基于传感器和GSM短信报警的智能家居系统
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基于STM32F103住宅智能防火防盗报警系统的设计一、概述随着科技的进步和人们生活水平的提高,住宅安全已成为公众关注的热点问题。
传统的住宅安全措施,如安装防盗门、窗户护栏等,虽然能在一定程度上保障住宅安全,但存在被动防御、无法及时报警等不足。
研究并设计一种智能化的住宅防火防盗报警系统具有重要的现实意义。
STM32F103微控制器是一款高性能、低成本的32位ARM CortexM3内核微控制器,广泛应用于各种嵌入式系统中。
本设计以STM32F103微控制器为核心,结合多种传感器和通信模块,设计了一种基于STM32F103的住宅智能防火防盗报警系统。
该系统具有实时监控、自动报警、远程控制等功能,能够有效提高住宅安全防护水平。
本论文首先介绍了系统设计的背景和意义,然后详细阐述了系统硬件设计和软件设计,最后对系统进行了测试与分析。
通过本论文的研究,旨在为住宅防火防盗报警系统的设计与实现提供一种可行的方案,为住宅安全领域的发展做出贡献。
1. 住宅安全现状及其重要性随着科技的快速发展和人们生活水平的不断提升,住宅安全问题逐渐成为了公众关注的焦点。
近年来,住宅火灾和盗窃事件时有发生,给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
这些事件的频发,不仅造成了巨大的经济损失,更对居民的心理安全产生了深远影响。
提高住宅的安全防范水平,构建智能化的防火防盗报警系统,显得尤为重要。
目前,传统的住宅安全防范措施主要依赖于人工监控和简单的物理防护设施,但这些措施往往存在反应迟钝、监控盲区多、误报率高等问题。
特别是在夜间或无人值守的情况下,传统安防系统的效果更是大打折扣。
开发一套基于STM32F103的住宅智能防火防盗报警系统,具有重要的现实意义和应用价值。
该系统的引入,能够实现对住宅环境的全方位、实时监控,通过智能传感器和算法分析,及时发现并处理潜在的火灾和盗窃风险。
同时,系统还能够与用户的手机等终端设备实现联动,实现远程监控和报警功能,为用户提供更加便捷、高效的安全防护体验。
基于GSM智能家居控制系统的设计物理与电子信息工程系电子信息工程专业张彪指导老师张华林摘要论文中介绍了一种智能家居控制的新方法,详细的论述了系统的组成及实现原理。
以STC12C5A60S2单片机作为主控制芯片,使用GSM模块TC35i发送短信息和接收短信息,实现了手机终端和智能家居控制系统远距离全双工通信。
使用红外热式传感、MQ2煤气传感器、MQ5烟雾传感器采集家中的安全信息并将险情发送至用户的手机上。
系统可以用手机短信定时控制家电,也可以利用VB上位机通过CC1100无线传输模块定时控制家电。
关键词:智能家居;单片机;远程控制;GSM1 引言随着通信技术、嵌入式技术、网络技术的迅猛发展,生活节奏不断加快使人们对智能化的家庭居住环境提出了更高的要求。
目前市场上各种智能化家居控制系统的产品层出不穷,其中大部分产品是以电话线作为载体的,对电话线的依赖较高。
但目前现状是电话家庭用户的数量正逐步减少,且电话线路容易遭到破坏,同时受到地区限制,故这种智能化家居产品中有存在一定的局限性和安全隐患。
但随着GSM 移动网络通信的普及和移动通信应用领域不断扩大以及手机用户的日益增多,为利用GSM 网络研制智能化家居系统提供了一种新的途径。
2 系统的设计要求2.1 系统的设计要求系统设计要求主要有:(1)能够用PC机和远程终端定时和立即控制多路家电的电源开关;(2)具备监控家庭中的安全信息并能把险情随时通知用户。
2.2 设计的基本思路设计一个实用智能化家居控制系统,按照系统设计的基本要求,可分为5个主要模块,分别是:远程控制模块、液晶显示模块、无线射频CC1100模块、实时时钟模块、六路继电器控制模块。
其中远程控制模块是使用短信息或者电话远程控制家用电器(包括定时和立即控制)。
CC1100模块是实现上下位机数据中转,因此PC机可以实现短距无线传输控制家电。
实时时钟模块为定时控制家电提供时间参考,系统实现的大部分功能需要软件控制。
www�ele169�com | 87实验研究0 引言随着物质生活水平的不断提高,民众对自己的个人安全和家庭财产安全越来越重视,安全已成为一种市场需求,民众更为关注的是一个高度安全、舒适以及美观方便的居住环境,先进的通信设施,完备高效的信息终端,自动、智能的家电,网络化的资源管理及购物方式等等。
基于此,基于无线通信技术实现无线远程监控系统设计,利用无线通信技术,以短信息等及时通讯方式实现家庭的防火、防盗、紧急求救等多种功能。
1 系统总体设计系统总体框图如图1所示,以STM32单片机为控制核心,应用GSM 通信技术,将湿温度控制单元,热释电红外控制单元,可燃气体控制单元和报警单元等,连接成为一个互通的智能家庭监控系统,并对系统内的模块实现自动化检测与控制。
各种传感器将采集信息传入单片机并显示在显示屏上,单片机对信息进行判断是否发出报警信息,通过GSM 模块以短信的形式发送给用户手机。
STM32单片机是本系统的核心,负责处理各传感器采集的数据,并控制LCD 显示模块和报警模块,GSM 模块可以实现危险情况远程通信提醒功能。
