【基于单片机的智能家居防盗报警控制系统设计9700字（论文）】

[3]。在实验证明下，红外传感器检测到不添加菲涅耳透镜的距离很短大概在2M作用；菲涅尔透镜状分别搭配后,可以增加最大监测距离10m以上。由于传感器前由于输出的信号频率的变化缓慢且振幅小（经常在1mv以上），所以在系统中不能直接作为控制信号，前就需要先增加一套信号处理电路确保传感器的输出正常，并且将在这些传感器之前输出的信号从不规则的波形转换为适于处理单个芯片的信号的数字信号。检测对象检测对象菲涅尔透镜热释电红外传感器信号处理电路图3-10红外流程图3.11继电器控制电路由电气控制器选择的继电器在控制系统之间相互关联，在自动控制电路中起着重要作用。在实际操作中，它是一种使用小电流的“自动开关”电路。控制大电流操作。它的功能包括自动调节，安全保护和转换电路。当输入（电压，电流，温度等）达到相应的指定值时，输出电路将控制继电器的开和关[4]。输入量可以分为两类：电量（电流，电压)和非电(温度，压力)[4]。继电器的优点是运行速度快，运行稳定，使用寿命长，体积小。在电力保护、自动化、远程控制、测量和通信等领域发挥着重要作用。图3-11继电器电路图3.12复位模块电路这个模块起着关键作用在程序运行中需要复位时，可以直接按此按钮进行CPU复位。此系统所采用的是上电复位；按键时，RST端子需要电阻连接到+5v电源，以确保宽阈值电压的复位。RST可以理解为从一开始就运行的内部程序，因程序无法思考，或者它根据指令处理数据无法自动复位[5]。每个微处理器都有重置按钮。电源切断的话需要复位。例如，在程序执行过程中发现问题时也有必要重置电路，通常使用上电复位和键复位。图3-12复位模块图4软件系统设计4.1软件主框架设计软件电路时，主要的目的就是如何与所用的传感器进行联系并其控制。当设计时首先思路要明确如何实现控制，沿着传感器的位置依次排列，进行系统排列设计。首先，需要初始化各系统的组件。温度烟雾传感器系统、人体红外检测系统、1602型显示器、蜂鸣器、SIM短消息模块、初始化后,每个系统都可以正常工作,当发生异常时,并执行相应的报警操作。启动过程，首先，GSM模块被初始化，烟雾，温度传感器检测当前温度和浓度，人体红外传感器检测当前人体红外浓度[6]。设置温度调整和烟雾浓度警报限制按钮。如果有人闯入超出温度和烟雾限制的范围,则蜂鸣器响起,对应的LED指示灯亮起,SIM800模块向手机发送警报消息。按钮上还设置紧急按钮用于突发性事件GSM串口初始化ADC0832烟雾初始化GSM串口初始化ADC0832烟雾初始化手机端发送短信获取信息/控制 手机端发送短信获取信息/控制DS18B20初始化DS18B20初始化显示当前数值显示当前数值按键设置温度上限按键设置模式按键设置温度上限按键设置模式按键设置烟雾上限按键设置烟雾上限超过上限超过上限超过上限超过上限防盗防盗进入防盗模式是否进入防盗模式是否蜂鸣器声光报警蜂鸣器声光报警红外检测有人红外检测有人LCD液晶显示LCD液晶显示GSM发送短信蜂鸣器声光报警，发送短信蜂鸣器声光报警，发送短信返回返回图4-1系统流程图4.2LCD1602显示流程图首先打开控制开关给显示器通电后，通过1602型显示屏的子函数进行画面初始化操作，显示器屏幕清零内部存储数据清空。就可以与微处理器建立通信，进而控制显示详细内容，过一段时间相当于延迟，写入内部操作，将监测到的各种结果显示在1602型显示器上。当想设定温度烟雾上限时，可以进行按钮操作。画面中上限数值发生变化。通过这一操作单片机就会执行，把所对应的数值呈现出来[7]。1602型显示屏，先进行数据重置，初始化操作为ucharcodeInit1[]="Temperature:C";lcd表示延迟命令为：voidLCDdelay(uintz)；执行写入命令voidwrite_com(ucharcom)；写数据voidwrite_data(uchardate)；数据重置voidInit1602(){write_com(0x38)读取字节for(i=0;i<14;i++){write_data(Init1[i]);}流程图如下：子程序子程序LCD初始化LCD清除单片机对LCD写指令单片机对LCD写数据显示数据返回图4-2LCD1602初始化4.3GSM模块流程图GSM模块插入连接调整后，放入相应的SIM卡，打开按钮，显示器将显示GSMinit，然后等待几秒钟进入。当出现异常时，输入总中断，当发生紧急情况时需要发送信息，释放串行中断。启动设置好的定时器1，通过一定量的时间后发送设计好的短信，设置对应串行操作模式，在此设定1，最后设定定时器的数据重置，完成全部过程。串行端口的功能实现了微处理器与SIm800模块之间的通信并发送报警信息来设置手机号码[8]。GSM数据通信是串口通信，首先先定时为2在进行的是初始化串口voidUart_Init(unsignedintbaud)，TL2=RCAP2L=(65536-(UART_FOSC/32/baud));设置波特率为9600。