智能家庭安防監(jiān)測系統(tǒng)簡略設計方案目錄TOC\o"1-3"\h\u25904前言 前言近些年來，隨著人類物質水平極大的提高，家庭住宅面積不斷擴大，居住環(huán)境越來越好，人們的居住質量有了明顯的改善。與此同時，人們對待居住安全的要求也是隨著時代發(fā)展變得越來越高，當今科技的日新月異帶動了各式各樣的電子類產(chǎn)品快速發(fā)展，尤其是家用電子類產(chǎn)品已經(jīng)成為人們生活必不可少的一部分。如何利用互聯(lián)網(wǎng)的快捷與便利，利用新的科研技術提高智能家庭方案監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性與便利性，達到為家庭和小區(qū)用戶提供可靠的安防保障的最終目的。國家建設部規(guī)定，目前住宅小區(qū)應實現(xiàn)六項智能化要求，其中包括實行安全防范系統(tǒng)自動化監(jiān)控管理；住宅的火災、有害氣體泄漏實行自動報警；火災報警系統(tǒng)應是以煙、溫及可燃氣體等探測器為主體；防盜報警系統(tǒng)應安裝紅外或微波等各種類型報警探測器；系統(tǒng)應能與計算機安全綜合管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；計算機系統(tǒng)能對防盜報警系統(tǒng)進行集中管理和控制?；诖隧椧?guī)定，住宅防盜防火系統(tǒng)實現(xiàn)智能化勢在必行。1.設計要求與總體方案1.1系統(tǒng)設計任務設計并制作一個手機報警的家庭安全信息監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對家庭防盜、防火、防氣體泄露、病人求助等遙控測探，并且當出現(xiàn)意外情況時實施報警。該系統(tǒng)由一個監(jiān)測終端和多個探測節(jié)點組成。1.2系統(tǒng)需求分析本文設計充分考慮了家庭安全防盜的需求，是針對家庭安全防盜設計的一款經(jīng)濟適用型的家庭安全防盜報警系統(tǒng)。其主要工作是介紹基于AT89S52單片機、GSM短信模塊的選型，以及系統(tǒng)硬件的設計，從系統(tǒng)總體設計方案開始到各功能模塊的特點，全方位系統(tǒng)的介紹了家庭安全報警系統(tǒng)的工作原理及應運方向。本文所要介紹的智能檢測報警系統(tǒng)，正是在智能住宅蓬勃發(fā)展的背景下，為了滿足用戶對安全的強烈要求，而設計并開發(fā)的。系統(tǒng)的首要任務是根據(jù)住宅小區(qū)的類型、使用功能及防護風險等要求，為保障小區(qū)人身財產(chǎn)安全，通過運用多種傳感器探測、GSM通信系統(tǒng)及計算機等技術綜合形成智能報警系統(tǒng)，從而達到保障小區(qū)安全的目的。其次單片機作為一種可靠而成熟的一種集成電路芯片,可以對多種模塊數(shù)據(jù)進行處理傳導,本文利用AT89S52單片機進行設計,再利用其他簡易模塊設計出基本安測模塊系統(tǒng)達到目的.

2.設計方案2.1系統(tǒng)的總體構成該系統(tǒng)主要由8個模塊實現(xiàn)系統(tǒng)功能，其模塊分別是：主控單片機模塊、GSM短信模塊、紅外監(jiān)測傳感器模塊、無線遙控模塊、聲光報警模塊、顯示模塊、按鍵模塊、時鐘模塊以及電源模塊。各個模塊以單片機為核心對各個情況進行處理，實現(xiàn)家庭防盜報警?？傮w的工作過程為：傳感器實時監(jiān)測家中情況，有險情發(fā)生時，通過GSM網(wǎng)絡向用戶手機發(fā)送提示信息，同時聲光報警模塊工作，發(fā)出報警聲音，顯示模塊時刻顯示家庭報警系統(tǒng)的的工作狀況如家中的可燃氣體狀況、實時時鐘顯示等，便于戶主隨時監(jiān)控。系統(tǒng)構成如圖1圖1為(簡易系統(tǒng)設計)

2.2系統(tǒng)工作模式GSM短信模塊時鐘模塊聲光報警模塊顯示模塊本系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能是利用利用傳感器檢測模塊檢測家中安全狀況，通過各個模塊實現(xiàn)家庭安防監(jiān)控，設置溢出值及閾值在危險發(fā)生的可控時間內(nèi)提供預警提示，再而利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡使用高速信息傳遞向家庭主人發(fā)送實時信息及等其他預警信息，同時利用單片機驅動報警信號。下面章節(jié)我將對各個重要模塊進行介紹和說明。3.系統(tǒng)主要模塊工作描述3.1主控單片機模塊本文選取的主控單片機芯片為AT89C52，這是一款由ATMEL公司生產(chǎn)的高性能CMOS8位的單片機，內(nèi)部構成和MCS-51系列單片機基本相同

