智能家居安全系统

现代智能家居现代智能家居 安全系统安全系统 题目 现代智能家居安全系统设计 学院 电子与通信学院 班级 课程组 组员 指导老师 目目 录录 第一章 概述 1 课程介绍 2 功能简介 第二章 系统设计 1 系统框架 2 功能模块 第三章 电路设计 1 模块介绍及其原理 第四章 程序设计 1 代码展示 第五章 实验与调试 1 下载调试 2 LCD 的调试 3 按键的调试 4 电源模块的调试 5 语音模块的调试 6 LED 与蜂鸣器的调试 第六章 测试结果 第七章 结论 附录 程序代码 第一章第一章 概概 述述 1 1 课程介绍课程介绍 智能家居是以住宅为平台 利用综合布线技术 网络通信技术 智能家居 系统设计方案安全防范技术 自动控制技术 音视频技术将家居生活有关的设 施集成 构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统 提升家居安全性 便利性 舒适性 艺术性 并实现环保节能的居住环境 伴随着数字化和网络 化的进程 智能化的浪潮席卷了世界的每一个角落 成为一种势不可挡的历史 化大趋势 这一切的最终目的为人们提供一个以人为本的舒适 便捷 高效 安全的生活环境 如何建立一个高效率 低成本的智能家居系统已成为当今世 界的一个热点问题 本项目的起源与产生既基于此背景 2 2 功能简介功能简介 该系统主要能够实现的功能 正常情况下 该系统能够采集室内的温度 并显示出来供主人参考 当温度过高时该系统就会发出报警 灯光发亮 语音 提示等 使得主人知道家中发生了险情 并及时进行处理 当有盗贼从窗户或 者其他一些地方进入时家中时 会触动红外设置 单片机发信号给声光模块 告知主人和邻居有险情 采取有效的措施 防止损失 第二章第二章 系统设计系统设计 1 1 系统框架 系统框架 单片机 电源模块 显示模块 警报模块 语音模块 输入模块 ISP 下载模块温度模块 红外模块 2 2 功能模块 功能模块 1 温度检测模块 采集温度 2 声光报警模块 通过声音 3 红外模块 检测有无人闯入 4 液晶显示模块 显示信息 人机交流 5 电源模块 给各个模块提供电源 6 输入模块 4 4 键盘 输入信息 7 语音模块 发出语音 第三章第三章 电路设计电路设计 1 1 温度检测模块 温度检测模块 该模块主要用于检测室内温度 采用改进型智能温度传感器 DS18B20 与传 统的热敏电阻相比 DS18B20 能够直接读出被测温度 它仅需要一根口线 单 线接口 读写 温度变换功率来源于数据总线 总线本身也可以向所挂接的 DS18B20 供电 而无需额外电源 因而使用 DS18B20 可使系统结构更趋简单 可靠性更高 当温度过高时即发生火灾时 单片机向声光模块发出信号 即发出 声光报警 DS18B20 的 1 脚接地 2 脚接 PORTC 0 3 脚接电源 在 2 脚接一个 4 7K 的上拉电阻抗干扰 2 2 声光报警模块 声光报警模块 当温度过高时 该模块接收到单片机发出的信号后 声光模块开始动作 LED 灯开始闪烁 蜂鸣器并发出声音报警 告知主人或邻居及时发现险情 及 时的控制火情 当红外模块感知到有外人闯入时 该模块发出报警 威慑他人 使其不敢进入主人家中 并提醒邻居或主人 及早做出防范 我们把若干个 LED 灯摆成笑脸形状 因为若干个 LED 灯和一个蜂鸣器工作时需 要较大的电流 因此我们设计一个三极管 S9013 来进行驱动 保证了电路有 足够大的电流 三极管的基极与 PORTD 6 连接 同时我们用了俩个 1K 分别与 LED 和蜂鸣器串联来进行分压保证其安全性 3 3 红外线模块 红外线模块 该模块主要用于防盗 安置在窗户或者门口等地方 当有盗贼闯入时 会 触动到那些安置好了的红外装置 发送信号给单片机 单片机经过处理后发送 给声光模块 为了防止错报 我们安装若干个红外对管 当只有达到一定数量 的红外对管发生中断时才报警 因为单片机的中断资源有限 所以我们用了 2 对红外对管来模拟若干个 当只有其中一个红外对管发生中断时 系统不报警 当两个红外对管都发生中断时 系统发出警报 这两对红外对管分别接单片机 的 PORTD 4 INT0 PORTD 5 INT1 4 4 液晶显示模块 液晶显示模块 该模块主要应用于显示一些信息 起到与用户进行人机交流作用 用户可 以通过显示模块 看到一些信息 例如现在的室内温度 现在系统启用的模式 等 我们将采用 1602lcd 来显示 四线制方式将 1602 与单片机的 PORTB 口相连接 1602 的 RS RW E D4 D5 D6 D7 分别接 PORTA 0 PORTA 1 PORTA 2 PORTA 4 PORTA 5 PORTA 6 PORTA 7 电路如 下 5 5 电源模块 电源模块 该模块主要用于给整个系统提供能够应用且稳定的电源 我们采用了 7805 这种型号的稳压器件 在输入端我们用了火牛插孔 便于连接电源 在输入的 负极安装了一个按键开关 便于控制电源的开关 如下图 6 6 输入模块 输入模块 该模块由 4 4 个按键组成 用于用户对系统的设置与控制等 给用户提供 一个输入的方式 输入用户所需求的信息 我们将键盘与单片机的 PORTA 口相 连 PORTA 口的高八位接按键的行 低八位接按键的列 电路如下 按键功能如下图所示 0123 4567 89空取消 确定设防撤防空 7 7 语音模块 语音模块 该模块主要由 ISD1730 扬声器 mic 按键及其一些电阻电容等组成 它 的作用的是通过语音提示 指导用户对安全系统的操作 例如设防 撤防等 把语音芯片的复位脚 24 脚 与单片机的 PORTD 1 相连接 播放脚 23 脚 与 单片机的 PORTD 4 相连接 快进脚 26 脚 与单片机的 PORTD 5 脚相连接 第四章第四章 程序设计程序设计 1 1 显示模块 显示模块 该模块主要有 1602 液晶显示屏组成 上电后初始化 1602 屏幕上显示欢迎 界面 2 秒后显示温度 设防时显示 Fortification of success 撤防时显示 Please enter your password 第一次输入密码错误时 显示 Please try again 第二次输入密码错误时 显示 The last chance 当发生火灾时显示 Alarm Fire 当发生盗窃是显示 Burglar alarms 及其一些其他的显 示都用 putsf 函数来完成显示工作 2 2 语音模块 语音模块 当开机时 PORTD 1 