定时器2开始运行T2CON=0x34;打开总中断和串口中断ES=1初始化AT指令：Uart_SendString2("AT\r\n");delay_ms(100)at指令根据芯片手册编写art_SendString2("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n");delay_ms(100);Uart_SendString2("AT+CMGF=1\r\n");delay_ms(100);写入手机号Uart_SendString2(number);delay_ms(100);number为手机号码；Uart_SendString2(content)，发送当前短信内容；Uart_SendByte(0x1A)，发送结束符号。打开总中断，和串口中断ES=1;EA=1;选择定时器打开总中断，和串口中断ES=1;EA=1;选择定时器开始串口初始化串口初始化 初始化AT指令，装载发送短信号码 初始化AT指令，装载发送短信号码否否是否发送短信是否发送短信是否发送短信是否发送短信是否发送短信是否发送短信是是否发送短信是是否发送短信返回返回图4-3GSM串口初始化4.4温度检测流程图接通电源后，温度模块进行运行。把它放入需要的房间内，通过温度传感器的原理得到一定的数值[9]。在对应子程序中，电信号如何形成的是以空气当作介质来进而转换得出，微处理器来接受这个电信号来进行计算，得出的数据就会通过计算后反应到显示屏上，DS18B20是程序的WENDU(inttemperature)；短暂延迟大约在750us，发送对应复位信号voiddsreset(void)，readabit读取一位字节，写入一个直接到DS18B20里voidtmpwritebyte(ucharat)for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;转换命令发送到微处理器，tmpwritebyte(0xcc);tmpwritebyte(0x44);最后获取详细温度。子程序入口子程序入口启动信号启动信号读取温度读取温度发送给单片机发送给单片机返回返回图4-4温度检测流程图4.5按键子程序流程图按键部分主要来控制温度烟雾浓度和紧急报警，单片机具有4个引脚,内部同侧是相连的,4个引脚是并联。动作原理是低电平的信号检测，通过内部主程序不断循环检测。检测到按键的低电平信号后，微处理器将对应动作信号的中断，进入子程序后，键的功能为加、减、确定、返回。每个页面都设置不同的功能。使用四个不同类型的函数执行相应的操作。子程序入口子程序入口按键是否按按键是否按设置设置减加减加返回返回图4-5按键模块图4.6烟雾浓度程序流程图当采集完室内的烟雾浓度后，采集的是模拟量就会给AD0832进行处理，首先要进行初始化，因为AD0832要进行初始化，本身AD0832有2个通道，所以必须要进行选择，这次设计选择的数据通道为零，然后进行读取数据，一个字节为8位，一位一位的读取，然后把信息量转化为数字量，来转换成电压值，先初始化AD0832引脚，ADC0832_DIO=Ch;CH=0选择通道0，AD0832开始读取数据ad_value_temp=Read_ADC0832(0);读取后，从最高位依次输出(D7~D0)for(I=0);i<8;i++){dat<<=1;//左移运算符，下面继续读取数据（从D1到D7）ADCLK=1;//拉高时钟端，_nop_();_nop_();ADCLK=0;//拉低时钟端，形成一次时钟脉冲if(ADDO==1ndat|=0x80;}ADCS=1;//拉高CS端，结束转换，ADCLK=0;//拉低CLK端，ADDI=1;//拉高数据端,然后返回初始状态[10]。开始开始ADC0832ADC0832初始化产生时钟信号产生时钟信号判断判断ADC是否转换完毕读取字节读取字节计算当前电压值计算当前电压值通过当前电压，得到转换数据，显示当前烟雾浓度通过当前电压，得到转换数据，显示当前烟雾浓度返回返回图4-6烟雾浓度流程图5设计调试5.1程序烧录用keil4编程后，生成单片机可识别的十六进制程序，并通过烧成软件烧成单片机进行调试。计算机和设计对象通过GSM短消息模块的串口连接。同时，为了便于程序的刻录，本设计采用通用模块测试串口助手STC_ISP将程序代码输入微控制器。5.2焊接调试把硬件和软件准备完毕进行焊接，焊接也是有技术方面要求，要分先后顺序进行焊接，首先需要进行小器件的焊接我们选择晶振和复位电路,之后把微处理器端口选择合适的位置焊接，焊接1602型显示器的位置。时需要注意一个细节，就是将电阻连接到p0口后，选择导线连接到显示器上。然后焊接各个传感器模块、温度传感器。传感器的人体红外线浓度传感器、SIM800短消息模块、蜂鸣器、电源电路、AD数字转换。