智能家居防火防盗系统设计.docx

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1、面对生活质量的不断改善，人们对各类电器的使用逐渐增多，对于防火、防盗的要求也随着不断上升的安全隐患而提高。传统的安全防范措施只限于防盗，这己经远远地满足不了人们对安全的需求。因此，将智能化的报警系统投入到家庭、学校、仓库等场所中使用是一种趋势，人们可以对所安装的场所进行实时的安全监控，及时发现情况并采取措施。本防火防盗报警系统由温度传感器、烟雾传感器、红外人体传感器、报警器、单片机控制电路、液晶控制电路及相关控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、报警等功能。当发生火灾时，温度传感器和烟雾传感器分别检测到火灾的温度和烟雾的浓度单片机处理运行后驱动报警电路，实现声光报警

2、，液晶显示温度和浓度值。当有人闯入时，设置在检测点上的红外探头探测到人体辐射出的红外能量，经过相应的处理传送至单片机，并通过GSM模块给预先设置好的用户号码发送短信实现报警功能。关键词：防火；防盗；单片机；GSM模块AbstractInthefaceofthecontinuousimprovementofthequa1ityof1ife,peop1egradua11yincreasetheuseofa11kindsofe1ectrica1app1iances,andtherequirementsforfirepreventionandanti-thefta1soincreasewithther

3、isingsecurityrisks.Thetraditiona1securitymeasuresareon1y1imitedtoanti-theft,whichhasbeenfarfrommeetingtheneedsofpeop1eforsecurity.Therefore,itisatrendtoputtheinte11igenta1armsystemintotheuseofhomes,schoo1s,warehousesandotherp1aces.Peop1ecancarryoutrea1-timesecuritymonitoringontheinsta11edp1aces,find

4、outthesituationintimeandtakemeasures.Thesystemconsistsoftemperaturesensor,smokesensor,infraredhumanbodysensor,a1arm,MCUcontro1circuit,1iquidcrysta1contro1circuitandre1atedcontro1managementsoftware.Theusertermina1comp1etesthefunctionsofinformationco11ection,processing,datatransmission,functionsetting

5、anda1arm.Whenthereisafire,thetemperaturesensorandsmokesensorrespective1ydetectthetemperatureandsmokeconcentrationofthefire,andthemicrocontro11erdrivesthea1armcircuittorea1izethesoundand1ighta1arm,andthe1iquidcrysta1disp1aysthetemperatureandconcentrationva1ue.Whensomeonebreaksin,theinfraredprobeseton

6、thedetectionpointdetectstheinfraredenergyradiatedbyhumanbody,andtransmitsittothesing1echipmicrocomputeraftercorrespondingprocessing,andsendsSMStothepresetusernumberthroughGSMmodu1etorea1izethea1armfunction.Keywords：Firepreventionanti-theftSCMGSMmodu1e摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 课题背景11.2 目的和意义21.3 设计内容21.

7、4 关键技术3第2章总体方案设计42.1 系统设计总体思路42.2 系统方案论证42.2.1 .主控方案选择52.2.2 电源电路选择52.2.3 显示器的选择62.2.4 温度检测的选择72.2.5 按键的选择7本章小结8第3章系统硬件设计83.1 系统硬件构架83.2 单片机最小系统93.3 液晶显示电路设计103.4 温度传感器电路设计113.5 烟雾传感器电路设计113.6 报警电路设计123.7 红外电路设计133.8 模数转换电路设计133.9 短信模块电路设计14本章小结15第4章系统软件设计154.1 系统程序设计软件154.2 系统主程序184.3 液晶显不子程序194.4

8、传感器检测流程图设计204.5 定时程序设计204.6 执行程序设计214.7 通讯程序设计21本章小结22第5章系统测试与分析225.1 系统制作235.2 硬件调试245.3 系统功能调试24本章小结26结论27致谢28参考文献29附录1译文30附录2英文参考文献32附录3硬件原理图34附录4程序代码35第1章绪论1.1 课题背景踏着改革开放的春风，社会经济的飞速跨越，人们的生活质量显著提高，对居住环境提出了更高的要求，不在是仅仅的居住需求，同时对住宅的舒适度、便利性、安全性提出了更高的需求。根据国家住建部以及全国住建委员会的要求，住宅小区实现全面智能化，其中对安全性的要求放在智能小区的首

9、位，通过自动化的管理平台，对住宅内发生火灾，燃气泄漏及时报警，火灾报警主要以探测器为主体，对可燃气体、烟雾、温度进行采集，当检测到的数据达到预设值，进行报警提示。此外，人们对防盗的要求提出了更高的标准，智能化没有发展的时候，防盗门的设计逐年翻新，防盗锁逐次升级，需求量连年提升。智能化的普及，人们对防盗有被动的防守转为主动监视，获得了广大用户的好评，同时也提出了更高的要求，国内国外的科研人员研制了许多实用的翻到智能报警器，智能报警器以开放式的防护措施保证财产的安全，不在采用防盗铁门、铁窗的等封闭式的被动安保，转而通过智能化手段进行主动监控。在国内，据悉国家将投资15个亿支持该项目的实施。目前建设

