基于單片機的室內(nèi)智能系統(tǒng)設(shè)計

摘?要：本次設(shè)計是以?STC89C52單片機為控制核心設(shè)計的一款室內(nèi)智能系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程室內(nèi)安全監(jiān)控。此系統(tǒng)由單片機最小的系統(tǒng)、電源電路、煙霧檢測電路、紅外檢測電路、按鍵電路、GSM收發(fā)短信電路及顯示電路等組成。利用LCD顯示屏顯示當(dāng)前室內(nèi)的安全狀態(tài)，也可通過按鍵控制系統(tǒng)報警。

關(guān)鍵詞：單片機;GSM通信;安防;LCD顯示

本設(shè)計下的室內(nèi)智能系統(tǒng)不僅制作簡單，操作方便，而且功能齊全，能滿足基本突發(fā)事件的報警。并且在STC89C52控制下的控制電路占空間小，隱蔽性強，能夠滿足現(xiàn)代家庭裝修美觀大方的特點。最后，設(shè)計成本低，不僅單片機芯片屬于價格便宜，液晶12864也是同類產(chǎn)品中價廉物美的產(chǎn)品。

1?系統(tǒng)設(shè)計框架

根據(jù)總體方案的分析，本次設(shè)計的硬件總設(shè)計框圖設(shè)計為如圖1所示，本設(shè)計主要由七個模塊組成，包括STC89C52單片機控制模塊、GSM通信模塊、12864液晶顯示模塊、MQ2煙霧傳感器模塊、紅外傳感器模塊、按鍵模塊、電源模塊組成。

2?硬件模塊設(shè)計

本次GSM模塊采用的是TC35I新版西門子工業(yè)GSM模塊，是一個支持中文短信息的工業(yè)級GSM模塊，工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，電源范圍為直流3.3～4.8V，電流消耗——休眠狀態(tài)為3.5MA，空閑狀態(tài)為25MA，發(fā)射狀態(tài)為300MA（平均），2.5A峰值;可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號，功耗在EGSM900（4類）和GSM1800（1類）分別為2W和1W，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。

TLED為600MS亮/600MS熄時，表明SIM卡沒有插入或TC35I正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄;當(dāng)LED為75MS亮/3S熄時，表明TC35I已經(jīng)登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機狀態(tài)。

30、31、32腳為控制腳，其中30為RTCBACKUP，31為POWER?DOWN，32為SYNC。

35～38為語音接口，35、36接揚聲器放音。37、38可以直接接駐極體話筒來采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負(fù)端）。

GSM模塊與計算機的通信協(xié)議是一些AT指令集，其中AT指令是以AT為開頭，字符為結(jié)尾的字符串，AT指令的響應(yīng)數(shù)據(jù)包在。每條指令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回程序。對于其他意外信息比如有人撥號，線路上沒有信號，等等，模塊也會做出一些相應(yīng)的信息提示，而此接收端可以據(jù)此迅速處理。

3?系統(tǒng)軟件設(shè)計

程序循環(huán)檢測連接煙霧傳感器的I/O接口，檢測到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果不是觸發(fā)信號就繼續(xù)檢測接口;如果是觸發(fā)信號則開啟蜂鳴器向室內(nèi)人員報警，調(diào)用LCD顯示函數(shù)將火災(zāi)預(yù)警顯示到顯示器上，調(diào)用GSM通信函數(shù)遠(yuǎn)程向外出人員報警。具體程序如下：

if（key1==0）?//檢測煙霧傳感器是否觸發(fā)

{

Delay_Xms（10）;?//取消抖動

if（key1==0）

{

bell=0;?//警鈴報警

clearBuff（）;

v_Lcd12864PutString_f（2，1，“發(fā)生火災(zāi)”）;?//顯示屏顯示報警

SendUDPMessage（CALL_YOU_TELNUMBER，SEND_MESSA_CY，Print_Str）;

//發(fā)送報警短信

key1=1;

