智能家居远程监控巡逻系统设计Word文档格式.docx
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智能家居远程监控巡逻系统设计Word文档格式.docx
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张玖奎
参赛学生2:
李杰
参赛学生3:
段高峰
参赛学生4:
常亮军
公元2012年12月29日
作品创意书
一、摘要
本作品以HT66单片机为控制核心,设计了一款远程智能家居巡逻监控系统。
该系统主要实现的功能是通过其自身携带的WIFI网络IP摄像头对家居进行无线远程视频智能监控,通过携带的传感器模块,实现了家居的防火、防盗、防煤气泄漏、监护幼儿安全等功能。
二、作品介绍
随着社会生活节奏的加快,人们工作的时间越来越长,家中往往空无一人,此时住宅安全就显得尤为重要。
例如家中是否会有小偷破门而入,是否会发生气体泄漏,是否发生火灾,火灾殃及车库车辆怎么办,如何寻找灾情原因,怎样有效提供当场证据,配合相关部门追责,能否远程控制用电设备等等都成了现代家居的迫切需要;
本作品采用HT66单片机为主控制器,用智能监控、红外模块、可燃LEV/VIL、温度及烟雾传感系统、报警模块、上位机等分别来检测室内有无人员,是否有气体泄漏,是否发生火灾,实时报警、实时巡逻录像等,使用GSM系统向用户反馈居室安全报警信息,同时用户还可以通过GSM控制室内报警和系统运行状态。
本设计的亮点:
1.上位机控制:
本作品采取上位机控制,对居室情况巡逻录像。
不仅可以通过上位机对家居系统进行方便控制,还大大方便事后寻因和责任调查。
2.智能安全报警:
室内报警模块实时报警,并通过无线网络向上位机报警,用户通过GSM系统接收居室报警信息。
在室内装有键盘,用户可以手动输入密码来关闭防盗模式,以防止用户手机出现问题而不能解除警报。
3.智能照明控制:
利用红外模块检测人的进出,可以控制居室各部分电灯的开启与关断以及在必要的地方增加了手动开关,使家居照明更加人性化、智能化,也可以通过GSM系统来控制居室智能系统。
4.节能控制:
以光敏二极管来探测室内的光照强度,实时调节和控制室内灯光的亮度。
5.远程控制模块:
安装了GSM远程报警系统,一旦有火灾或盗窃发生,可立即用手机短信方式通知用户报警。
三、工作原理
本设计以HT66F50单片机为主控制器,分别用智能开关控制模块来实现各部分电灯和其它家电设备的开启与关断;
用节能模块来控制灯的亮度;
用室内报警模块对室内异常现象进行报警;
用LCD来显示室内温度、气体浓度和其主要成分等;
用上位机对灾情实时录像;
并通过GSM远程控制系统向用户和有关部门报警求助,同时对智能系统进行控制。
图1为整个系统结构电路框图。
图1系统总的电路框图
1.智能控制模块
智能控制模块部分控制电路图如下:
图2智能控制模块部分电路图
各主要传感器的局部分布图:
图3传感器分部图
当第一个人进门时,红外传检测模块便能探测到该信号并将其传给主控制器,此时主控制器会把相应的灯打开且把相应计数器加一,节能模块根据室内光线强度自动调节灯的亮度。
之后每进入一个人,计数器就会加一。
当人外出时,红外检测模块将感应信号传给单片机,每外出一个人计数器就减一,当计数器为零时,单片机把用电设备关闭,从而实现智能控制。
当人离开客厅进入其它房间时,该房间的灯会自动打开,客厅计数器会自动减1;
其他房间对应的计数器加1,当客厅计数器的值为0时,客厅电灯自动关闭,其他房间工作原理也一样,在卧室内安装一个档位开关,可以手动调节照度,还安装了一个按钮开关,当人按一下时会产生一个信号传送给单片机,促使该房间电灯关闭、从而解决了人在休息时不能触发传感器发送信号的问题。
2.传感器检测模块
红外传感器在每个门的分布图如下:
图4红外传感器电路图
红外对射传感器的基本构造包括发射端、接收端、光束强度指示灯、光学透镜等。
其侦测原理是利用经LED红外光发射二极管发射的脉冲红外线,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接受。
当红外脉冲射束被遮断时就会发出警报。
红外线是一种不可见光,而且会扩散,投射出去之后,在起始路径阶段会形成圆锥体光束,随着发射距离的增加,其理想强度与发射距离呈反平方衰减。
当物体越过其探测区域时,遮断红外射束而引发警报,有两光束、三光束、四光束三种类型。
红外对射系统的产品特点:
1、采用红外波段的射束,人视觉不可见,具有隐蔽的防卫方式:
使入侵者在不知不觉中触警。
2、完备的防卫能力:
入侵者无法以快速跳跃(能够实现≥20ms触发报警的产品才具有此项功能)、匍伏或其它动作通过隐形红外防卫射束网的防范范围。
3、良好的抗干扰特性:
采用阻断任意相邻两束红外脉冲编码射束为报警触发条件,当昆虫、落叶或小动物等通过红外防卫射束网时,由于不能完全遮断相邻两束红外脉冲编码射束所以不会产生误报警。
4、严密的防破坏能力:
当红外接收端电源线或信号线被剪断时,报警信号输出电路将自动输出无线报警信号。
5、抗强光达50,000LUX,内置自动调节强光过滤系统,避免受室内强光的影响。
