智能家居报警系统设计Word文档格式.doc

智能家居报警系统设计Word文档格式.doc

《智能家居报警系统设计Word文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能家居报警系统设计Word文档格式.doc（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

15

摘要:

二十一世纪是信息化的年代，“智能”的生活方式成为一种趋势。

无论日常用品，数码产品，或者其他与生活相关的，都以一种“智能”的姿态闯入人类的生活当中。

而人类在享受“智能”带来的方便之时，也活在它所带来的各种隐患之中。

而犯罪带来的家居安全问题，也逐渐引起人们的高度关注。

为了采取高效的方法解决此问题，本设计采用以单片机为控制核心，热释电红外传感器和用LCD显示状态的密码锁模块为保护探测手段，并利用语音报警为阻吓方法，GSM发送手机短信提示财产所有者以及进行报警，设计出应用范围较广，智能化水平较高的智能家居报警系统，对各种意欲破坏家居安全的行为给予本地震慑，并通过远程通知为及时制止犯罪提供足够时间。

关键词：

智能家居安全系统GSM单片机

Abstract:

ThisAlarmingSystemforHomeSecurityaimsatalarmingforsuddeninvadings.Themajorfunctionofitistoguaranteethesaftyofourhome.Bytestinganythreatswithintelligentmethods,italamsandsendmessagestoourmobilephones.Inthisway,itnotonlystopcrimesbythreatingthecrimer,italsoguaranteetheowner’simmediatereflectiontothecrè

me,whichdecreasestheloss.Torealizethefunctionofit,theSingleChipMicrocomputerisusedtoworkasthecontrollerforthesystem,whilethehumanbodypyroelectricinfraredsensorandthepasswordaccesscontrolmoduleworkasamethodtofindoutthethreats.What’smore?

Whenthesensormoduleistrigged,thealarmmodulewillsendthealarmsignalbysoundandflashlight,alsoitwillcommunicatetotheGSMmoduletosendamessage.

Keywords：

SmartHousesafetySystemGSMMCU

目录

一、系统设计要求 4

1.1基本要求 4

1.2发挥部分 4

二、系统方案论证与选择 4

2.1系统基本方案 4

2.2系统各模块的方案分析 5

2.3系统最终方案 7

三、系统的硬件设计与实现 7

3.1系统硬件的基本组成部分 7

3.2主要单元电路的设计 8

四、系统软件设计 12

五、系统测试 14

5.1测试仪器 14

5.2指标测试 14

六、总结 14

致谢 16

参考文献 17

一、系统设计要求

1.1基本要求

任选一种报警源：

即密码锁模块（0.5）、人体热释红外感应模块（0.5）可任选一种。

任选一种报警方式：

即可选用喇叭报警（0.5）、彩灯闪烁报警（0.5）、语音报警（附加分5分）、启动GSM模块实现与手机终端通信报警（附加分10分）。

1.2发挥部分

可选择多种报警源、多种报警方式，也可自由添加其他功能，如红外遥控密码锁等。

二、系统方案论证与选择

2.1系统基本方案

根据要求，本设计主要由：

热释电红外传感器、密码输入模块、语音功能模块、显示电路、单片机控制电路、蜂鸣器模块、GSM信号发送模块以及下载模块组成，系统整体框图如图1所示。

图1系统整体框图

PCB板图如图2所示，PCB板图如图3所示：

图2PCB版图

图3测试仪器列表

2.2系统各模块的方案分析

1.2.1主控制器选择

方案

（1）:

AT89C52作为主控制器，可反复擦写，并且其功能强大，能应用于较复杂的控制场合。

但AT89C52外围电路接线复杂；

需要用并行编程器下载程序，并且每次烧写程序都需要握手操作，极不方便。

方案

（2）:

AT89S52作为主控制器，该芯片有低功耗高性能体积小的特点，并且适用于常规编程器，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

另外，AT89S52支持ISP下载，并且可以通过AT89S52系统板预留ISP下载接口，实现在线烧写程序。

方案（3）：

STC89C52作为主控制器，该芯片是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

且具有以下标准功能：

8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。

另外STC89X52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。

经小组讨论，选择方案（3）。

1.2.2密码输入模块

STC89C52单片机P1引脚外接4×

4矩阵键盘，按键有0～9,还有确认、取消、删除等功能按键。

开机后根据液晶屏显示的提示语，按数字键键即可输入密码，按修改密码键，在正确输入旧密码的前提下，即可修改密码。

1.2.3热释红外检测模块

方案

（1）：

采用常用的红外探头作为信号采集模块，该模块集成度高，反应灵敏，但其作用范围小，受外界物体影响较大。

方案

（2）：

采用采用红外热释电处理芯片BISS0001专门处理芯片设计的人体热释红外检测模块，具有较高的灵敏度与较高的分辨度。

并且作用范围宽，是针对人体热释红外检测。

经小组讨论，选择方案

（2）。

1.2.4显示模块

采用利用发光二极管的特性组合而成的数字显示器件，通过驱动电路驱动相应的段码，控制相应的二极管的状态显示相应的数字，其中静态显示方式只能显示单个数字，而动态显示方式因其扫描时间会占用大量的系统资源。

