基于单片机的室内智能安全系统设计

摘要

随着社会的快速发展和人们物质生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求越来越高。在室内安全日益受到重视的今天，以室内安全理念为基础的家居产品也逐渐走进我们的生活。本系统是由单片机系统、数据信息采集模块、LCD显示模块、报警电路和GSM通信模块组成，是一个对家庭住宅进行基本环境及安防监测的模型系统。其中包括对监测区域内的人体感应、温度、湿度、可燃气体浓度、火情进行实时监测，当被测区域发生各种突发性事件时，室内蜂鸣器报警，系统通过GSM模块向预先设置的手机发送信息，以便用户及时做出应对措施。用户也可以通过GSM模块查询室内实时信息。本系统在开发软件KeilC51中进行程序编写，仿真软件Proteus中进行分析调试，通过进行联合仿真实验，实现了室内安全监测系统的基本功能。能够有效保证使用者的人身和财产安全，具有较高的实用价值。

关键词：室内安全；单片机；安全监测；报警

系统方案设计

2.1 系统方案及框图
本系统设计结构框图如图2-1：

图2-1系统框图

系统硬件电路设计分析

3.1 核心控制单元设计
本系统设计的主控芯片为AT89C52型单片机，是室内监测系统的核心部分,可以连接硬件各模块，实现本系统设计的功能。
（1）AT89C52单片机概述AT89C52是一种8位低电压微控制器，芯片包含8K只读存储器（ROM）和256位随机存取存储器（RAM），采用ATMEL高精度非易失性存储技术生产。其结构框图如图3-1所示。

图3-1AT89C52结构框图

系统软件设计

4.1 系统主程序设计
本系统设计主要包含有火灾检测、可燃性气体检测、人体非正常入室检测、以及温湿度检测，各传感器采集的数据信息发送给核心控制器，判断是否需要进行报警，如需报警处理，则单片机会将报警信息分别发送给蜂鸣器和GSM模块。蜂鸣器发声，GSM模块发送报警信息给户主，户主也可以通过发送信息查询室内情况。程序流程图图4-1

图4-1系统主程序流程图
4.2 数据信息采集模块软件设计
人体热释电在家中无人时，程序启动，检测到有人非正常状态进入室内，会反馈信息到核心控制器，核心控制器控制发送报警信息，蜂鸣器报警，GSM模块发送警情信息给户主。（如图4-2）

图4-2非正常入室报警子程序流程图

系统设计仿真调试

5.1 硬件设计仿真
硬件部分的设计仿真使用软件PROTEUS，世界上唯一集成电路仿真软件、PCB设计软件和模拟软件仿真软件合一的EDA工具软件。。
我们对本系统设计使用的元器件主要有单片机AT89C52、人体红外热释电传感器、可燃气体探测器、红外光检测型火光报警传感器、DHT11温湿度传感器、LCD1602液晶显示屏、DS1302时钟芯片、TC35i模块以及5V直流型蜂鸣器。
由于软件PROTEUS中没有人体红外热释电传感器，可燃气体探测器，红外光检测型火光报警传感器及TC35i模块。硬件部分设计使用ADC0832模块来替换人体红外热释电传感器，通过检测滑动变阻器的电压值来模拟可燃气体在空气中的百分比。用ADC0832模块来替换可燃气体探测器，当检测到的值小于128时将红外标志位清0表示没人，否则将标志位置1。用ADC0832模块来替换红外光检测型火光报警传感器，当检测到的值小于128时将火灾标志位清0表示没有火灾，否则将标志位置1，表示发生火灾。用仿真软件里面的模拟终端来代替TC35i模块。硬件电路连接如图（5-1）

图5-1硬件电路连接图

总结

我在设计过程中学习了室内安全以及智能家居等方面的专业知识，了解了许多以前学习生活中没有接触学习过的专业知识，并且把所学习到的相关专业知识运用到了实际操作中,使我的能力得到了巨大提升。本次系统设计中所使用到的各种传感器和技术在当前社会都已经很成熟和完善。当室内发生某种突发情况时,警情信息可以被传感器迅速地采集到,然后及时将这些警情信息传输并发送到微控制器,微控制器将警情信息通过GSM网络发送给预先为设置好的联系人,全部的过程只有短短几秒,却能够做到让我们及时准确地了解住宅内部可能发生的具体信息,让我们快速做出相应的解决对策,以防给我们的生命财产安全造成不可估量的损害。
在现实生活中,一套成熟完善的室内安全监测系统,是集传感器、微型计算机、自动检测技术、无线网络通信技术、计算机控制于一体的产品,通过先进的智能化方式进行管理,解决室内安全问题。在当今时代快节奏的生活中,人们对于室内安全这方面越来越重视,已经有越来越多人通过移动终端开始对家中所有事务都进行了检测和自动化的控制。
可以说室内安全和智能家居这一新概念是时代技术发展下的新产物,是现代社会人们不断改善和提高的物质生活，和社会经济飞速发展下的产物,室内安全及智能家居的高效性可以帮助现代社会的人们在繁忙的工作和生活中，能够随时随地查看家中的情况,改善了现代人的生活压力。
虽然中国在这方面还处于发展状态，和发达国家相比还存在着不小的差距。但随着我们的高速发展，经过我们的努力，中国会迎头赶上，走在世界的前沿。

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