基于51单片机的智能家居火灾报警的设计与实现

基于单片机智能火灾报警系统设计与实现

目录

第1章 绪论 ........................................................................................................................... 1

1.1 研究背景与意义 ......................................................................................................1

1.2 国内外研究现状及发展趋势 .................................................................................. 1

1.3 本文的研究内容 ..................................................................................................... 2

第2章 智能家居安防报警系统的总体设计 ...................................................................... 3

2.1 系统的整体设计方案与设计 ................................................................................. 3

2.1.1 系统总体设计要求 ........................................................................................ 3

2.1.2 整体设计方案框图 ........................................................................................ 3

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基于单片机控制的智能家庭防盗报警系统的设计

前言

现在我国国民经济的快速发展, 人民生活水平的提高, 人们对家庭住房的防盗、防劫、防火设备的重视程度也在不断提高, 所以现代社会有更多的人需要对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行监测和报警。为了有效的保证居民的生命财产安全, 我们设计了一款智能家庭防盗报警系统。智能家居报警系统采用这种星型拓扑结构能够很好地扩展组合，容易增加网络节点，满足在家居中网络节点分布的不确定性，可在房间、隔离处放置一个节点，避免无线干扰和报警区域不确定性的问题，由中心节点对多个网络节点所传递的数据进行综合处理，分析是否发出报警信号。该系统是利用无处不在的电话网络进行监控,将AT89S51 单片机、ISD4000 集成语音芯片、HT1602 液晶显示驱动芯片及集成电路组成的双音多频拨号电路等有机地结合在一起, 构成一种功能先进、实用、成本低廉的家庭智能防盗报警器。

1 电路组成框图和基本工作原理

1.1 电路组成框图

智能家庭防盗报警系统是由无线发送/ 接受模块、报警模块、键盘模块、晶显示模块、语音模块、DTMF解/ 编码模块等构成, 系统硬件总体框图如图1.1-1 所示。

图1.1-1 系统硬件总体框图

2 1.2 电路基本工作原理介绍

当家中发生警情时, 此时家中设定的无线模块或者其他传感器模块会发出异常信号给单片机, 单片机接受到信号后立即发出现场声光报警信号来威慑侵入者, 同时将单片机自动拨打预先存储在24C02 中的电话号码给主人或者小区物业报警, 以便及时采取防盗措施避免财产损失。

当主人在异地处理家中的情况或者遥控家中的电器的开关时, 只需要拨打家中的固定电话号码, 因为该报警系统的电话接口是并联在电话机上的, 若铃声响五次后无人接通(具体次数可由软件设定),则该报警系统就自动模拟摘机, 在主人输入预定的密码后, 就可以观测家中的动静以及控制家中电器的关、断。

基于51单⽚机的智能家居安防系统设计

2019-10-05

摘 要

系统设计以C8051F330单⽚机为主站，以STC89C52单⽚机为各⼦站微控制器，主站和各⼦站使⽤SPI通讯协议通讯，从⽽实

现对家居环境的监测，利⽤GSM模块的短消息收发功能，实现实时远程安防。

【关键词】智能家居 GSM模块 传感器

随着经济的发展、社会信息化程度不断提⾼，智能家居的概念逐步⾛进⼈们的⽣活。⾃从世界上第1幢智能建筑1984年在美国

出现后，不少发达国家也纷纷提出了各种有关智能家居的⽅案。近年来，我国智能家居市场逐步壮⼤，智能家居的概念深⼊⼈

⼼，智能家居应具有安全、舒适的⽣活环境，便利的通讯⽅式，综合的信息服务，智能化的家庭系统。

本设计针对智能家居安防系统，提出了基于51单⽚机，利⽤GSM模块收发短消息，实现实时监控家居情况，通过SPI通讯协议

使主站与各⼦站进⾏数据通讯交流，该系统集成有密码门禁、热释电⼈体红外感应检测、⽓体烟雾检测、温度检测、报警模块

等功能于⼀体，实现系统⾃动感应外界环境变化进⾏实时反馈的功能，为家居安全以及⼈⾝财产提供⼀个管理便捷、操作简

易，具有可靠保障的家居⽣活环境。

1 系统总体设计

主要包括有安防系统的8个模块：主站、GSM模块、密码门禁、热释电⼈体红外感应模块、照明系统、烟感模块、温度模块、

报警模块。主站是由微控制器C8051F330单⽚机构成；利⽤SPI总线搭建星型⽹络，以⼀主多从的多机通讯⽅式实现各个模块

之间的数据交流。系统上电后各⼦站正常⼯作，当系统检测到异常情况，如传感器检测到的数值超过了预先设定的数值，该模

块将通过总线将指令传递给主站，主站启动报警模块，并向GSM模块发送短消息，把信息传送给屋主，从⽽避免了突发情况

的发⽣。利⽤UART接⼝，实现主站与PC机之间的数据交流，实现利⽤PC机作为主站的输⼊和输出终端。系统设计框图如图1。

2 系统硬件设计

主站C8051F330是使⽤Silicon Labs的专利CIP-51微控制器内核。该主站需要对多个模块不间断传送的数据进⾏及时的处理，

家庭智能防⽕防盗系统设计与实现毕业论⽂

家庭智能防⽕防盗系统设计与实现毕业论⽂

⽬录

第⼀章前⾔ (2)1.1 课题研究背景 (2)

1.2 智能家居的国内外现状及发展趋势 (2)

1.2.1 国外发展现状 (3)

1.2.2 国内发展现状 (3)

1.2.3 智能家居系统的发展⽅向 (4)

1.3 智能家居系统的设计原则 (5)

第⼆章系统总体设计 (6)2.1 系统的基本⼯作过程与系统结构框图 (6)

2.2 硬件设计 (7)

2.3 软件设计 (7)

2.4 系统总体实现功能 (8)

第三章系统硬件设计 (8)3.1系统各模块设计 (8)

3.1.1 主控机模块 (8)

3.1.2 GSM模块TC35及SIM卡 (11)

3.1.3 LCD显⽰模块 (13)

3.1.4 时钟模块 (14)

3.1.5 红外遥控器模块 (16)

3.1.6 报警模块 (17)

3.1.7 传感器模块 (17)

第四章系统软件设计 (20)4.1 系统程序设计 (20)

4.2 系统主程序流程图 (20)

4.3 时钟模块 (22)

4.4 温湿度模块 (22)

4.5 传感器模块 (23)

4.6 TC35 GSM模块 (24)

第五章软件调试及硬件测试 (26)5.1 软件调试⼯具 (26)

5.2 硬件调试 (27)

5.3 系统调试 (28)总结 (30)

参考⽂献 (31)

致谢 (33)

附录 (34)

附录1：系统原理图 (34)

附录2：程序清单 (34)

第⼀章前⾔1.1 课题研究背景

当代家庭防范盗贼的主要⽅式是以安装防盗安全门、防盗锁为主,但是这些防盗设备主要是通过增加相应⼊室的难度来达到防盗⽬的。这种传统的安防系统在实际使⽤时暴露出很多缺点,且防盗效果往往不尽如⼈意。这种防盗⽅式不仅影响房屋的美观,⽽且在发⽣⽕灾等事故时,住户难以逃⽣,威胁⼈们的⽣命安全[1]。因此,⼈们需要有新型的防盗系统。

随着现代科技的快速发展，原来那些简单化、局部化的报警系统已向智能化、集成化的⽅向发展。当前市场上常规防盗报警系统主要的通信形式为家庭电话、以太⽹、集群系统等等。但是这些通信⽅式都存在各⾃的缺点。