给一个低电平 让语音芯片的指针复位 POTD 4 给一个 低电平并进行延时 然后在给高电平 进行播放语音 欢迎使用智能家居安全 系统 然后 PORTD 5 给一个低电平并进行适当的延时 当设防按键按下时 PORTD 4 给一个低电平并进行延时 然后在给高电平 播放 请输入密码 然 后进行快进 让播放指针指向下一个语音片断 撤防成功后播放 成功撤防 3 输入模块 我们采用键盘扫描的方式来采取键盘的输入信息 单片机的 A 口高四输出 轮 流输出 0 A 口第四位输入 采集键盘的信息 检测是否有按键按下 那一列有 按键按下 根据当哪一行输出 0 时 那一列检测到了 0 计算出是哪个按键 即 行 4 列 键盘扫描 unsigned char getkeyval void unsigned char col 4 0 xef 0 xdf 0 xbf 0 x7f 行 unsigned char row 4 0 x07 0 x0b 0 x0d 0 x0e 列 unsigned char i j getsta keyval for i 0 i 4 i PORTA col i delay us 2 if PINA col i getsta PINA for j 0 j PB0 RW PB1 E PB2 FREE PB3 D4 PB4 D5 PB5 D6 PB6 D7 PB7 include include include include include asm equ lcd port 0 x18 PORTB endasm include asm equ w1 port 0 x15 PORTC equ w1 bit 0 endasm define fuwei PORTD 1 define jingbao PORTD 6 unsigned char mima 1 2 3 1 2 3 unsigned char shuru 6 0 0 0 0 0 0 int shi ge 温度的十位与个位 unsigned char flage 0 0 中断 0 标志 unsigned char flage 1 0 中断 1 标志 初始化 void init void w1 init lcd init 16 PORTA 0 xff DDRA 0 xF0 PORTD 0 x32 DDRD 0 x72 jingbao 0 GICR 0 xC0 INT0 ON INT1 ON INT2 OFF MCUCR 0 x0F MCUCSR 0 x00 GIFR 0 xC0 asm sei External Interrupt 0 service routine interrupt EXT INT0 void ext int0 isr void flage 0 1 待补充 External Interrupt 1 service routine interrupt EXT INT1 void ext int1 isr void flage 1 1 待不从 void wendu void 温度显示 char lcd buffer 33 int temp temp h temp l 1 2 temp ds1820 temperature 10 0 temp h temp 80 DS18B20 要 80 temp l temp 80 shi temp h 10 ge temp h 10 1 temp l 10 if 1 4 1 5 else 1 0 2 temp l 10 lcd gotoxy 0 1 sprintf lcd buffer TEMP d d d xDFC n r shi ge 1 lcd puts lcd buffer unsigned char getkeyval void 键盘扫描 unsigned char col 4 0 xef 0 xdf 0 xbf 0 x7f unsigned char row 4 0 x07 0 x0b 0 x0d 0 x0e unsigned char i j getsta keyval for i 0 i 4 i PORTA col i delay us 2 if PINA col i getsta PINA for j 0 j 4 j if getsta row j keyval j i 4 delay ms 300 300 while getsta row j getsta PINA return keyval return 16 void yuyin void 播放语音 PORTD 4 0 delay ms 35 播放 PORTD 4 1 void nextone void 快进 PORTD 5 0 delay ms 35 快进到第一段语音 PORTD 5 1 void kaiji void 开机界面 lcd clear lcd gotoxy 6 0 lcd putsf lcd gotoxy 5 1 lcd putsf WELCOM PORTD 1 0 复位不用时间 PORTD 1 1 delay ms 10 yuyin 播放开机音 delay ms 2000 delay ms 2000 语音播放完后进入快进 nextone wendu void shuzuqingkong void unsigned char i for i 0 i1 lcd putsf Alarm Fire jingbao 1 if flage 1 1 红外报警 if flage 0 1 flage 1 0 flage 0 0 lcd gotoxy 0 0 lcd putsf Burglar alarms jingbao 1 if keyval 14 撤防 i 0 lcd clear lcd gotoxy 0 0 lcd putsf Please enter your password yuyin 播放语音 delay ms 2000 delay ms 1000 nextone lcd clear while flage keyval getkeyval if keyval 10 shuru i keyval lcd putchar shuru i 0 x30 i if keyval 12 i 0 lcd clear for j 0 j 10 ttt 0 yyy 0 shuzuqingkong lcd gotoxy 0 0 lcd putsf OK yuyin 播放语音 flage 0 i 0 t 0 jingbao 0 delay ms 1000 delay ms