标题 | 基于单片机的室内智能系统设计 |
范文 | 摘?要:本次设计是以?STC89C52单片机为控制核心设计的一款室内智能系统,用于远程室内安全监控。此系统由单片机最小的系统、电源电路、烟雾检测电路、红外检测电路、按键电路、GSM收发短信电路及显示电路等组成。利用LCD显示屏显示当前室内的安全状态,也可通过按键控制系统报警。 关键词:单片机;GSM通信;安防;LCD显示 本设计下的室内智能系统不仅制作简单,操作方便,而且功能齐全,能满足基本突发事件的报警。并且在STC89C52控制下的控制电路占空间小,隐蔽性强,能够满足现代家庭装修美观大方的特点。最后,设计成本低,不仅单片机芯片属于价格便宜,液晶12864也是同类产品中价廉物美的产品。 1?系统设计框架 根据总体方案的分析,本次设计的硬件总设计框图设计为如图1所示,本设计主要由七个模块组成,包括STC89C52单片机控制模块、GSM通信模块、12864液晶显示模块、MQ2烟雾传感器模块、红外传感器模块、按键模块、电源模块组成。 2?硬件模块设计 本次GSM模块采用的是TC35I新版西门子工业GSM模块,是一个支持中文短信息的工业级GSM模块,工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为直流3.3~4.8V,电流消耗——休眠状态为3.5MA,空闲状态为25MA,发射状态为300MA(平均),2.5A峰值;可传输语音和数据信号,功耗在EGSM900(4类)和GSM1800(1类)分别为2W和1W,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。 TLED为600MS亮/600MS熄时,表明SIM卡没有插入或TC35I正在进行网络登录;当LED为75MS亮/3S熄时,表明TC35I已经登录进网络,处于待机状态。 30、31、32脚为控制脚,其中30为RTCBACKUP,31为POWER?DOWN,32为SYNC。 35~38为语音接口,35、36接扬声器放音。37、38可以直接接驻极体话筒来采集声音(37是话筒正端,39是话筒负端)。 GSM模块与计算机的通信协议是一些AT指令集,其中AT指令是以AT为开头,字符为结尾的字符串,AT指令的响应数据包在。每条指令执行成功与否都有相应的返回程序。对于其他意外信息比如有人拨号,线路上没有信号,等等,模块也会做出一些相应的信息提示,而此接收端可以据此迅速处理。 3?系统软件设计 程序循环检测连接烟雾传感器的I/O接口,检测到数据后对数据进行判断,如果不是触发信号就继续检测接口;如果是触发信号则开启蜂鸣器向室内人员报警,调用LCD显示函数将火灾预警显示到显示器上,调用GSM通信函数远程向外出人员报警。具体程序如下: if(key1==0)?//检测烟雾传感器是否触发 { Delay_Xms(10);?//取消抖动 if(key1==0) { bell=0;?//警铃报警 clearBuff(); v_Lcd12864PutString_f(2,1,“发生火灾”);?//显示屏显示报警 SendUDPMessage(CALL_YOU_TELNUMBER,SEND_MESSA_CY,Print_Str); //发送报警短信 key1=1; } } 程序循环检测连接按键的I/O接口,检测到按键按下则开启蜂鸣器向室内人员报警,调用LCD显示函数将有人闯入显示到显示器上,调用GSM通信函数远程向外出人员报警。具体程序如下: if(key2==0)?//判断按键是否触发 { Delay_Xms(10);?//取消抖动 if(key2==0) { bell=0;?//警铃报警 clearBuff(); v_Lcd12864PutString_f(2,3,“救命救命”);?//显示屏显示报警 SendUDPMessage(CALL_YOU_TELNUMBER,SEND_MESSA_CA,Print_Str);?//发送报警短信 key2=1; } } 4?系统调试与仿真 本次仿真通过proteus软件对系统进行仿真,由于软件的元件库内元件种类有限,所以只对部分功能进行了仿真。本次主要实现了对控制模块、警铃模块及显示模块的仿真。本次仿真通过高低电平来模拟传感器的触发,通过蜂鸣器来实现警铃报警,将警报情况显示到LCD显示器上。 当单片机不同的引脚被触发时,LCD会显示出不同的报警信息,当P1.2引脚被触发时,LCD显示火灾报警信息;当P1.4引脚被触发时,LCD显示有人闯入报警信息;当P1.3引脚被触发时,LCD显示室内求救报警信息。同时,只要有触感器触发,蜂鸣器便会报警。 打开电源开关,单片机启动开始初始化,首先完成与GSM通信模块的连接注册信息到基站,然后打开LCD显示,显示初始内容,进入循环检测传感器状态。等到传感器接收到异常信号触发,单片机会根据不同触发器的触发完成相应的指令,如烟雾传感器触发,单片机会打开蜂鸣器,向室内人员报警,再显示烟雾警报信息到显示屏,最后发送报警短信给用户,以保证用户即使出门在外也可第一时间知道室内安全情况。如果是室内人员不小心自己出发了警报,用户也可通过发送短息进行控制警报。 本设计下的室内智能系统不仅制作简单,操作方便,而且功能齐全,能满足基本突发事件的报警。并且在STC89C52控制下的控制电路占空间小,隐蔽性强能够满足现代家庭装修美观大方的特点。最后,设计成本低,不仅单片机芯片属于价格便宜,液晶12864也是同类产品中价廉物美的产品。 5?结论 本款设计最终以单片机STC89C52为主控制芯片,实现了将从传感器接收到的信号处理转化发送给其他模块。具体实现如下:利用STC89C52单片机接收烟雾传感器和人体热释电传感器接收到的信号,蜂鸣器发出蜂鸣,液晶显示屏显示提示发生的突发事件种类,通信模塊发送报警短信给家人。最后,复位整个系统,还原状态。通过系统的整合,使整个系统的安装和调试更加系统,减少重复投资,降低安装和调试的费用,生产物美价廉的产品,使智能家居得到更好的普及,使智能家居走入一般人家,向“平民化”转变。 参考文献: [1]张家田,董秀莲.单片机控制系统的设计与调试方法[J].现代电子技术,2002(09):47. [2]李欣.基于无线传感器网络的智能安防系统研究[D].山东建筑大学,2012. [3]刘兵.基于单片机的家庭报警系统的研究与设计[D].山东大学,2015. [4]蔡美琴,等.MCS51系列单片机系统及其应用[M].第二版.北京:高等教育出版社,2004. [5]侯岱云.智能化住宅小区系统配置的探讨[J].山东建材学院学报,2000,14(4):354355. [6]王秋爽,曾昭龙,等.单片机开发基础与经典设计实例[M].北京:机械工业出版社,2008. 作者简介:石运栋(1995—?),男,汉族,山东临沂人,硕士,研究方向:控制工程。 |
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