图1 系统总体设计框图■1.1 可燃气体传感器信号采集电路考虑到由于金属氧化物传感器把对气体的响应转化为电阻的变化,设计的气敏传感器信号采集电路如图2所示,SENSOR 为气体传感器电阻,与R2、C1、R4构成同相比例放大电路,其中R4为可调电阻,传感器的基准电压Rvef 由稳压二极管获得。
R3、C2 构成低通滤波器,用于滤除高频噪声信号,输出信号为Vout。
由于STM32单片机要求输入的模拟电压范围为0~3.3V,为防止信号输入电压超过该值,利用D2设置了保护电路。
随着响应气体种类和浓度的不同SENSOR 电阻会随之改变时,从而引起 Vout 变化。
通过对 Vout 进行信号采集,然后通过对采集数据的处理、分析可得到需要的信息。
图2 可燃气体传感器信号拾取电路■1.2 GSM 通信设计本设计中选用GSM 通信方式,无线传输模块选用华为GTM900-B 无线模块。
基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统摘要本系统主要由单片机和GSM短信模块组成,借助最可靠、最成熟的GSM移动网络,以最直观的中文短消息或电话形式,直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。
它采用主动式红外传感器进行检测,变有形的传统防盗网防盗窗为无形,给火灾时的逃生提供方便。
并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器,实现防火、防燃气泄漏的作用。
【关键词】单片机GSM模块传感器The Family guard against theft and alarm systemBased on GSM ModemAuthor: Han yanjie Director: Zhu yanAbstractThe System is made up of MCU and GSM Modem. It will display the alarm content in Chinese directly at your mobile screen, and it recurs to the most reliable GSM mobile network. The system adopted initiative infrared sensor to detect, and it turned the traditional alarm net and alarm windows to immateriality. Besides, t he system equipped the smog sensor and leakiness sensor of gas and guarded against fire and gas leakiness. 【keywords】MCU GSM modem sensor目录第0章引言……………………………………………………………………………第1章单片机概述……………………………………………………………………1.1AT89S52的主要性能………………………………………………………1.2AT89S52的功能特性描述…………………………………………………1.3AT89S52的管脚排列………………………………………………………第2章GSM模块………………………………………………………………………2.1 HRH GSM MODEM 介绍…………………………………………………2.1.1 GSM MODEM 的主要性能……………………………………………2.2 HRH GSM Modem 的硬件接口…………………………………………2.3 HRH GSM Modem 的软件协议…………………………………………2.3.1 设置短信中心号………………………………………………………2.3.2 利用GSM Modem向普通手机发短信………………………………第3章键盘显示………………………………………………………………………3.1 HD7279键盘显示芯片……………………………………………………3.2 HD7279的典型应用电路…………………………………………………第4章铁电存储器……………………………………………………………………4.1 铁电存储器的特点…………………………………………………………4.2 二线制协议…………………………………………………………………第5章实时时钟………………………………………………………………………5.1 DS12887功能与特点介绍…………………………………………………5.2 时间、日历和定闹单元……………………………………………………5.3 DS12887 引脚定义…………………………………………………………第6章后备电源………………………………………………………………………第7章遥控器…………………………………………………………………………第8章传感器…………………………………………………………………………8.1 红外传感器…………………………………………………………………8.2 烟雾传感器…………………………………………………………………8.3 气体泄漏传感器……………………………………………………………第9章家庭防盗报警系统的软件设计………………………………………………9.1 主程序流程图…………………………………………………………………9.2 外部中断0中断服务子程序流程图……………………………………………结论………………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………………引言目前传统的机械式(防盗网、防盗窗)安防系统在实际使用中暴露了很多隐患,例如:为其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。