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AT89C52單片機為40引腳的DIP封裝，其價格低廉、功耗低保密性強，應運方便靈活?？梢允褂肒eil工具進行程序燒寫及仿真，使用相當方便，且由于本人尚處于學習研究階段，實際操作等各方面水平有限，所接觸多為簡易單片機為主，AT89C52單片機的資料可以很方便的獲取，便于自身學習與提高，所以AT89C52為本系統(tǒng)的最佳選擇。AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含8kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。3.1.1AT89C52單片機基本結構說明圖2為：（AT89C52的內(nèi)部結構）AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。3.1.2GSM短信模塊GSM稱為全球移動通信系統(tǒng)，從1993年在我國開始商用，至今已有二十余年的歷史[。在過去的二十年里，GSM網(wǎng)絡速度發(fā)展驚人，隨著GSM網(wǎng)絡規(guī)模的高速發(fā)展，人們利用無線通信監(jiān)測設備檢測家庭情況的需求也越來越高，因此利用GSM網(wǎng)絡無線監(jiān)測防盜是當今發(fā)展的趨勢。本文設計中利用GSM模塊，進行手機控制的門禁系統(tǒng)、工程系統(tǒng)操作、家庭安防檢測等。本系統(tǒng)利用單片機讓GSM模塊自動向家庭手機戶主發(fā)送實行短信信息，GSM模塊嵌入手機SIM卡，本設計擬定使用TC35I模塊進行控制。3.1.3傳感器監(jiān)測模塊傳感器監(jiān)測模塊主要實現(xiàn)的功能是時刻監(jiān)測家中情況，即是否有人非法闖入或家中是否發(fā)生火災等。這兩個功能的實現(xiàn)主要是通過傳感器檢測部分完成，紅外傳感器檢測是否有人非法入侵，煙霧傳感器檢測家中是否發(fā)生火災，所以下面將重點介紹著兩種傳感器及硬件電路實現(xiàn)過程。3.1.4外來非法入侵報警報警模塊外來非法入侵報警報警模塊硬件電路設計思路是：首先熱釋電傳感器通過菲涅爾透鏡檢測人體信號，然后將檢測到的信號進行信號處理，最后再將處理后的信號送入單片機的一個I/O口（P1.1）,單片機采用查詢方式監(jiān)測各個I/O口，如果I/O口電平發(fā)生變化，則進入相應的中斷程序，向用戶手機發(fā)送報警提示信息。圖3為：菲涅爾透鏡檢測熱釋電紅外傳感器實物及內(nèi)部電路示意圖圖4為：菲涅爾透鏡原理模式

