基于单片机的智能远程家电控制及安防系统的设计.doc

基于单片机的智能远程家电控制及安防系统的设计.doc

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学校代码：

11059

学号：

HefeiUniversity

毕业设计（论文）

BACHELORDISSERTATION

论文题目：

基于单片机的智能远程家电控制及安防系统的设计学位类别：

工学学士

学科专业：

自动化

作者姓名：

导师姓名：

丁健

完成时间：

61

基于单片机的智能远程家电控制及安防系统的设计

中文摘要

随着人民生活水平的提高和安全防范意识的增强，人们开始关心自己的生活和工作环境，不但要求周边环境的舒适化和人性化，对居住工作环境的安全化和智能化也提出了更高的要求，智能远程家电控制和安防系统将成为今后生活中必不可少组成部分。

GSM网络是基于时分多址技术和频分多址技术的通信网络体系，是我国覆盖面最广，功能最强，用户最多的数字蜂窝移动通信网。

通过中国移动公司建成的无缝覆盖全国的GSM网，运用GSM短信技术传送警讯信息，具有安全可靠，安装方便等优点。

本设计采用STC-12C5A60S2单片机作为主控芯片，配合GSM的TC35模块控制继电器JQC-3FF的闭合与关断，以达到远程控制家电的目的，安防系统使用热释人体红外传感器作为信号采集模块，若检测到有人侵入住宅，则通过GSM模块发短信到用户手机完成报警功能。

如何实现这些功能，在本论文的第三四章有详细介绍。

本设计为了更加方便操作，特别增加了LCD12864显示模块和按键，使用户能更够加容易通过按键实现设防和撤防。

关键词：

GSM；串口通信；远程家电控制

THEDESIGNOFINTELLIGENTREMOTEHOMEAPPLIANCECONTROLANDSECURITYSYSTEMBASEDONSINGLECHIP

ABSTRACT

Withtheimprovementofpeople'slivingstandardsandsecurityawareness,peoplebegantocareabouttheirlivingandworkingenvironmentrequiresnotonlycomfortablesurroundingsandhumane,safeworkingenvironmentforlivingandintelligentalsoahigherrequirements,intelligentremotehomeappliancecontrolandsecuritysystemswillbecomeanessentialpartoflife.GSMnetworkisbasedontimedivisionmultipleaccesstechnologyandfrequencydivisionmultipleaccesstechnology,communicationnetworksystem,isthemostextensivecoverage,mostpowerful,mostusersdigitalcellularmobilecommunicationnetwork.BuiltthroughChinaMobile'sseamlessGSMnetworkcoveringthewholecountry,theuseoftechnologytosendGSMSMSalertinformation,withsafe,reliable,andeasyinstallation.

ThisdesignusesSTC-12C5A60S2microcontrollerasthemasterchip,withtheTC35GSMmodulecontrolrelayJQC-3FFclosedandoff,inordertoachievethepurposeofremotecontrolhomeappliances,securitysystemsusingpyroelectricinfraredsensorbodyasasignalacquisitionmodule,ifitwasdetectedhousebreaking,sendtextmessagesviatheGSMmoduletotheuser'sphonetocompletealarmfunction.Howtoachievethesefunctions,thethirdchaptersinthisthesisaredescribedindetail.

Inordertomoreconvenienttooperate,ThisdesignaddedaLCD12864displaymoduleandbuttons,allowinguserstomoreeasilyachievedthroughthekeystoarmanddisarm.

Keywords:

