基于单片机的智能家居安防监控系统-设计说明书
电子校园网 编号：
HJJ-51-2022-001-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的智能家居安防监控系统，通过整合多种模块和传感器，实现对家居安全的实时监控和报警功能。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用了STC89C52单片机作为核心控制器，负责获取输入部分的数据，并进行内部处理和控制输出部分。输入部分由霍尔传感器模块、人体红外模块、烟雾检测模块、独立按键和供电电路组成。通过这些模块，系统能够实时检测门的状态、是否有人以及烟雾浓度，并通过独立按键进行界面切换和参数调整。输出部分包括LCD1602显示模块、GSM模块和蜂鸣器。LCD1602显示模块在主界面上显示当前烟雾浓度和安防状态，其他界面显示设置的烟雾阈值。GSM模块在安防状态下，在30秒内检测到人3次时，通过发送短信进行报警。蜂鸣器在安防状态下检测到门没有关闭或烟雾浓度超过阈值时发出报警声。通过实验验证，该系统能够准确地监测家居安全状态，并在发生异常情况时及时报警，提高了家居安全性。同时，系统具有操作简便、功能完善的特点，为用户提供了便捷和可靠的家居安防解决方案。
关键词：单片机；GSM通信模块；人体红外；烟雾浓度传感器
字数：10000+
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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
2.5 GSM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 SIM900A通信模块
3.5人体红外检测模块
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 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置阈值检测实物测试
5.3 安防模式实物测试
5.4 门没管好实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
由于我国经济总量的大幅提高，人们的生活方式也发生了根本性的变化。私人也拥有了更多的个人财产，居室中的家用电器种类也随之增多，家家户户都装上了天然气。所有的这些方便了我们的生活的同时。也增加了我们生活中的潜在不安全因素。
另外基于现代城市家社区生活的单一模式，即:家中成年人白天大多在公司上班，工作日期间，居室内一般只剩下老人和小孩，并且更有有大部分家庭白天都是空空如也。遇到危险情况，年老的老人和年幼的小孩一般不会使用手现代通讯工具进行求助，而当代的生活小区的住宅结构通常也使得邻居根本发现不了危险情况又或者邻居是有心无力。这种情况下，我们最需要的是能在第时间将危险信号通知到当事人的报警系统。
因此，互联网通信技术快速发展人民生活质量不断提升的今天，当下家庭急需要一种更新的方法更智能化的技术设计的居室安防家居报警系统。本系统是本设计是基于单片机的智能家居安防监控系统，主要实现以下功能：可通过按键切换安防/撤防状态，可以设置烟雾报警阈值；通过烟雾传感器可以检测当前的烟雾值，霍尔传感器检测门是否关好，检测到门没有关好或烟雾超过阈值，蜂鸣器会报警；人体红外检测是否有人故意逗留；有人故意逗留时，可通过GSM给手机发送短信。该设计相对操作简单，实用性强等特点，用以满足现代家庭对于财产安全和家庭人生安全的需求。
1.2 国内外研究现状
2016年沈震选择合适的传感器和测量电路对人体进行检测,设计了防盗报警检测模块硬件电路,编写相关软件程序实现报警功能.在此基础上着重设计了应用单片机实现的基于GSM短信模块的家庭无线防盗报警系统.此系统由单片机控制模块、传感器、GSM、存储和液显模块组成,可解决传统安防系统存在的隐患,让家庭安防更全面、更及时[1] 。
通家居智能化已经成为当前家居发展的趋势,智能家居安防系统是智能家居系统的重要组成部分;随着社会的发展,人们对智能家居的安全性、便捷性等方面提出了更高的要求;2018年文枰设计了一种基于ZigBee无线网络传输技术的智能家居安防系统,有效避免了布线麻烦、维护维修不方便等问题;该系统通过各种传感器对家庭环境信息进行采集;由ZigBee无线传输网络中的终端节点和路由器节点将采集到的信息传输到协调器节点;协调器节点将对采集到的数据进行分析处理;当采集到的数据不符合标准时,协调器节点将报警信息通过串口传输给GSM网络模块,然后由GSM网络模块将报警信息发送到用户手机端;实验结果表明,该系统丢包率不超过0.1％,性能稳定,满足设计要求,具有一定的实用价值[2] .
为了方便和安全，需要家庭安全系统。MM Kiruthika，MM Kamarunisha，MP Nithya发明为了保护家庭免受入侵者的侵害。在这项工作中，我们介绍了基于GSM的无线家庭安全系统的设计和实现。这需要非常小的功率。该系统是一个无线家庭网络，其中包含GSM调制解调器和带继电器的磁铁，它们是门安全节点。该系统可以快速响应，因为入侵者检测到GSM模块将对房屋所有者进行警报。这个安全系统用于提醒房主，无论他愿意。在该系统中，安装在优先入口点的继电器和磁铁通过公共电信网络产生信号，并发送消息或重定向呼叫，告知您的家庭更新或嵌入微控制器中的预定义消息。可疑活动通过短信或使用GSM技术的呼叫传达给远程用户[9]。
我们社会中通过犯罪活动造成的威胁和破坏使得必须混合技术以提供敏感的安全性。Oluwafemi I B , Femi-Jemilohun O J设计了一种基于微控制器的SMS报警系统，用于入侵者检测。该系统围绕PIC16F876A微控制器构建，该微控制器通过全球移动通信系统（GSM）编程为GSM模块，通过MAX 232集成电路（MAX 32IC）连接到微控制器。该设计从接近传感器和振动传感器获取入侵信息。该系统使用用户的手机号码进行编程，以便为每个传感器提供定制的SMS入侵通知。入侵和SMS警报之间的响应时间在正常可用网络下测试为20秒[10]。
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
本设计是基于STC89C52单片机的智能家居安防监控系统。通过整合多种模块和传感器，系统能够实时监控家居安全状态，并在发生异常情况时及时报警。系统的核心控制器是STC89C52单片机，输入部分包括霍尔传感器模块、人体红外模块、烟雾检测模块、独立按键和供电电路，输出部分包括LCD1602显示模块、GSM模块和蜂鸣器。通过这些模块的协同工作，系统能够准确地监测门的状态、是否有人以及烟雾浓度，并在需要时进行报警。该设计具有操作简便、功能完善的特点，能够提高家居安全性，为用户创造一个安全、舒适的家居环境。
