毕业论文-基于GSM的智能家居安防系统设计

1、基于GSM的智能家居安防系统设计龙岩学院毕业设计 题目： 基于GSM的智能家居安防系统设计 专业： 电子信息工程 指导教师(职称)： 讲师 二零一六年五月二十八日基于GSM的智能家居安防系统设计【摘要】随着人类科技的进步，各种产品都实现了智能化。本设计采用了温度传感器模块、烟雾传感器模块、人体红外模块、继电器驱动模块、液晶显示模块、GSM模块和单片机模块。通过使用手机收发短信获得信息和控制继电器的开关。其主要功能是通过手机获取各个模块报警信息，了解家里的情况，然后再通过手机发送指令控制继电器开关解除报警。可设置温度的上下限实现报警的温度值，当温度超过上限值时会自动报警。【关键字】GSM模块 烟雾传感器 人体红外模块 液晶显示 单片机Smart household security alarm system design based on GSM【 abstract 】 with the development of human science and technology, all sorts of products can be intellectualized. This desi

2、gn uses the temperature sensor module, smog sensor module, the human body infrared module, relay driver module, liquid crystal display module, GSM module and SCM module. Using mobile phones to send and receive message is the access to get information and control relay switch. Its main function is to obtain various modules alarm information by mobile phones so that we can learn about the situation of family.And then we can send command via mobile to control relay switch to cancel the alarm. We ca

3、n set the bounds between upper and lower for temperature to realize the alarm temperature. It will automatically send out alarm signal when temperature exceeds the upper limit.【 key words 】GSM module Smog sensor the human body infrared module Liquid crystal display (LCD) Single chip microcomputer1目录基于GSM的智能家居安防系统设计1目录I第1章 引言11.1 绪论11.2研究意义11.3 设计的任务和要求21.3.1 设计的任务21.3.2 设计的要求2第2章 系统各组成单元方案设计与论证32.1 系统总体框图32.2 方案论证比较32.2.1 CPU控制模块的选择方案32.2.2 显示模块选择方案42.2.3 气体传感器模块选择方案42.2.4 GSM模块选择方案4第3章 系统硬件电路设计

4、53.1 单片机最小系统模块设计53.2 温度检测电路设计63.3 人体红外传感器电路设计63.4 气体传感器电路设计73.5蜂鸣器报警电路设计73.6继电器控制电路83.7 GSM模块设计9第4章 系统软件设计104.1系统主程序部分104.2显示程序设计114.3报警电路流程图11第5章 系统测试及分析135.1 系统测试135.2 测试数据及分析13第6章 结论16致谢语17参考文献18附录一：原理图19附录二： 电路PCB图20附录三： 实物图21附录四： 程序22I第1章 引言1.1 绪论 随着现代科技的高速发展，人们的生活越来越方便舒适，可是安全问题却依然存在。例如说煤气泄漏，家庭财产被盗以及发生火灾等安全问题。于是，智能家居的安防系统理念因此诞生。早期的安防系统较为单一，只能实现某个功能。例如单一的烟雾检测或者单一的防盗，这样显然不能及时的做出相应的措施，导致人身财产受到威胁。显然，这样的安防已经不能满足人们的需求。因此多功能防盗智能家居远程报警系统成为现代生活的所需，能够远程的了解家庭情况，并及时的做出相应的措施来保障自己的人身和财产安全。目前，GSM已经被广泛的应用到

5、各种场所，军事、家庭、公安等。利用GSM采集信息通过GSM发送短信消息能够实现无线远程报警，实时监控等功能，这些功能是固话和有线宽带网络所不能达到的，真的的做到了全无线报警。本设计中我们采用了温度、烟雾、人体红外传感器来实时检测安防，并利用GSM实现远程报警，用户可以根据自己需求设置报警信息接收短信的手机号码，这样方便用户实时了解家庭情况，若发生隐患也可实时的做出了相应的措施。未来將以这种智能多元化的智能安防作为一种发展趋势，并且它性价比高，稳定性高，实用性强，将会被广大用户喜爱。我国的智能家居相对于国外起步较晚，尚未形成一定的国家标准。目前，主要采用国外的一些技术产品，但也有一些企业推出了自己的产品，主要有：（1）e家庭（海尔），该系列产品以海尔电脑作为控制中心，各种网络家电作为终端设备，海尔移动电话作为移动数字控制中心。海尔在技术上同微软合作，利用微软的WindowsMe技术和海尔的网络家电，使“e家庭”已具雏形，已推出了网络洗衣机、网络冰箱、网络空调、网络微波炉等一系列网络家电。（2）e-home数字家园（清华同方），该智能家居控制系统是专门针对中国家庭设计的，遵循国际技术标准，