}

}

程序循環(huán)檢測連接按鍵的I/O接口，檢測到按鍵按下則開啟蜂鳴器向室內(nèi)人員報警，調(diào)用LCD顯示函數(shù)將有人闖入顯示到顯示器上，調(diào)用GSM通信函數(shù)遠(yuǎn)程向外出人員報警。具體程序如下：

if（key2==0）?//判斷按鍵是否觸發(fā)

{

Delay_Xms（10）;?//取消抖動

if（key2==0）

{

bell=0;?//警鈴報警

clearBuff（）;

v_Lcd12864PutString_f（2，3，“救命救命”）;?//顯示屏顯示報警

SendUDPMessage（CALL_YOU_TELNUMBER，SEND_MESSA_CA，Print_Str）;?//發(fā)送報警短信

key2=1;

}

}

4?系統(tǒng)調(diào)試與仿真

本次仿真通過proteus軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，由于軟件的元件庫內(nèi)元件種類有限，所以只對部分功能進(jìn)行了仿真。本次主要實現(xiàn)了對控制模塊、警鈴模塊及顯示模塊的仿真。本次仿真通過高低電平來模擬傳感器的觸發(fā)，通過蜂鳴器來實現(xiàn)警鈴報警，將警報情況顯示到LCD顯示器上。

當(dāng)單片機不同的引腳被觸發(fā)時，LCD會顯示出不同的報警信息，當(dāng)P1.2引腳被觸發(fā)時，LCD顯示火災(zāi)報警信息;當(dāng)P1.4引腳被觸發(fā)時，LCD顯示有人闖入報警信息;當(dāng)P1.3引腳被觸發(fā)時，LCD顯示室內(nèi)求救報警信息。同時，只要有觸感器觸發(fā)，蜂鳴器便會報警。

打開電源開關(guān)，單片機啟動開始初始化，首先完成與GSM通信模塊的連接注冊信息到基站，然后打開LCD顯示，顯示初始內(nèi)容，進(jìn)入循環(huán)檢測傳感器狀態(tài)。等到傳感器接收到異常信號觸發(fā)，單片機會根據(jù)不同觸發(fā)器的觸發(fā)完成相應(yīng)的指令，如煙霧傳感器觸發(fā)，單片機會打開蜂鳴器，向室內(nèi)人員報警，再顯示煙霧警報信息到顯示屏，最后發(fā)送報警短信給用戶，以保證用戶即使出門在外也可第一時間知道室內(nèi)安全情況。如果是室內(nèi)人員不小心自己出發(fā)了警報，用戶也可通過發(fā)送短息進(jìn)行控制警報。

本設(shè)計下的室內(nèi)智能系統(tǒng)不僅制作簡單，操作方便，而且功能齊全，能滿足基本突發(fā)事件的報警。并且在STC89C52控制下的控制電路占空間小，隱蔽性強能夠滿足現(xiàn)代家庭裝修美觀大方的特點。最后，設(shè)計成本低，不僅單片機芯片屬于價格便宜，液晶12864也是同類產(chǎn)品中價廉物美的產(chǎn)品。

5?結(jié)論

本款設(shè)計最終以單片機STC89C52為主控制芯片，實現(xiàn)了將從傳感器接收到的信號處理轉(zhuǎn)化發(fā)送給其他模塊。具體實現(xiàn)如下：利用STC89C52單片機接收煙霧傳感器和人體熱釋電傳感器接收到的信號，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴，液晶顯示屏顯示提示發(fā)生的突發(fā)事件種類，通信模塊發(fā)送報警短信給家人。最后，復(fù)位整個系統(tǒng)，還原狀態(tài)。通過系統(tǒng)的整合，使整個系統(tǒng)的安裝和調(diào)試更加系統(tǒng)，減少重復(fù)投資，降低安裝和調(diào)試的費用，生產(chǎn)物美價廉的產(chǎn)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”轉(zhuǎn)變。

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作者簡介：石運棟（1995—?），男，漢族，山東臨沂人，碩士，研究方向：控制工程。