方案

（2）：

采用1602液晶模块，它的每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。

同时，能很方便的控制实现清屏、左移右移、光标显示等效果。

而且其显示的字符在下一条指令为到来之前不会改变，能够维持显示的字符并且占用的系统资源也少。

经小组讨论，选用方案

（2）。

1.2.5下载模块

串品通信口则是用USB转串口线或串口线。

ISP下载口是用ISP下载器加一个ISP软件程序将编好的程序烧录到单片机上，实施方便，性能好。

1.2.6声音提醒功能模块

使用蜂鸣器作为提醒模块，在按键和需要报警时发出声音。

具有稳定、简单等优点。

使用语音芯片录制声音，配合显示模块发出相应的提示音。

报警时发出预设的报警语音。

既使用蜂鸣器作为提醒模块，在按键和需要报警时发出声音。

也使用语音芯片录制声音，配合显示模块发出相应的提示音。

优点，提示功能全面，交互性友好。

经小组讨论，选用方案（3）。

1.2.6GSM模块

无线模块使用常用的GSM/GPRS模块，通过单片机引脚RXD、TXD引脚通过串口控制，在报警时向目标手机发送报警短信。

2.3系统最终方案

为实现本设计，处于各种现实因素如实用性、节能性以及可控性等方面因素的考量，结合上述对比，本小组最终决定采用以下芯片来完成各模块功能的实现:

STC89C52实现单片机控制模块，BISS0001实现热释电红外传感模块，STC89C52单片机P1引脚外接4×

4矩阵键盘实现密码锁模块,1602液晶模块实现LCD模块,ISD1760语音芯片与蜂鸣器搭配作为声音提醒功能电路，串口下载器实现下载模块，使用常用的GSM模块作短信报警。

三、系统的硬件设计与实现

3.1系统硬件的基本组成部分

本设计是一个集光、电、声、热、无线通信一体的综合设计，在设计中运用了检测技术、自动控制技术、无线通信技术和电子技术。

系统可分为传感器检测部分、界面交互部分、智能控制部分和通信部分。

传感部分包括人体热释电检测模块，界面交互部分包括LCD液晶模块、蜂鸣器模块、语音芯片模块及扬声器，智能控制部分包括单片机最小系统和按键矩阵模块，通信部分包括串口通信模块和GSM无线模块。

系统完成了红外检测、密码输入与检测、声音与界面交互、短信报警等各项任务。

为实现此等功能，本设计分为硬件和软件两部分。

硬件电路方面主要由：

热释电红外传感器、密码输入模块、LCD控制显示电路、单片机控制电路、报警器、GSM信号发送模块以及下载模块组成，系统硬件框图如图4所示。

STC89C52单片机最小系统

按键矩阵模块

1602液晶显示模块

红外热释电检测模块

MAX232串口通信模块

ISD1760

语音模块

蜂鸣器模块

GSM无线通信模块

图4系统硬件框图

3.2主要单元电路的设计

3.2.1按键矩阵模块

电路使用4×

4键盘非编码键盘进行密码输入。

键盘为8线，通过单片机输入

单片机内。

行线接高电平，当没有按键按下时行线呈现高电平，当按键按下时，行线电平输出由列线控制。

使用扫描法逐列将列线置低电平并逐行扫面看有否行图5键盘连线电路图

电平从高变低找出按下的键，并通过查表得出对应键的键值。

如图5所示。

3.2.2红外热释感应模块

通过人体红外热释感应模块，能够感知到一定范围内的人体发出的红外线，该模块已集成其外围电路，有三个对外接口，分别为电源、地线和信号线。

上电后，芯片需要1分钟左右的时间初始化，期间会有0-3次高电平出现。

采用持续感应模式，当感应到热源时，信号线输出高电平，热源消失后在一段延时后恢复到低电平。

下次感应到热源时，再次出现高电平，可重复触发。

该模块通过非门进行电平转换后与单片机P3.2（低电平触发）引脚连接，使用外部中断方式控制单片机运行。

如图6所示。

图6红外热释感应模块电路

3.2.3LCD显示模块

LCD显示模块用于显示系统状态，密码锁操作状态。

显示模块使用LCD1602，是由液晶显示屏和其译码电路组成，能显示数字英文，两行显示，界面友好。

16个对外接口，8根数据线使用并行连接方式，接单片机P0口，3根控制线分别接单片机P2.0、P2.1、P2.2引脚，另外5根线用于电源、接地以及控制背光，分别接电源、接地和可调电