智能家居中的安全防范系统设计79.docx

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1、智能家居中的安全防范系统设计79毕业设计（论文）智能家居中的安全防范系统设计Securitysystemdesignandsmarthome院（系）名称电气工程学院专业名称自动化学生姓名学号指导教师崔连延教授2014年6月22日随着经济的快速增长，快节奏的生活状态使得人们越来越注重生活的质量与品位。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。目前，国内外各类类型的智能家居产品越来越多，其中大部分是基于电话网的安防操纵系统。但在我国，家庭电话用户正逐步减少，且电话线路易被破坏,故此类产品有一定局限性。随着电信GSM网络覆盖范围的广阔化、无缝化、与手机的日益普及为基于GS

2、M网络的智能家居系统提供了巨大的应用空间。本文设计了一种基于GSM网络的智能家居操纵系统。本系统使用单片机为系统操纵核心，对家庭中出现的意外情况用各类传感器进行采集，通过GSM模块把采集到的信息发送给管理人员，管理员根据收到的信息发送有关指令给GSM模块来操纵现场执行机构，完成意外情况的排除。关键词：智能家居；GSM模块；传感器；远程操纵AbstractWiththerapideconomicgrowth,fast-paced1ivingconditionsmakepeop1emoreemphasisonthequa1ityandtasteof1ife.Howtobui1dahigh-effi

3、ciency,1ow-costsmarthomesystemhasbecomeahotissueintodayswor1d.Current1y,varioustypesofsmarthomeproductsathomeandabroadmoreandmore,mostofwhicharebasedonte1ephonenetworksecuritycontro1system.ButinChina,homephoneusersisgradua11yreduced,andthete1ephone1inessusceptib1etodamage,sotheseproductshavesome1imi

4、tations.WithTe1ecomGSMnetworkcoverageofabroad,seam1ess,andthegrowingpopu1arityofmobi1ephonesoffersgreatuseofspace-basedsmarthomesystemGSMnetwork.Inthispaper,thedesignofinte11igenthomecontro1systembasedonGSMnetworks.ThesystemusesSTCmicrocontro11erasthecoresystemcontro1forunexpectedsituationsthatappea

5、rinthefami1yco11ectionwithavarietyofsensors,viaGSMmodu1esendstheco11ectedinformationtomanagers,administratorssendcommandstotheGSMmodu1einaccordancewiththere1evantinformationreceivedactuatortocontro1thescenecomp1eteexc1usionofunforeseencircumstances.Keywords:inte11igenthome;GSMmodu1e;sensor;remotecon

6、tro1第1章绪论O1.1研究目的与意义O1. 2国内外进展情况11.3进展趋势31. 4存在问题4第2章系统方案61.1. 系统实现的目标62. 2.系统的功能与结构62.2.1主机结构与功能62.2.2从机结构与功能7第3章系统硬件设计83.1硬件电路设计83.2系统操纵器模块的选择83.2.1单片机最小系统的设计83.2.2单片机晶振电路103. 2.3单片机复位电路103.3 单片机电源电路的设计H3.4 键盘电路的设计123.5 热释电红外传感器电路设计133.5.1热释电红外线原理与特性133.5.2热释电红外传感器RE200B的简介133.5.3热释电红外传感器电路的设计143.

7、6烟雾检测模块163.6.1烟雾传感器NIS-09C的介绍163.6.2烟雾传感器电路设计方案173.7可燃气体泄漏传感器及其特性参数183.8声光报警模块193.9显示模块193.10通信模块203.10.1TC35模块简介203.10.2TC35模块与系统主机连接方式213.HNrfcciioo无线收发模块223.11.1模块性能及特点223.11.2接口电路233.11.3模块结构与引脚说明233.12信号处理电路243. 12.1信号放大调理电路24第4章系统软件部分264.1主程序及中断程序流程图264.2短消息程序设计274. 2.1AT指令介绍274. 2.2PDU编码规则294

8、. 2.3短信模式设置304. 2.4短信的发送方法304. 3SP1协议304. 3.1SPI协议的介绍30献二二F淋；II:考录录录参致附附附338555第1章绪论11研究目的与意义随着国民经济与科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、操纵技术的迅猛进展与提高，实现了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，家居安防系统也因此而产生。现代社会，商品经济竞争日益猛烈，工作节奏不断加快。关于全身投入竞争的人们，家务工作方面必定力不从心，家务管理因此就显得尤为重要。家居安防操纵器能够提供智能操纵

9、方案，使家庭主人在处理家务方面，既快捷又省力。还提供舒适健康的环境，能够监视室内的温度、湿度，同时还能够通过远程通讯，实时反馈家中情况，避免如火灾，盗窃造成的经济与安全缺失，使人们能够全身心地投入工作，从而提高生活质量。一切发明与制造都是为了人类的生活更加方便与舒适。住宅智能化操纵的开发与建设是21世纪进展的必定趋势。由于信息技术的大力普及与应用，极大推动住宅小区智能化建设的进程，更为住宅小区智能化提供了可靠的技术保障，实施起来更加容易与简捷。智能信息家电及智能家居安防系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的特殊魅力，它关于改善现代人类的生活质量，制造舒适、安全、便利的生活空间有着非常