6、可24小时工作。
7、红外射束遮断周期可调,使其更加灵活、适应性更强。
3.节能模块
本模块主要有光敏传感器和模数转换系统组成,光度采集电路图如下:
图5光度采集电路图
当用户解除防盗模式后,光敏传感器会自动采集室内光照强度,因为光敏传感器受光强度不同其阻值会发生不同变化,光照强度越高电阻越大,光照强度越低阻值越小,所以根据以上电路把光敏电阻所分压电压值与模数转
换器的基准电压值相比较,转化为数字量,从数据端传送给控制器,控制器根据收到的数据来调节灯的亮度,从而实现节能。
4.安全报警模块
该系统的防盗模式比传统的更加安全、简洁:
在用户的窗框上分上、中、下,在门框分前.后安装红外对射感应器,一边装发射极,一边装接收极,当防盗功能开启时,红外对射感应器工作,当小偷从门或窗进入房间时,就会触发红外对射感应器,当中间光束被挡,接收极收不到发射的光束,就发送信息到控制器,家安智控系统会让蜂鸣器响起并发送信息给上位机和用户提示房屋有人入侵,提示其做出回应,同时还可以利用GSM系统向有关部门报警求助。
当用户回家开门时可以通过手机发送信息关闭防盗模式或者通过键盘手动输入密码解除警报。
当无人在家时,防火模式会自动开启,温度传感器,烟雾传感器和可燃LEV/VIL传感器系统,自动检测室内环境,如果发生反常情况,根据其报警级别及时向用户和或者有关部门报警。
本模块用三个PNP三极管分别作为蜂鸣器的驱动,当b极低电平时,蜂鸣器工作发出声音。
当b极为高电平时,蜂鸣器不工作。
b极连接一个键盘作为报警模式的启动与关闭切换,也可以通过GSM远程控制。
通过单片机端口控制其动作,当有小偷入侵时蜂鸣器1的报警,当室内可燃气体浓度超标时蜂鸣器1、2发出报警声音,当发生火灾时蜂鸣器1、2、3发出连续报警声以警示用户,在所有报警期间,灯D5一直红光闪烁。
其硬件连接电路如图所示:
图6声光报警电路图
当然在实际应用中,蜂鸣器的报警声音不能满足要求,可以改用其他功率较大的报警器件,如大功率警铃等可以满足要求。
5.GSM远程控制模块
GSM远程控制模块,是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上,具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。
可以用单片机通过RS232串口与GSM模块通信,使用标准的AT命令来控制GSM模块实现多种无线通信功能。
该系统中增加了GSM模块,用户可以发送约定的命令到控制器,控制器根据用户发送的命令完成相应的功能。
图7远程控制模块图
6.上位机控制模块
上位机(电脑)通过PCI视频卡,RS485总线等与多个设备(摄像头)通信,达到对居室动态实时监控的目的,它能够让用户随时查看居室及其周围动态,并将其录像存储以便事后寻因和追责。
通过PC机发送给单片机的查询指令,单片机接收到指令后,启动摄像机对室内动态进行录像,并将其存储。
四、作品功能、特色
该系统功能强大易于操作,普遍适用于不同居室的安全及远程控制,使用户家庭的安全有了很大保障,该系统可以在原有的建筑结构上进行安装,外形美观,符合现代时尚装饰的理念,而且该系统耗能少,无噪音,是当代绿色节能照明的发展趋势,该系统商业价值高,造价低,应用领域广,可以实现产业化生产,并且制作简单,可以广泛应用于家居装潢公司,安保公司和普通住户等等。
与现代很多同类型产品相比,该系统以其成本低廉,功能强大而具有较大的市场竞争力。
该系统符合新兴起的物联网的设计和发展理念,因此拥有相当诱人的商业价值。
家安智控系统具有以下五大特色:
1.独特性:
本设计在系统中增加了定时巡逻监控功能。
2.多样性:
该系统根据用户不同的个人需要,设计自动和手动两种操作模式,用户可以根据自身的实际情况选择,并且家安智控系统每一种功能都可以单独使用,例如:
可以通过键盘输入密码来解除报警,也可以通过GSM远程控制来实现等。
3.节能性:
以光敏二极管来探测室内的光照强度,实时调节和控制室内灯光的照明。
4.智能性:
利用红外模块检测人的进出来控制居室各部分电灯的自动开启与关断以及必要的地方增加了手动开关,使家居照明更加人性化.智能化,并可以通过GSM系统来了解居室环境状况。
5.普遍性:
家安智控系统性价比高,实用性强,功能强大,普遍适用于不同居室的安全及远程控制。
6.安全性:
本作品不仅装有室内声光报警,GSM远程报警,监护婴儿安全,还采用上位机控制,对居室及其周围情况实时录像,方便了事后寻因和责任调查,使家居安全得到提高。
五、作品结构
(一)硬件部分
图8硬件结构方框图
图9TC35I通信模块电路图
TC35I通信模块和用户手机以GSM网络为通信纽带,实现远程报警和远程控制。
图10红外传感器发射器的驱动电路
图11LCD液晶与单片机接口电路
(二)软件部分
GSM工作流程图:
图12GSM工作流程图
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 智能家居 远程 监控 巡逻 系统 设计
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