外來非法入侵檢測電路，即熱釋電傳感器信號處理電路，這個模塊電路是核心部分。信號處理后送入單片機即可，單片機通過響應信號處理，進入單片機中斷程序，在中斷程序中通過GSM模塊向戶主發(fā)送短信消息，同時啟動本地的報警提示裝置。其原理在于感應設備持續(xù)接收檢測區(qū)域是否有人體紅外線的產(chǎn)生，并將實時接收的信號轉化為電壓信號傳至單片機，信號在檢測區(qū)域未檢測出紅外信號其性質是實時穩(wěn)定的，當有不穩(wěn)定信號進入傳感器，其電信號會轉化成單一脈沖進行預警信息由GSM系統(tǒng)傳至用戶。原理圖所示：單片機信號處理熱釋電紅外線傳感器菲涅爾透鏡系統(tǒng)紅外線人體檢測信號單片機信號處理熱釋電紅外線傳感器菲涅爾透鏡系統(tǒng)紅外線人體檢測信號圖33.1.5危害氣體檢測模塊本模塊設計的思路是：通過煙霧傳感器檢測芯片檢測家中煙霧含量，通過信號電路，將處理后的信號送入到單片機的一個I/O，單片機通過查詢的方式檢測其I/O口情況，一旦檢測到該I/O口電平發(fā)生變化，則立即進入中斷響應程序，通過GSM模塊向用戶手機發(fā)送報警信號，同時啟動家庭報警提示裝置。例如家中危險氣體泄漏的安全隱患，我設計使用氣體傳感器采用MQ-2煙霧傳感器。其的特點是對可燃性氣體有很高的敏感度，適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷氣體的探測，并且家用燃氣是有甲烷，丁烷以及少量的丙烷夠成，對于本次設計更有利，如果本裝置放在家庭廚房中，不僅可以檢測天然氣是否泄漏，也能可作為火災報警器。于是本設計的氣體傳感器決定用MQ-2傳感器。MQ-2/MQ-2S氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2)。當傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。MQ-2傳感器可將燃氣體轉變成控制信號輸出，從而達到檢測預計的目的。3.1.6無線遙控模塊在這個系統(tǒng)中，防盜報警模塊傳感器對主人與盜賊的感應相同，即無法區(qū)分主人與盜賊，因此所以需要設計一個便攜式按鍵模塊，即無線遙控模塊，這個模塊設置兩個按鈕，A鍵和B鍵。當主人在家時，按下A鍵讓防盜模塊停止工作，而家中無人時，按下B鍵讓防盜模塊工作。為了實現(xiàn)對系統(tǒng)的人性化設計，通過對本模塊的按鈕設置，來控制防盜報警模塊的關斷，A鍵按鈕用于布防，B鍵按鈕用于撤防。無線遙控模塊為便攜式裝置，便于戶主隨時攜帶，所以將會涉及到兩個部分電路：發(fā)送電路和接收電路。無線遙控模塊電路由兩部分組成：發(fā)射模塊（編碼電路）與接收模塊（接收電路）。接收模塊芯片使用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼。實現(xiàn)兩模塊之間的通信，3.1.7聲光報警模塊當家中有人非法入侵或發(fā)生火災時，如果戶主遠在千里之外或有事無法及時處理家中的狀況，這時家中的聲光報警電路模塊就顯得尤為重要。家中發(fā)生突發(fā)狀況，報警模塊發(fā)出報警聲音，可以及時通知小區(qū)保安或鄰居，以便在最短的時間處理家中發(fā)生的狀況，將損失降到最少。作者擬定使用聲光報警電路，由揚聲器、發(fā)光二極管和555定時器三大部分構成。在本設計中，555定時器是一個低頻多諧振蕩器，555定時器5腳電壓控制入端與單片機I/O端口連接到單片機的控制信號，P2.0引腳輸出。家中發(fā)生火災或有人非法入侵時，單片機通過中斷程序使P2.0管腳輸出高電平，即P2.0=1，此時555輸出脈沖震蕩頻率較高，該脈沖經(jīng)過電容器C9輸送到揚聲器上，揚聲器交替發(fā)出高低兩種叫聲，同時5腳輸出的脈沖信號（間隔為一秒）通過電阻R15與發(fā)光二極管相連，二極管發(fā)光閃爍，實現(xiàn)了聲光同時報警，只有在按復按鈕和開關鍵鍵時才停止。同理可知，當家中一切狀況正常時，單片機P2.0腳輸出低電平，555定時器不工作，聲光報警模塊不會發(fā)出聲光報警信號。

利用上述6個檢測模塊,一個AT89S52單片機控制模塊進行家庭智能安防測試,通過模塊的檢測數(shù)據(jù)利用GSM模塊進行短信實時監(jiān)控,確保家庭戶主能夠在戶外實時獲悉家庭情況,并對可能發(fā)生的危機情況提前進行報警,本系統(tǒng)僅僅為單一的測試系統(tǒng),受限作者有限的知識,其實智能安防更加可以利用視頻監(jiān)控系統(tǒng),門禁控制系統(tǒng),更有可對智能家具系統(tǒng)進行控制達到更科學智能的模式保證家庭居住安全.4.結論本文圍繞家庭安全報警系統(tǒng)設計了一個基于GSM短信模塊的家庭安全報警裝置，并從硬件和軟件兩個部分來介紹裝置實現(xiàn)功能。報警系統(tǒng)主要由7個模塊組成分別為主控單片機模塊、GSM短信模塊，傳感器監(jiān)測模塊，外來非法入侵報警報警模塊，危害氣體檢測模塊，無線遙控模塊，聲光報警模塊。各個模塊以AT89C52單片機為核心，通過單片機的I/O等串口來實現(xiàn)家庭防盜報警。總體的工作過程為：外來非法入侵報警報警模塊實時監(jiān)測家中情況，檢測是否有竊賊入侵盜竊，家中竊賊入侵時，啟動傳感器模塊中斷程序，通過單片機向戶主手機發(fā)送報警提示信息，同時啟動聲光報警模塊，進行本地聲光報警，引起小區(qū)保安或鄰居的注意，以便在第一時間處理家中情況；危害氣體檢測模塊主要檢測家中煙霧含量，有火災發(fā)生時，傳感器將會檢測到煙霧變化，單片機通過GSM網(wǎng)絡向用戶手機發(fā)送提示信息，同時聲光報警模塊工作，發(fā)出報警聲音；雖然我在做本論文之前已經(jīng)做了大量的準備工作，而且在設計本論文時請教了老師，但是由于我知識有限，所以本論文肯定會有很多不足與缺點，下次我一定會更加