
采用高性价比的 msp430 单片机为控制核心，设计制作了监控主机和监
控终端，通过无线模块相互通信，监控终端发出报警信号，监控主机在
值班室报警并且显示报警信息。系统集成了热释电传感器，火焰传感器，
可燃气体检测传感器，DS1302 时钟模块，DS18B20 数字温度传感器，语
音报警模块，蜂鸣器模块，1602、12864 液晶显示电路，键盘输入模块，
NRFCC1100 无线传输模块等硬件电路。实现了宿舍人员、可燃性气体、
火源的实时监控和异常情况的声光报警以及语音报警。解决了高校宿舍
的防火防盗问题。
关键词：防盗防火；单片机；NRFCC1100；1602 液晶
The design of the fire alarm system for the dorm that
based on the MCU
Abstract
The dormitory fire prevention and guarding against theft among the
college dorms is a problem that exigented to be solved. The system uses
cost-effective controller-S msp430.The system is consists of main and
auxiliaries that they communicate with each other through Wireless Module
Control. The host machine will display the alarm messages when the
auxiliaries sending the signal to it. Pyroelectric sensor, flame sensor,
flammable gas detection sensor, DS1302 clock module, DS18B20 digital
temperature sensor, voice alarm module, 1602 and 12864 liquid-crystal
display, the keyboard input module, NRFCC1100 wireless transmission
module as well as other hardware circuit composed the system. Realized the
real-time monitoring of the dormitory personnel, combustible gas, and the
ignition. Solved the problem of the dormitory fire security.
Key words: Fire Alarm；MCU；NRFCC1100；1602LCD
目 录
摘 要.....................................................................................................................................I
ABSTRACT ........................................................................................................................II
目 录..................................................................................................................................III
第一章 引 言......................................................................................................................1
1.1 项目开发背景...............................................................................................................1
1.2 国内外的研究现状.......................................................................................................1
1.3 项目目标.......................................................................................................................1
1.4 开发环境与运行环境...................................................................................................2
第二章 系统方案的选择与比较........................................................................................3
2.1 设计思路.......................................................................................................................3
2.2 控制器模块...................................................................................................................3
2.3 人体检测模块...............................................................................................................4
2.4 烟雾检测模块...............................................................................................................4
2.5 声光报警模块...............................................................................................................4
2.6 键盘输入模块...............................................................................................................5
2.7 显示模块.......................................................................................................................5
2.8 数据通信模块...............................................................................................................6
2.9 A/D 转换模块 ................................................................................................................6
2.10 时钟模块.....................................................................................................................7
第三章 硬件系统设计........................................................................................................8
3.1 主控制器电路设计.......................................................................................................8
3.2 电源电路设计...............................................................................................................8
3.3 热释电传感器电路设计...............................................................................................9
3.4 可燃性气体检测电路设计...........................................................................................9
3.5 声光报警电路设计.....................................................................................................10
3.6 矩阵键盘电路设计.....................................................................................................10
3.7 时钟电路设计.............................................................................................................10
3.8 存储器电路设计.........................................................................................................11
3.9 无线收发电路设计.....................................................................................................11
3.10 语音模块电路设计...................................................................................................12
3.11 电平转换电路设计...................................................................................................12
第四章 系统软件设计......................................................................................................13
4.1 程序流程图.................................................................................................................13
4.2 软件设计特点.............................................................................................................14
第五章 理论分析与计算..................................................................................................15
5.1 热释电传感器检测灵敏度分析.................................................................................15
5.2 AD 转换模式选择分析 ...............................................................................................15
第六章 系统测试..............................................................................................................16
6.1 系统测试方案说明.....................................................................................................16
6.2 系统测试过程.............................................................................................................16
6.3 系统性能分析.............................................................................................................17
第一章 引 言
1.1 项目开发背景
近年来，防盗防火安全监控装置已成为银行、商店、办公室、居民区、仓库等
普遍应用的设备，为维护社会治安、保障国家财产和群众的安全发挥了重要作用
[1]
。
但是由于经济和技术上的原因，当前监控系统普遍存在探测器误报率较高，系统设
计不合理的现象。因此，设计一个针对现场情况，可靠性能高、价格合理的监控系
统是一个值得研究的课题。本设计采用以 msp430 系列单片机为主控制芯片，增加密
码设置功能，很好的解决了当前监控系统存在误报率高的问题。
1.2 国内外的研究现状
国内防盗、防火报警产品发展到现今，其技术应用依然以红外技术为主。虽然
后来陆续发展出激光，超声波、微波等新技术，但是红外技术在相当长的一段时间
内仍处于主流地位
[2]
。红外对射探测器具有技术成熟、成本低、不受环境光照影响、
抗风性好、抗震动性较好等特点，在雾、雨、雪等气候条件下也能保持较好的性能。
其缺陷表现在设备易老化、使用寿命短、误报率较高、不能进行曲线周界的防范等
方面。针对单一技术探测器存在误报漏报等缺陷，目前市场上又出现了双鉴探测器、
三鉴探测器等换代产品。
现阶段，大部分工程商安装防盗、防火报警产品时倾向于国外品牌，其中，安
装的国外产品主要来自美国、日本和韩国，这三个国家的产品占据我国报警市场的
近 80%的市场份额
[3]
。因为防盗、防火报警产品在这些国家的发展已经非常成熟，
产品功能稳定、性能完善，再加上进入我国的时间较早，所以在我国市场上占有相
当大的份额。
1.3 项目目标
本设计将以 msp430 单片机为主要控制核心，当热释电传感器监测到宿舍有人员
进入时，蜂鸣器发出提示，LED 指示灯闪烁，要求进入宿舍人员输入密码。如果在
30s 时间内没有密码输入，或者连续输入密码错误达到三次，从机监测系统将会自动
发出报警信号。当主机接收到信号后，控制语音报警模块报警同时 LED 指示灯闪烁，
提示有人员进入宿舍，请注意防盗。如果密码输入正确，将解除防盗系统，同时进