之后用一根根导线进行连接,用万用表测一下确保没有短路,再把STC89C52插进，插入后用5V直流电源供电，按下开关，观察LCD602液晶显示器是否正常显示，在正常显示后说明显示电路正常，然后观察其他传感器是否正常工作如果某地方出现问题，可以按照导线一一排除。5-1实物正反图5.3功能调试焊接完后测试没问题的话，就进入功能测试，首先要从新上电，这时的SIM800会进行初始化操作，会显示GSMINIT初始化完成后。把烟雾和温度的传感器放入室内中。经过检测后得到对应结果，直接传入到1602型显示屏上并显示相应的温度和浓度值。当完成对温度烟雾报警上限值时。握住温度传感器，半开打火机放在烟雾传感器前，超过设定的报警上下限，蜂鸣器报警。相应的发光二极管报警灯亮，微控制器通过sim800向手机发送短信，可以看到手机收到短信如图。按紧急按钮可通过手机接收紧急信息。到此功能模块测试均已完成。图5-2防盗已打开图5-3短信接收结论在大学四年对单片机知识的积累，选择了单片机的智能报警系统。这一设计防止在发生紧急情况引起不必要麻烦，例如，烟雾浓度超标，温度过高，有人闯入时这一系统就会做出对应的操作，在制作过程中多个方向进行分析实践，在个方面都需要兼顾，包括整个微处理器选择。系统的动作原理、各传感器芯片的选择、各微处理器和传感器的端口功能、选择的各种器件是否能成功，如何进行合理化的排版，最终确定焊接电路的连接和各部分编程等，在设计中也存在一些难点和问题。例如，调试温度传感器时，不能读取值。仔细调查后发现传感器引脚的焊接位置错误。这种设计具有着优缺点。优点整体化模块设计简洁干练。这个设计思想把整个单片机系统分成几个部分组合起来。发生小问题时，可以快速发现问题。后期可替代或添加其他模块的操作性很好。我觉得如果有不足的地方，可以在系统中挖掘出来。我也可以尝试添加蓝牙模块或无线模块。在技术方面还有对自己人识别功能没有完善，原因是现学知识有限，希望在以后的学习的过程中完善此功能，通过本次设计，对单片机知识有了新的认识，使我对单片机的研究向前迈进了一步。参考文献何江川.基于物联网智能家居远程防盗报警系统设计[J].计算机产品与流通,2018(06):285.张猛,徐雪.智能家居防火防盗报警系统设计[J].通讯世界,2017(04):249-250.唐瑜梅.基于GSM模块智能家居防盗报警系统设计与实现[J].网络安全技术与应用,2018(07):99-100.[4]赵欣.基于SIM300/TC35i无线GSM芯片实现短信远程控制TRT的研究[J].消费导刊,2017(30).[5]刘文楷,苏宁宁,戴澜.霍尔传感器读出电路的低噪声运算放大器设计[J].电子世界,2016(17):79-80.[6]胡亚琦.单片机原理及应用系统设计.西安:西安电子科技大学出版社，2010.[7]张毅刚.基于Proteus的单片机课程的基础实验与课程设计[M].北京:人民邮电出版社,2012:21-23.[8]仝兆景,时俊岭,李月,等.基于无线通讯技术脉搏检测仪的设计与实现[J].计算机测量与控制,2017,25(1):242-244.[9]JianWU,HouW,ZhengB.ATemperatureControlSystemBasedonSTC89C52MCU[J].ComputerKnowledge&Technology,2011.[10]Xiao-QingYU,ZhangZL.RemoteMonitoringSystemforIrrigationBasedonSTC89C52andGSM[J].WaterSavingIrrigation,2011.附录#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include"lcd1602.h"#include"common.h"sbitRS=P2^5;//数据命令引脚sbitRW=P2^6;//读写引脚sbitE=P2^7;//使能引脚#defineDataPortP0//1602并行通信口voidlcd_clear(void){lcd_write_com(0x01); delay_ms(5);}voidlcd_write_com(unsignedcharbyte)//写命令{ RS=0;//命令 RW=0; E=1; DataPort=byte;//指令码装载 _nop_(); _nop_(); delay_ms(1); E=0;}voidlcd_write_data(unsignedcharbyte)//写数据{ RS=1;//数据 RW=0; E=1; DataPort=byte;//数据装载 _nop_(); _nop_(); delay_ms(1); E=0;}voidlcd_init(){ delay_ms(5); lcd_write_com(0x38);//设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口 delay_ms(5); lcd