6、采用嵌入式软、硬件技术，提供网络、网络节点及末端设备。1.2研究意义 由于智能家居系统还缺乏统一明确的国际标准，许多公司开发出的产品都是基于自己组的网络和信息交换协议，很多产品是针对特定的组网环境开发的，部分核心技术没有对外公布，技术复杂，直接导致了使用范围的局限性。再者，缺乏对应的第三方产品，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，不利于产品的扩充，因而进一步局限了产品的发展。再加上，有的系统成本过高，严重影响了产品的普及。因此设计一个符合国家国情和规范的集远程控制和本地控制为一体的智能家居控制系统是非常具有现实意义的，且势在必行。作为智能家居的核心系统的智能家居的控制系统，它的设计功能的完善必将推动住宅智能化的发展。而系统功能的集成化、用户使用的傻瓜化以及市场的平民化将是智能家居控制器的发展趋势，系统也将逐步迈向绿色化。最终，我想全人类的梦想是智能家居控制系统将囊括所有的家事杂物，让我们真正的享受舒适温馨的家庭生活。 1.3 设计的任务和要求1.3.1 设计的任务 设计中的GSM智能家居报警系统拥有人体检测报警、气体检测报警以及温度检测报警，并且通过GSM模块將报警信息发送到用户设置

7、的手机号告知。当有煤气泄漏则会触发烟雾检测器进行检测，判断是否报警。当发生火灾或者温度过高时，则通过温度传感器判断当前温度是否达到预设值，通过液晶屏显示当前环境温度，若达到预设值则启动报警功能。当进入防盗模式时，人体红外感应器可以检测到人体，若检测到有人闯入时则会发送报警短信。1.3.2 设计的要求1、通过人体红外模块检测到人体。2、通过温度传感器检测实时环境温度。3、通过MQ-2气体传感器实时检测气体。4、通过LCD液晶显示屏实时显示当前环境温度5、通过GSM將报警信息发送至用户。第2章 系统各组成单元方案设计与论证2.1 系统总体框图 系统以单片机为核心，通过与外部各模块的连接来实现控制的。系统的总体框图如图2-1所示： GSM气体传感器 显示器单 片 机温度传感器 继电器 蜂鸣器人体红外模块 按 键图2-1 系统总体框图 系统以单片机为核心，通过气体传感器、温度传感器、人体红外模块、显示器、继电器、蜂鸣器、按键和GSM模块组成本系统的GSM智能家居防盗报警系统2.2 方案论证比较 2.2.1 CPU控制模块的选择方案方案一：采用32位LPC2138这款单片机，它具有2个8路10位

8、的A/D转换器和共包含了16个模拟输入和一个10路的D/A转换器可以提供不一样的输出模拟，2个32位的定时器/计数器，PWM单元、和看门狗有64个引脚，适用于工业控制和医疗方面的系统，但是价格比较贵。方案二：采用STC89C52单片机，它是由STC公司生产的具有低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52具有8路10位高速A/D转换，以及2路PCA捕获/匹配。它每秒的转换次数可高达25万次，而且价格比较便宜。综上所述，由于使用ARM控制需要对所有的接口做一个电平转换，使得硬件电路更加的复杂繁琐，在考虑到能够完成本设计和成本时，最终选用STC89C52单片机作为控制CPU。2.2.2 显示模块选择方案 本设计中需要显示英文和数字，综合考虑最终选用LCD1602液晶显示屏。它是一款工业字符型液晶，能够同时显示32个字符，专门用来显示数字、字母、符号的点阵式液晶屏，LCD1602是指能够显示两行，每行可以显示16个字符，刚好符合设计所需，一行显示当前环境温度，一行显示报警预设温度。而且LCD液晶显示有体积小、重量轻、无辐射、功耗低等优点。2.2.3 气体传感器模块选择方案方案一：金属氧化物半导体传感器 选择金属氧化半导体传感器，他的原理是通过半导体化合物跟外界所接触的气体进行氧化，导致电阻值改变。它具有体积小、高灵敏度、重量轻等特点，但是其价格比较昂贵。方案二 ：MQ系列气体传感器 MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡。当传感器所在的环境存在可燃气体，检测到可燃气体时电导会随着气体浓度的增加而增加。通过简单的电路即可把电导率转换成气体浓度的输出信号。他具有价格便宜，响应速度快，寿命长和稳定等特点，对液化气、丁烷、丙烷有着较高的灵敏度。综上所述，我们采用方案二。2.2.4 GSM模块选择方案TC35是一款西门子公司所研发的GSM模块，TC35继承了西门子一贯的优秀品质，它易于集成，使用它可以在比较短的时间内花费较低的成本研发出新颖的产品。在实现远程监控和无线电话等方面我们可以看到它被广泛的使用，因此其性能和质量肯定是有保障的。由于这款GSM模块符合本设计的需求且性价比较高，所以我们采用它来与外设备进行通讯，接收短信。 第3章 系统硬件电路设计3.1 单片机最小系统模块设计STC

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