10、部已批准7个普及型网络社区，北京也将建设30个网络社区，总户数将达300户.到2010年我国超过70%的家庭将有Intemet入网设备，有50%以上会有多台设备，从而产生共享访问Imemet的需求。建设部要求“到2010年，大中城市中,60%的住宅要实现智能防火防盗由于智能化家居系统能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活方式，在不久的将来，没有智能家居系统的住宅将会象今天不能上网的住宅那样不合潮流。目前智能化家居之所以能够作为房地产开发的卖点，也说明了智能化家居本身有它的市场需求。在国内，传统的安全防盗报警系统设计由于功能性不足等缺陷不能满足人们的需求，而高科技的智能型系统又需要大量的资

11、金作为技术支持而难以实现普及。因此，及时研究和开发适合家庭安全防盗报警系统的设计，努力突破现有局限，打造新时期的智能防盗报警新模式的工作迫在眉睫。在新加坡有近30个社区（住宅小区）近5000户的家庭采用了“家庭智能防火防盗系统”，美国已有近400户家庭安装了这一类的系统。三星公司从2003年春节后，开始在中、韩两国同时推出其智能家居系统，通过机顶盒和网络，将家居自动控制、信息家电、安防设备以及娱乐和信息中心这四部分集成一个全面的、面向宽带互联网的家居控制网络。根据美国的调查显示，在美国在欧洲的一些发达国家，智能安全型防盗产品已经成为很多人选择的必要安全防护措施。在美国，已经安装或准备安装电子防

12、盗报警系统的家庭更是几乎占了全部家庭的一大半，这种认识已经成为他们全民化的意识。而且在国外，大多数的报警器技术先进，功能丰富且实用，更符合现代人对高科技生活的要求，比如说红外对射防盗报警系统、触摸感应报警系统、超声波防盗报警系统等等都已经发展成熟并且投入市场了。1.2 目的和意义火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，经过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，提醒人们注意火灾的发生。中国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。除了火灾给人们带来生命财产安全，意外入侵也时刻威胁着人们的人身安全。

13、从现代人们住宅发展的趋势来，现代看人们住宅主要是向群体花园式住宅区发展，向高空中发展，一般都是一个住宅区有几栋至几十栋以上，但当前市面上所拥有的家庭电子防盗报警器，只能用于单一的住宅单元，不利于统一管理，而且也不能满足现代住宅区的发展要求，因此很有必要对家庭电子防盗报警器进一步完善和提高。本设计就是为了满足现代住宅防火防盗的需要而设计的智能家居防火防盗系统。智能小区所建设的防火防盗系统是为了提高所属小区的人身安全，通过在住户环境中安装各种检测设备，来达到一些危险情况的检测。当传感器检测到异常信息的时候需要将信息发送到相关人员与设备上，这样就可以使相关人员快速的处理危险避免对人的损害与财产的损失

14、。1.3 设计内容（1）本设计包括硬件和软件设计两部分。模块划分为数据采集模块、GSM模块、报警等子模块。（2）本防火防盗报警系统由温度传感器、烟雾传感器、红外人体传感器、报警器、单片机控制电路、液晶控制电路及相关控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、报警等功能。(3)系统可实现功能。当发生火灾时，温度传感器和烟雾传感器分别检测到火灾的温度和烟雾的浓度单片机处理运行后驱动报警电路，实现声光报警，液晶显示温度和浓度值。当有人闯入时，设置在检测点上的红外探头探测到人体辐射出的红外能量，经过相应的处理传送至单片机，并通过GSM模块给预先设置好的用户号码发送短信实现报警功能

15、。1.4 关键技术本次设计的核心中枢控制系统是单片机，单片机是整个设计最重要的部分，所有的功能实现都是通过单片机的内部资源和外设资源以及单片机的IO引脚来实现。那么什么是单片机呢？简要的介绍一下单片机的系统，单片机如下图1-1所示。图1-1单片机可以清楚地观察到单片机就是一个引出多个金属引脚的黑色芯片，在其内部排列着数以万计的硅晶体，这些硅晶体管的有序排列实现各种与非门的逻辑控制，我们把各个不同的逻辑控制叫做芯片的外设，通过陶瓷或者工程塑料将这些硅晶体管封装起来，同时将各个外设资源的功能引脚保留在封装之外，这就是看到的白色引脚，即单片机的管脚。引脚分为普通的IO引脚和外设的功能引脚，对于单片机本身来说，我们通过编程控制的就是单片机的引脚功能。有些特殊的引脚，在单片机的内部有固定的设置空间，通过编程按照单片机的规则进行设置，最终实现其所拥有的功能。对于普通的IO管脚，系统进行输入与输出控制，结合外围的器件实现各种不同的功能要求。单片机的IO引脚控制是系统实现的关，掌握单片机的开发手册，了解单片机的寄存器，知道如何配置寄存器，掌握IO引脚的使用，懂得如何进行数据采集，信号的输入与输出就是掌握了一半的系统关键技术。第2章总体方案设计系统设计主要包括了思路的设计，完成整体系统得到架构，通过选择相应的器件完成整体的设计。2.1 系统设计总体思路整个系统的设计需要考虑一下几个方