基于單片機的智能家居系統設計論文范文

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1設計思想

（1）家居安全防盜報警對陌生人入侵、空調室外機被盜等情況及時發現，語音警告，短信通知主人。

（2）家居溫度濕度控制對環境的溫濕度測量監控，并在設置的相應模式下進行報警等。

（3）家居氣體質量監測空氣質量、有害氣體檢測，火災等室內參數檢測，并在設置的相應模式下進行報警等。

（4）家居遠程無線控制存在安全隱患時，如主人外出時忘記關閉煤氣閥門或家中用電設備等，立刻通過GSM模塊發送短信通知主人。

2方案設計

2.1整體方案框圖

本系統采用51平臺，系統主控制器由STC公司的15F2K61S2單片機構成，顯示模塊為液晶LCD12864，無線通信模塊為SIM800E，由15F2K61S2單片機通過各種傳感器數據的采集，從而根據系統程序的設定完成數據的處理、各模塊的通信和控制等。

2.2硬件設計

（1）家居安全防盜報警當家中有人時，在門上設置電磁開關、在窗戶玻璃設置探測器、紅外探測設備、紅外人體感應模塊、聲光報警器、視頻監控設備等，當家人出門后，防盜報警設備均開啟設防。當有非法侵入時，觸發人體感應傳感器，家庭控制器發出聲光報警信號，并且在12864液晶屏上面顯示報警，同時通過GSM短信通知家人及小區物業管理部門，另外，通過程序可設定報警裝置的等級和報警器的靈敏度。

（2）家居溫度濕度控制包含溫度傳感器、濕度傳感器。可以獲得環境的溫度、濕度。為了獲得精確的濕度、氣壓和溫度數據，我們分別選用了DHT11濕度傳感器和DS18B20溫度傳感器，DHT11濕度模塊也可以輸出溫度數據，但是精度較差，為此我采用DS18B20溫度傳感器進行溫度的采集，電路連接圖如圖4。

（3）家居氣體安全監測當室內有害氣體超過正常標準時,它將通過傳感器向主控制器發出報警信號。因為有害氣體分布不同，密度大于空氣的氣體，感應器放在氣體源的下方。密度小于空氣的氣體，感應器放在氣體源的上方，則在家里設置多個有害氣體傳感器作為檢測源，例如：當采集到煤氣泄露時，聲光報警啟動。綜合考慮，選擇MQ-2氣體傳感器，當傳感器所處環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氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想，這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應用的低成本傳感器，而MQ-2傳感器已經封裝成模塊，使用起來更加便捷設計要求符合。（圖5）

（4）家居遠程無線控制遠程無線控制采用SIM800E，模塊的工作電壓為3.3—5.5V,可以工作在EGSM900MHz和DCS1800MHz兩個頻段,所在頻段功耗分別為2w(900M)和1w(1800M)，GSM模塊具有基于GSM網絡進行通信的所有基本功能，模塊有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、以及2.4k,4.8k,9.6k的非透明模式。對SIM800E的操作均采用AT指令，其包括GSM語音和短消息的控制。根據AT指令的GSM07.05標準，發送或接受中文或中英文的混合短信息必須采用PDU模式，如果只是傳送英文和數字信息，采用TEXT模式，其工作流程圖如7所示。

3結束語

本文所設計的智能家居系統使用15F2K61S2單片機作為主控制器，結合多種傳感器、顯示模塊、以及無線通信模塊，通過本系統實現了簡單的家居安防和遠程控制、對火災有害氣體、非法入侵進行報警，讓家居更安全方便。其主要特點有成本低，功能實現簡單、性能優良、適用范圍廣、安全可靠等優點，可以廣泛應用于家庭住宅中，具有廣泛的應用前景。

作者：李文韜單位：西安翻譯學院