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虎居商城分享基于单片机的智能家居防火防盗系统设计
浏览: 发布日期:2019-09-17

  随着现代电子通信技术的蓬勃发展以及经济水平的快速提高, 人们对家居安全和家居品质提出了越来越高的要求, 因此设计简单实用、功能强大的智能家居防火防盗系统意义重大. 本文基于 STC89C51单片机设计了一套智能家居防火防盗系统, 该系统能及时发出危险警报, 提醒用户迅速对突发情况采取有效措施, 从而及时有效地保证人身安全, 最大程度地降低财产损失.

  该系统由信号采集模块、●数据处理模块、中心控制器 STC89C51、☆△◆▲■声光报警模块、环境数据显示模块和按键控制模块六个模块组成. 系统可根据收到的特定指令获取数据处理模块和传感器采集的信息, 此外, 系统自带的液晶屏能够准确地显示环境数据. 同时, 用户还可根据实际需要, 通过对独立按键设置警戒值进行布防、★△◁◁▽▼撤防等. 系统总体设计框图

  系统硬件主要由信号采集、中心控制、信号处理、环境数据显示、外部功能管理及报警等六大部分组成. 利用传感器采集外部环境信号, 经过数据处理模块后传入 STC89C51 单片机, 从而实现对周围环境信息的识别与处理. 通过独立键盘预设警戒值, 使数据在液晶屏幕上得到显示. 系统硬件设计电路图

  利用 DS18B20 温度传感器(测温范围在 0~95 )) ℃ 、★◇▽▼•MQ-2 烟雾传感器和红外热释电传感器对温度、烟雾浓度等外部环境信号进行采集 , 并将这些信息通过适当地放大稳定处理传递给CPU. 以上传感器具有稳定性强、测量精度高、◇•■★▼价格低廉等优点.

  STC89C51 主控芯片分别通过其 P1.0 脚、P1.2~P1.5 脚以及 P2.3 脚完成对三个传感电路的控制, 其中烟雾传感电路部分还应包括 ADC0832 模数转换电路, 以达到单片机对气体信号浓度的识别.

  液晶显示电路部分使用的是 LCD1602 液晶显示器, 它是一种最常用的平面超薄显示设备, 有两行可进行显示, 每一行可显示 16 个字符, 符合系统设计中液晶显示屏的性能要求. 此时液晶芯片要经过主程序初始化后, 再调用一个 10ms 的延时函数. 单片机以 10ms 为一周期, 处理从温度传感器、烟雾传感器发送过来的信息, 经过 10ms 后将通过电路处理的信息反馈在显示器上 .

  单片机电源可由外部或内部供给, 但两种供电方式不可同时运行, 若外部电源一旦被切断, 为了维护系统正常运行, 内部电源将立刻启动自动供给. 警报电路部分采用蜂鸣器外加 LED 灯以实现报警功能.

  预先对系统设定报警温度值和烟雾浓度值, 当发生火灾时, 温度或烟雾浓度超出报警值, 单片机将发送高电平信号给报警电路, 蜂鸣器发生鸣叫, 同时 LED 灯亮起, 自动报警功能得到实现. 这套方案是由继电器产生电磁场吸引和断开开关来实现的. 在操作报警系统工作时, 按键电路是人机交互的一个核心. 其中S1: 设置/保存; S2: 加/布防; S3: 减/撤防.

  系统软件部分主要包含数据处理和显示模块. 以STC89C51 单片机为核心, 利用三个传感器和模数转换芯片实现数据的采集和处理, 经过单片机程序处理后将数据信号与预设的警界值进行比较. 若这些信号超出预设的警界值, 单片机将发送命令给报警电路进行声光报警, 同时LCD1602 液晶将其数据显示出来. 人工交互的功能 [4] , 主要是采用按键来控制, 如预设环境警戒值和布防、▼▲•☆■▲撤防. 系统程序设计流程图.

  信号处理模块的程序主要包含: 初始化模块、接收传感器采集的数据模块、▲★-●选择放大信号模块、▼▼▽●▽●启动模数转换模块四个模块. 当程序开始工作时, 首先对系统的各个模块进行

  初始化, 然后对环境进行检测, 经传感器和 A/D 转换器转换处理后将数据传送给单片机, 再进行相应的判断和比较.

  显示部分程序要进行初始化的显示、环境实测数据的显示、口▲=○▼预设警戒值的显示以及布防、撤防的标志显示. 其中, 警戒值和布防/撤防均通过按键来进行控制, 由此实现人机交互操作.

  (1) 将液晶模块、◇▲=○▼=△▲最小系统模块、▪️•★传感器模块等焊接好以后, 对系统通电进行实验与调试. 制作的智能家居防火防盗系统上电后显示.

  (2) 当系统接上电源并按下复位键后, 若按下键 3, 系统开启设防, 防盗系统开始工作. 一旦有不法分子入侵时, 接收器收到的红外信号发生改变,单片机将发送报警信号给报警电路模块和显示电路模块. 此时, 显示电路启动, 环境的温度、○▲烟雾浓度在液晶屏上得到显示, 同时报警电路启动, 声光报警功能得以实现. 红外热释电报警图.

  (3) 焊接时采用洞洞板, 将所有元器件整理完后, 根据 AD 中的原理图先把单片机最小系统焊接完成并成功上电, 接着焊接液晶模块, 结合液晶模块和 CPU 模块考虑整体布局, 每做完一个模块就立刻测试其显示情况, 并针对所出现的问题制定相应措施, 在确定电路的准确性后将作品完成.

  (1) 利用 MQ-2 烟雾传感器和温度传感器 DS18D20, 实现环境数据的检测;

  (3) 利用 LCD1602 液晶显示当前温度、烟雾浓度数值, 实现环境数据的显示;

  本系统设计的温度传感器能将测量误差控制在1℃内, 拥有较高的精确度; 通过三个独立按键的控制, 能够预设环境的警戒值和布防/撤防; 在进行布防过程中有一定时间的过渡阶段, 需要根据实际情况对系统进行调试修改以降低误报率; 当检测到环境中的温度和烟雾浓度超过预设的警戒值时, 系统电路板上的蜂鸣器将发出警报声, 相应颜色的 LED 灯将被点亮, 从而实现声光报警功能.

  对系统功能进行了分析、拓展和延伸, 其根本目的是使市面大部分家居系统都能够实现智能化, 具有自动防火、防盗、报警等功能. 通过实验仿真和对硬件、软件部分进行调试, 基本达到了系统防火、防盗的功能要求, 可实现对家居智能化管控要求. 实验结果与理论分析基本吻合, 表明该设备在技术上有一定智能性和可靠性 .太阳城注册•●