智能宿舍的设计-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-51-2021-031-LW
设计摘要：
本文旨在介绍并详细阐述了一种基于STC89C52单片机的智能宿舍系统设计与实现。该系统以STC89C52单片机为核心控制器，通过中控部分、输入部分和输出部分的协同工作，实现了对宿舍环境的实时监测和智能控制。中控部分通过获取输入部分的数据，经过内部处理后，有效地控制输出部分的各个模块，为宿舍居民提供了更加智能化、安全性更高的居住环境。输入部分包括多个模块，分别是火焰检测模块、红外对管检测模块、人体红外模块、时钟芯片、独立按键和供电电路。火焰检测模块用于及时监测火灾情况，红外对管检测模块能够感知宿舍内的人数，人体红外模块则用于检测外人的进入，时钟芯片用于设置闹钟功能，独立按键则为用户提供了界面切换和时间修改的操作，而供电电路为整个系统提供稳定的电源支持。输出部分由LCD1602显示模块、继电器控制的USB灯、GSM模块和蜂鸣器构成。LCD1602显示模块能够实时显示宿舍的时间和人数等信息，继电器控制的USB灯在多人居住时自动调节光线，GSM模块则在检测到外人进入或火灾时发送短信警报，蜂鸣器则在闹钟时间到达时发出响声。通过各个模块的协同工作，该智能宿舍系统能够实现对宿舍环境的全方位监测和智能控制，有效提升了居住环境的舒适度和安全性。然而，值得注意的是，该系统的实现还需要涉及硬件电路的搭建、编程开发以及用户界面设计等多方面的工作。本文所述系统为智能化住宿环境的实际应用提供了有益的参考。
关键词：单片机；红外对管；GSM；火焰检测模块
字数：11000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5GSM通信方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 火焰检测传感器模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2宿舍安保模式实物测试
5.3 宿舍火焰检测实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着现代高新科技的不断快速发展，越来越多的应用系统被人们开发出来并投入使用。宿舍是大学生在校期间学习、生活和人际交往的一个重要场所，它不仅是学生在学习劳作累时休息的一个场所，同时也是传播知识，交流思想的港湾。建造一个智能环保的学生宿舍不仅可以促进学校对数字化校园的进程，同时也给学生创造一个舒适的生活空间，也直接影响着学生对低碳节能生活环境的态度。
目前，我国高等院校的宿舍智能控制系统的发展历史相对空白。利用单片机专门针对高校智能宿舍的研究设计和实践在国内仍不完善[1]。当今越来越多的智能化设施中都有运用到单片机。如果考虑利用单片机来研究设计智能宿舍控制系统，那么对于学生宿舍后勤的管理和数字化校园的建设都将是一个重大的进步。
本研究致力于设计和实现一个能够自动监测和控制宿舍内部环境的系统。通过采集多种传感器数据，如火焰、人体红外和红外对管等，系统可以智能地感知宿舍内的情况，从而实现智能化的控制和管理。火灾、闯入等安全问题一直是人们关注的焦点。通过火焰检测模块、人体红外模块以及GSM模块的使用，系统能够实时监测异常情况，并在出现火灾或外人进入时及时发出警报，从而提高了宿舍的安全性。
本研究通过采用STC89C52单片机作为核心控制器，将多种传感器、显示模块、通信模块等组合应用，实现了多功能智能宿舍系统。这不仅在技术层面上具有创新性，同时也为智能化环境的实际应用提供了有益的参考。
1.2 国内外研究现状
当代大学生是我国发展的重要中坚力量，大学生的生活环境一直以来都是人们非常关注的一个重点，同时随着科技的发展，各个系统都趋向自动化、科学化的道路，而由于智能系统设计的复杂和从国外引进资金高等原因，我国在此方面仍然没有深入的研究和广泛的应用。因此，根据我国国情和当代大学生的现状自主设计低成本的高效率的智能宿舍控制系统有着重要意义。
王奔，罗飞，许金星本文是利用SMT32单片机对大学生宿舍进行智能化改造，包括手机远程控制，语音识别控制，智能起床唤醒三大功能。其中手机远程控制可以使用户通过手机就能控制宿舍内的灯光，窗帘以及热水器的开关并自由设置加热温度[2]。语音识别功能可以通过语音控制电灯和电动窗帘。智能起床唤醒功能可以使灯光亮起，窗帘自动打开，MP3音乐自动播放。也包括万年历和起床时间自由设定。
李军，王亚伟，郭俊彪本论文主要研究的内容是利用C51单片机搭建一个智能控制平台对大学生宿舍进行智能化改造，本平台主要功能实现所选用的控制芯片有STC12C5A60S2，STC11L08XE和LD3320语音识别芯片，经多次实验验证可以实现智能起床唤醒和语音识别控制这两大功能。其中智能起床唤醒系统可以实现的功能是当时间与闹钟时间一致时宿舍内灯光自动亮起，电动窗帘自动打开，扬声器开始自动播放，不仅如此，该系统还包括万年历和闹钟时间的自由设定[3]。语音识别功能则可以通过语音芯片的识别和单片机的处理控制电灯和电动窗帘的开关。
彭莞芹，江雨舟，李启航随着时代的变迁，高校规模不断变大，学生宿舍安全隐患也越来越多。本系统的设计正是从对宿舍进行监控，发生火灾及时报警的理念出发，设计的一种宿舍智能报警系统。该系统是一种智能防火短信报警系统，对学生宿舍进行智能监控，如有火灾发生自动进行短信报警处理。该系统自动性高，电路设计稳定，适用性强，有效的减少了安全隐患。
张守武，周波设计了一种智能防盗防火报警系统，可全天候自动检测盗警和火警。该智能报警系统主要包含防盗防火模块及智能监控管理控制模块两大部分。前者是下位机，以STC89C52单片机为核心，采用热释电红外传感器实现防盗的功能；采用烟雾传感器实现防火的功能；采用红外传感器检测宿舍人员的进出情况，并用片内EEPROM做纪录；采用无线模块检测贵重物品的进出的功能。此外模块还能通过密码识别，当报警信息发出后只有输入正确的密码才能实现解警功能[4]。后者是上位机，也以STC89C52单片机为核心，主要实现异地监控功能，与下位机采用RS485通信方式。下位机的报警求助信息及时传送到上位机，以便监控模块能采取相应的应急措施。整体系统功耗较小，兼容性好，稳定性高，成本低。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计旨在开发基于STC89C52单片机的智能宿舍系统，通过整合多种传感器和控制模块，实现宿舍环境的智能监测和控制。系统将提升居住环境的智能化水平，增强安全性，通过火焰检测、人体红外、GSM通信等功能，实现实时警报和信息通知。用户可通过LCD1602显示模块和独立按键轻松操作和获取信息，为居住者提供便捷的生活体验。该设计不仅适用于学生宿舍、租赁房屋等场景，还具备潜力支持未来智能住宿环境的发展。