基于传感器和GSM短信报警的智能家居系统
作者:陈昭文李清晨
来源:《无线互联科技》2013年第12期
摘要:本系统以住宅为平台,利用有线和无线网络平台通信技术将家居生活有关的设施集成,构建简单安全的家居报警系统。
提升家居安全性、便利性,并实现良好的居住环境。
本设计利用单片机作为控制系统,通过温度、湿度、烷烃气体传感器采样,单片机处理数据后,传输出具体信息,系统可以根据这些信息自行预警,实时掌握家居动态。
关键词:单片机;GSM;传感器;液晶显示屏;采样
智能家居在发达国家,特别是美国、韩国这些电子产品先进的国家应用都比较普遍,并且非常受欢迎。
在我国,起步比较晚,但是发展却非常快。
智能家居是未来居家生活的前进方向。
随着我国的经济不断发展,微波炉、煤气灶、电暖气等家居设备进入日常家庭。
但这些家居设备给人带来便捷生活的同时也存在一些潜在危险性。
一旦发生危险,如若不能得到及时预警,会给家庭安全造成极大的隐患。
根据现状所存在的一些问题,本文设计了一种性能优越的智能家庭监控平台和短信预警平台并分别对实际运行性能进行了实验研究。
1 系统总体设计
这个系统在家庭布置温度传感器、湿度传感器、烷烃传感器来对家庭内的环境信息进行监控,通过单片机处理完数据后,显示屏显示当前采样数据。
当监测到某个节点的采样出现异常情况时,就将这些信息转换为人类语言,传送到GSM无线通讯模块,向用户发送短信息,以便于把损失降低到最小。
本系统包括单片机模块、传感器与AD采样模块、GSM无线通讯模块、液晶显示与键盘模块。
本系统选用STC89S52单片机作为微控制器,并借助可靠的GSM 移动网络,以最直观的短信报警形式反映到用户的手机上。
系统结构框图如图1所示。
2 硬件电路设计
2.1 单片机模块
选用STC89S52单片机作为控制模块,该控制模块一方面处理AD采样模块接收到的数据,另一方面控制GSM无线通讯模块发送报警短信。
STC89S52芯片是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。
具有8K可编程Flash存储器、32个双向I/O口、8个中断源等。
本STC89S52单片机模块电路设计原理如图2所示。
2.2 GSM无线通讯模块
GSM无线通讯模块具有发送SMS短信、语音通话等功能。
GSM模块选用华为公司的GTM900开发板,GTM900开发板适用于GSM远程控制、智能家电系统、远程报警等应用。
GTM900开发板内置TCP/IP协议栈,除了具有GSM的所有功能外,还具有GPRS数据通信功能,可以通过TCPUD协议与远端服务器通信,进行数据传输。
2.3 传感器与AD采样模块
分别采用HR202湿敏传感器、NTC热敏电阻传感器、MQ-4气体传感器。
模拟量输出端可以与AD采样模块直接相连,单片机通过I2C总线与AD采样模块实现数据交换,由此来检测环境的改变。
AD采样模块采用PCF8591芯片,PCF8591芯片是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。
PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行
I2C总线接口。
在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式与单片机进行传输。
AD采样模块设计原理如图3所示。
2.4 液晶显示与键盘模块
液晶模块选用LCD12864液晶,通过单片机按相应时序编程控制液晶显示屏显示。
键盘模块使用矩阵键盘,矩阵模块电路由16个按键开关组成,连接单片机的P1口引脚。
液晶显示与键盘模块主要用于该系统的信息显示和参数设定。
3 系统程序主流程图设计
系统程序主流程图如图4所示。
系统先初始化,然后设置发送短信的手机号码。
设置完成后,系统进入温度,湿度,烷烃气体浓度采样,单片机处理完数据后通过液晶屏显示出来。
当温度或者烷烃气体浓度超过设定的阈值时,单片机向GSM模块发送AT指令控制GSM模块向住户发送短信。
4 结束语
这种基于传感器和GSM短信报警系统具有体积小、成本低、无噪音、信号不易被屏蔽、工作安全可靠、可在全国范围内实现监控等优点。
性能优于传统的煤气泄露报警器和火灾报警器。
实践表明,该系统可以准确及时地对家庭的环境进行监测,可以有效避免由于煤气泄漏或火灾给居民带来的损失,为人们的家居安全提供了保障。
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