智能家居警报系统设计.docx

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1、革点洛茕大学单片机课程设计汇报智能家居报警系统设计姓名：张伟槟、黄洪鑫、郑桂贤班级：12电子信息工程3班学号：/18/19指导老师：姜晟、邓小玲日期：2023年12月19日华南农业大学工程学院摘要:二十一世纪是信息化H年代，“智能”B生活方式成为一种趋势。无论平常用品，数码产品，或者其他与生活有关的，都以一种“智能”的姿态闯入人类的生活当中。而人类在享有“智能”带来的以便之时，也活在它所带来的多种隐患之中。而犯罪带来的家居安全问题，也逐渐引起人们B高度关注。为了采用高效的措施处理此问题，本设计采用以单片机为控制关键，热释电红外传感器和用1CD显示状态的密码锁模块为保护探测手段，并运用语音报警为

2、阻吓措施，GSM发送短信提醒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，对多种意欲破坏家居安全的行为予以当地震慑，并通过远程告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:ThiSA1armingSystemforHomeSecurityaimsata1armingforsuddeninvadings.Themajorfunctionofitistoguaranteethesaftyofourhome.Bytestinganythreatswithinte11igentmethods,ita1amsandsendmessa

3、gestoourmobi1ephones.Inthisway,itnoton1ystopcrimesbythreatingthecrimer,ita1soguaranteetheowner,simmediateref1ectiontothecreme,whichdecreasesthe1oss.Torea1izethefunctionofit,theSing1eChipMicrocomputerisusedtoworkasthecontro11erforthesystem,whi1ethehumanbodypyroe1ectricinfraredsensorandthepasswordacce

4、sscontro1modu1eworkasamethodtofindoutthethreats.Whafsmore?Whenthesensormodu1eistrigged,thea1armmodu1ewi11sendthea1armsigna1bysoundandf1ash1ight,a1soitwi11communicatetotheGSMmodu1etosendamessage.Keywords：SmartHousesafetySystemGSMMCU一、系统设计规定51. 1基本规定51.2发挥部分5二、系统方案论证与选择52. 1系统基本方案52.2 系统各模块口勺方案分析72.3

5、系统最终方案10三、系统的硬件设计与实现II3. 1系统硬件曰勺基本构成部分113. 2重栗单元电路B设计12四、系统软件设计16五、系统测试175.1测试仪器175.2指标测试18六、总结18致谢20参照文献21一、系统设计规定1.1 基本规定任选一种报警源：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

6、方案根据规定，本设计重要由：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构成，系统整体框图如图1所示。按键矩阵二）蜂鸣器模块ICD显示模块单片机最小系统语音功能模块串口通信模块红外热释电检测模块GSM无线通讯模块图1系统整体框图PCB板图如图2所示，PCB板图如图3所示:困?PCR啊困图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0控制场所。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

7、手操作，极不以便。方案(2):AT89S52作为主控制器，该芯片有低功耗高性能体积小的J特点,并且合用于常规编程器，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。此外，AT89S52支持ISP下载，并且可以通过AT89S52系统板预留ISP下载接口，实目前线烧写程序。方案(3)：STC89C52作为主控制器，该芯片是一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系统可编程FIaSh存储器。在单芯片上，拥有机灵的8位CPU和在系统可编程F1aSh,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的处理方案。且具有如下原则功能：8k字节FIaSh,512字节RAM,3

8、2位I/O口线，看门狗定期器，内置4KBEEPROM,MAX810复位电路，三个16位定期器/计数器，一种6向量2级中断构造，全双工串行口。此外STC89X52可降至OHZ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，容许RAM、定期器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保留，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一种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)o1.2.2密码输入模块STC89C52单片机P1引脚外接4X4矩阵键盘，按键有09,尚有确认、取消、删除等功能按键。开机后根据液晶屏显示的提醒

9、语，按数字键键即可输入密码,按修改密码键，在对0输入旧密码0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，反应敏捷，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Bissoooi专门处理芯片设计的人体热释红外检测模块，具有较高aJ敏捷度与较高的辨别度。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)o1.2.4显示模块方案(1)：采用运用发光二极管B特性组合而成的数字显示屏件，通过驱动电路驱动对应时段码，控制对应的二极管的状态显示对应的数字，其中静态显示方式只能显示单个数字，而动态显

10、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，它的每位之间有一种点距时间隔，每行之间也有也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。同步，能很以便的控制实现清屏、左移右移、光标显示等效果。并且其显示B字符在下一条指令为到来之前不会变化，可以维持显示B字符并且占用B系统资源也少。经小组讨论，选用方案(2)o1. 2.5下载模块方案(1)：串品通信口则是用USB转串口线或串口线。方案(2)：ISP下载口是用ISP下载器加一种ISP软件程序将编好的程序烧录到单片机上，实行以便，性能好。经小组讨论，选用方案(2)o1.2.6声音提醒功能模块方案(1)：使用蜂鸣器作为提醒模块，在

11、按键和需要报警时发出声音。具有稳定、简朴等长处。方案(2)：使用语音芯片录制声音，配合显示模块发出对应的提醒音。报警时发出预设0报警语音。方案(3)：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，配合显示模块发出对应的J提醒音。报警时发出预设的报警语音。长处，提醒功能全面，交互性友好。经小组讨论，选用方案(3)o1.2.6GSM模块无线模块使用常用BGSM/GPRS模块，通过单片机引脚RXD、TXD引脚通过串口控制，在报警时向目的发送报警短信。2.3系统最终方案为实现本设计，处在多种现实原因如实用性、节能性以及可控性等方面原因的考量,结合上述对比，本小组最终决定

12、采用如下芯片来完毕各模块功能的实现:sc89C52实现单片机控制模块，Bissoooi实现热释电红外传感模块，sc89C52单片机P1引脚外接4X4矩阵键盘实现密码锁模块，1602液晶模块实现1CD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BGSM模块作短信报警。三、系统的硬件设计与实现3.1 系统硬件的基本构成部分本设计是一种集光、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1

13、CD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。系统完毕了红外检测、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。硬件电路方面重要由：热释电红外传感器、密码输入模块、1CD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构成，系统硬件框图如图4所示。图4系统硬件框图3.2 重要单元电路的设计3.2.1按键矩阵模块电路使用4X4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展现高电平，当按

14、键按下时，医K键再建纬由的因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，可以感知到一定范围内0人体发出日勺红外线，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，可反复触发。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

15、外部中断方式控制单片机运行。如图6所示。因人打外技络成后搬珏由政3.2. 31CD显示模块1CD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1CD1602,是由液晶显示屏和其译码电路构成，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PO口，3根控制线分别接单片机P2.0、P2.1、P2.2引脚，此外5根线用于电源、接地以及控制背光，分别接电源、接地和可调电阻。如图7所示。圈7ICn显示横地由潞3.2.4蜂鸣器模块单片机0P3.7引脚产生低电平使蜂鸣器发出响声，通过三极管放大。充当键盘按键提醒音，每按一下键盘会有一声蜂鸣声提醒，密码锁状态提醒音，确认密码后有若干下蜂鸣声作为密码锁状态提醒音，也可参与报警。如图8所示。Ea2岭口应典由政3.2.5语音功能模块语音报警电路由ISD1760芯片、喇叭、麦克风和控制按钮构成，可进行语音B录入、擦除及播放。采用芯片0独立按钮模式，引脚REC控制录音，出现低电平时开始录音，引脚1ED出现低电平，1ED灯亮，表达录音中，低电平消失后停止录音。引脚ERASE控制录音B擦除，低电平触发，删除目前录音。引脚VO1控制音量大