10、重要的意义。我国的家居安防开发相关于国外起步较晚，尚未形成一定的国家标准，因此很多公司开发出的产品使用的是自己组网技术与信息交换协议，有的核心技术没有对外公开，技术复杂，不易掌握，有很多产品是针对特定的环境开发的产品，因此，限制了其使用的范围，而且由因此少数几家公司约定的技术，有关第三方产品缺乏，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，用户扩充系统很不方便，限制了其进一步的进展。还有的系统成本太高，普通用户难以承受，因此也没能广泛推广使用。因此设计一个符合国情、符合国家规范的集远程操纵与本地操纵为一体的智能家居安防操纵系统具有非常重要的现实意义与深远的历史意义。我国的小区住户安全监控系统的进展经

11、历了从无到有、从简单到复杂的过程，其智能化的程度也越来越高。随着我国社会经济与文化建设的进展，社会公共安全受到人们越来越多的关注，作为一个新型的产业，安防产业进展很是迅猛，智能化安防技术的进展已取得了一定的成就。企业与小区住户的安防需求日益凸现，数字化智能安防再次面临新的进展契机。为熟悉决企业与小区住户安全防范等问题，近年来，建设部、公安部两部先后签署下达了多个有关重要文件，说明了强化建设企业与住宅小区的智能化安全防范设施的决心。即便现代居民邻里常年很少往来,即便小区住户家庭生活稳密、封闭，在有小区住户安全监控系统的情况下仍能在极大程度上保障小区住户的安全。不管何时何地，发生何种险情（如有人入

12、室盗窃、发生漏水漏电漏气或者某户需要紧急求助等情况），在户主未察觉险情且得不到邻里或者邻近人员帮助时，基于单片机的小区住户智能安全监控系统便会凸显它的最大价值，比如，在小区每个住户单元安装一台报警主机，住户可选择安装在住户门口、窗户处安装声检、紧急求助，烟雾/煤气探头与瓦斯探头等报警探测设备，假如发生有人闯入、起火烟雾或者液化气泄漏等等诸多险情时，系统便会触发报警，让户主、周围能够给予帮助人或者负责安防的部门知晓情况，并做出相应的处理，将险情造成的缺失减小到最小化。由此可见，不管白天黑夜，户主离家在外或者是在家休息，基于单片机的小区住户智能安全监控系统能够帮助人们在最没有警觉性时提供极大的安全

13、保障。小区住户智能安全是如此的重要，这也就是本课题设计这套系统的意义与价值。1.2 国内外进展情况自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚与东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各类智能家居安防系统的方案。家居安防在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上,通过在场内模拟“未来之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系统。它的系统功能包含三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电操纵功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言功能、家庭智能操纵面板、智能布线箱、宽带网接入与统软

14、件配置等。2000年，新加坡有近30个社区的约5000户家庭使用了这种家庭智能化系统，而美国的安装住户高达4万户。2003年，网络化家居的建设带来了高达4500亿美元的市场价值，这其中有3700亿美元是智能家电硬件产品的价值，剩余的部分则是软件与技术支持服务的费用。现在，国外的智能家居安防系统技术己日趋成熟，估计今年，50%以上的新房将具有一定的“智能型家居”功能。于此同时，由于技术的日益标准化，这些新型智能家居安防系统将比比尔.盖茨耗资6000万美元的高端别墅便宜得多。由于家居安防的诱人前景与巨大市场，尽管国外市场真正启动也尚需时日，但并未能阻止企业去争食家居安防市场。尽管每家公司的策略各不

15、相同，但它们都坚持同样的信念：山那边遍地是金。IBM公司的迈克尔。凯罗斯克说：“这是个不容IBM公司忽视的市场机会。”在智能家居安防系统研发方面，美国及一些欧洲国家一直处于领先地位。近年来，以美国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国外知名企业，先后挤身于智能家居安放系统的研发中。比如:微软公司开发的“梦幻之家”、摩托罗拉公司开发的“居所之门”、IBM公司开发的“家庭主任”等均已日趋成熟的技术强占家居市场。此外，日韩新等国的龙头企业纷纷致力于家居智能化的开发，对家居市场更是跃跃欲试。目前市场上出现得智能家居安防操纵系统要紧有：（1）美国的XTO系统，该系统是通过电力线作为网络平台，采取集中操纵方式实现多种功能，目前在国内应用极少，这套系统的功能较为强大，但它暂时不具备在国内市场推广的条件。首先，它是基于美国的电力环境设计的，很难习惯国内恶劣的电力线环境；其次，它的功能尽管强大，但是针对西方消费的习惯设计的，难以满足国内消费者的要求；最后，也是最为重要的因素，它的价格也是国内的房地产品与普通消费难以同意的。（2）德国的E1B系统，该系统使用的是预埋总线及中央操纵方式实现各类操纵功能，目前在国内应用极少。究其原因，一个是其工程要求较为复杂、严格；另一方面，由于它需要进行线路预埋，因此要紧客户对象是新建小区的开发商，但它较高的价格是这些开发商所