GSM;Serialcommunication;Remotehomeappliancecontrol

目录

第一章绪论 1

1.1研究背景 1

1.2智能家居的起源 1

1.3智能家居在中国的发展现状 3

1.4智能家居的发展前景 4

1.5本章小结 4

第二章系统结构及工作原理 5

2.1无线远程家电控制的设计方案 5

2.1.1控制终端实现方式 5

2.1.2控制系统软件设计 5

2.1.3无线通信实现方式的选择 5

2.2系统的组成及功能介绍 6

2.3本章小结 6

第三章系统硬件设计 8

3.1核心器件选型 8

3.1.1　TC35模块 8

3.1.2SIM卡电路 10

3.2单片机电源 11

3.2.1电源模块电路图 11

3.2.2LM7805简介 11

3.3热释红外传感器 12

3.4时钟电路 13

3.5单片机模块的设计 14

3.6LCD12864显示电路 15

3.7家电控制模块 16

3.8本章小结 16

第四章系统软件设计 17

4.1软件开发环境 17

4.2主程序设计 17

4.3远程控制模块设计 20

4.4本章小结 21

第五章系统软硬件调试 22

5.1软件调试工具 22

5.2程序调试时的常用窗口 22

5.3GSM远程控制模块调试 23

5.3.1预计达到的目标 23

5.3.2调试结果 24

5.4本章小结 24

第六章结论 26

6.1系统总结 26

6.2系统展望 26

致谢 29

附录一 30

附录二 60

附录三 62

第一章绪论

随着科技的发展和人民生活水平的提高，越来越多的科技产品进入了人们的日常生活，为人们的生活带来了极大的便利。

特别是各种远程控制系统，更是极大的方便了人们的日常生活。

本设计是一种通过发短信对家用电器和各种继电器进行远程控制的系统。

通过它，人们可以随时随地使用手机来控制各种家电或开关的状态。

1.1研究背景

随着经济的飞速发展，生活水平的日益提高，人们对居住的环境也有了更高的要求，家居行业逐步走向绿色环保、高科技智能化的发展阶段，未来的主流家居模式将是无线远程控制和远程安全防御。

在千里之外就能手机遥控自己的家用电器，实时监控家里的安全情况，早上离开家门的时候，只要控制面板上按下“离家”模式，家庭的家居设备将逐渐关闭，安防设备开启布防，在有人非法闯入家里的情况下及时发短信通知到用户，以确保家中安全。

下班路上，拿起手机轻轻一按，热水器已经提前启动，为您舒舒服服的冲个热水澡做好准备；空调已按您的指令自动打开，一进家门就是一个清凉的世界，舒适宜人；一身清爽之后，拿起自己的手机，随心操控各类设备，畅快的享受数码高清大片带来的震撼；躺在软软的床上，遥控灯光让环境变得温柔，远离一天的嘈杂，享受此时属于自己的静谧；入睡之前，窗帘在手机的指令下徐徐拉上，带着刚才满眼的星光和您一同进入梦乡……这一切的智能化运作将我们引入一个新的行业，就是智能家居[1]。

1.2智能家居的起源

智能家居概念的起源甚早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（UnitedTechno1ogiesBuildingSystem）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut）哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”,从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。

最著名的智能家居要算比尔﹒盖茨的豪宅。

比尔﹒盖茨在他的“未来之路”一书中以很大篇幅描绘他正在华盛顿湖建造的私人豪宅。

他描绘他的住宅是“由硅片和软件建成的”并且要“采纳不断变化的尖端技术”。

经过7年的建设，1997年，比尔﹒盖茨的豪宅终于建成。

他的这个豪宅完全按照智能住宅的概念建造，不仅具备高速上网的专线，所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制，而且有一个高性能的服务器作为管理整个系统的后台。

智能家居是IT技术（特别是计算机技术）、网络技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。

由社会背景之层面来看，近年来信息化的高度进展，通讯的自由化与高层次化、业务量的急速增加与人类对工作环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大为增加﹔此外在科学技术方面，由于计算机控制技术的发展与电子信息通讯技术之成长，也促成了智能家居的诞生。

20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化出现。

80年代中期，将家用电器/通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化概念。

80年代末，通信与信息技术的发展，出现了通过总线技术对住宅中各种通信/家电/安防设备进行监控与管理的商用系统，这在美国称为SmartHome,也就是现在智能家居的原型．智能家居最初的定义是这样的：

“将家庭中各种与信息相关的通信设备/家用电器和家庭安防装置，通过家庭总线技术（ＨＢＳ）连接到一个家庭智能系统上，进行集中或异地监视/控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调．”ＨＢＳ是智能住宅的基本单元也是智能住宅的核心．

    世界上第一幢智能建筑1984年在美国康涅迪格州出现，当时只是对一座旧式大楼进行了一定程度的改造，采用计算机系统对大楼的空调、电梯、照明等设备进行监测和控制，并提供语音通信、电子邮件