安全智能家居監(jiān)控系統(tǒng)doc

本文格式為Word版，下載可任意編輯——安全智能家居監(jiān)控系統(tǒng)doc安好智能家居監(jiān)控系統(tǒng)作品類型②微操縱器MCU開發(fā)應(yīng)用類安好智能家居監(jiān)控系統(tǒng)摘要本系統(tǒng)以單片機C8051F340為操縱中心，運用ZYMQ-4氣敏傳感器構(gòu)造了自然氣報警排險電路；

運用MQ-2煙霧傳感器構(gòu)建了煙霧報警更新室內(nèi)空氣電路，并結(jié)合熱敏電阻構(gòu)建了火災(zāi)報警電路；

運用門磁開關(guān)構(gòu)造了門磁報警電路；

同時還建立了電話報警系統(tǒng)。實現(xiàn)了室內(nèi)家居的安好化，便利化。此外，我隊還利用PCF8563時鐘芯片和LCD，使LCD實時的顯示時鐘信號。

關(guān)鍵字單片機操縱，報警系統(tǒng)，繼電器操縱AbstractThesystemuseMCUC8051F340asthecontrolcenterpart,usingZYMQ-4gassensorresponsibleforriskofnaturalgasalarmcircuit;theuseofMQ-2smokesensorsbuiltsindooraircircuitsmokealarmrefreshes,combinedwiththermistorbuiltfirealarmcircuit;useMagneticstructureofthedoormagneticalarmswitchcircuit;atthesametimeestablishedatelephone.Implementationoftheindoorhomesecurityandfacilitation.Inaddition,ourteamalsousedthePCF8563clockchipandLCD,tomakeLCDdisplayreal-timeclocksignal.KeywordsMCUcontrolalarmsystemrelaycrontrol26一、引言1、意義隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進展，人們生活水平不斷提高，我們的生活質(zhì)量也得到了極大的改善，尤其是煤氣的普及使生產(chǎn)效率、市民的生活質(zhì)量得到大幅提升，然而使用燃氣的過程中，因燃氣泄漏、廢氣等理由造成的燃氣爆炸、中毒、火災(zāi)等意外事故時有發(fā)生，給人們的生命和財產(chǎn)安好帶來了嚴重的要挾。因此居家安好問題就受到了社會各界的廣泛關(guān)注，其中，防煤氣泄漏、防火、防盜以及節(jié)能的關(guān)注程度較高，我們就是針對這些問題設(shè)計了一套安好家居系統(tǒng)。

此系統(tǒng)有以下功能（1）對泄漏積聚／分散的可燃氣體或有毒氣體的濃度舉行檢測、報警、關(guān)閉煤氣閥門，由報警接點帶動連鎖裝置自動開啟軸流風(fēng)機，擯棄險情。

（2）對煙霧以及溫度舉行檢測、報警，自動開啟軸流風(fēng)機，更新室內(nèi)空氣。

（3）當(dāng)仆人不在家的時候，可以通過門磁開關(guān)來實現(xiàn)目生人開啟房門和窗戶舉行報警。

（4）以上的系統(tǒng)我們還特意設(shè)計了電話操縱系統(tǒng)，當(dāng)家里有險情展現(xiàn)時，系統(tǒng)會自動電話通知居室仆人，以便實時擯棄險情。

（5）利用實時時鐘芯片和LCD，讓LCD實時顯示時間。

因此，一套包含煤氣報警排險裝置、煙霧報警更新氣體裝置、門磁、窗磁報警裝置、電話報警裝置的系統(tǒng)，是安好家居中的重中之重。

2、技術(shù)要求2.1設(shè)計要求（1）煤氣報警排險裝置采用MQ-4氣體傳感器檢測煤氣濃度，當(dāng)室內(nèi)濃度高于1000pp時，檢測電路賦予單片機信號，單片機操縱繼電器關(guān)閉煤氣閥門，開啟報警器報警，同時操縱軸流風(fēng)機運轉(zhuǎn)，更新室內(nèi)空氣排險。當(dāng)濃度降到正常值時，報警和軸流風(fēng)機均中斷。

（2）煙霧報警更新氣體裝置采用MQ-2煙霧傳感器和熱敏電阻檢測室內(nèi)煙霧濃度以及溫度，當(dāng)檢測煙霧和溫度同時超標(biāo)時，檢測電路賦予單片機信號，操縱報警器報警且同步操縱軸流風(fēng)機運轉(zhuǎn)，更新室內(nèi)空氣，當(dāng)室內(nèi)煙霧濃度降低到正常之時，報警和軸流風(fēng)機均中斷。

（3）門磁、窗磁報警裝置通過門磁開關(guān)5C-31B賦予單片機信號，開啟報警器報警。

（4）煤氣報警排險裝置、煙霧報警更新氣體裝置、門磁、窗磁報警裝置均采用了電話自動報警系統(tǒng)，當(dāng)有險情發(fā)生時，系統(tǒng)會自動通知居室仆人，并報告險情。并且煤氣檢測、煙霧檢測、門磁報警同時舉行，運用單片機采用中斷方式操縱，三者互不影響。

（5）為了合理利用資源，煤氣報警排險裝置、煙霧報警更新氣體裝置、門磁、窗磁報警裝置均采用同一個報警器舉行報警。

（6）LCD顯示的實時時間應(yīng)不展現(xiàn)太大偏差。

2.2可以擴展片面（1）門磁報警裝置可以載入密碼功能，家人進入房間只要在規(guī)定的時間鍵入密碼就不會產(chǎn)生報警。

（2）門磁、窗磁報警裝置在報警的同時開啟攝像頭舉行視頻采集，并將視頻傳輸?shù)骄W(wǎng)上，使得仆人在外地也可以實時了解家中的處境。

（3）另加一個溫度傳感器，讓LCD實時顯示時間的同時，顯示室內(nèi)的溫度。

（3）可以利用濕度傳感器，在外面下雨的時候感知濕度，實現(xiàn)自動關(guān)窗功能，真正做到家居生活的安好化，智能化，健康化，節(jié)能化，便利化。

3、說明（1）本次設(shè)計考慮到煤氣的危害性，故采用和煤氣性質(zhì)一致的自然氣代替其舉行設(shè)計、調(diào)試，所用傳感器應(yīng)對自然氣最敏感。本裝置理論上對二者的檢測報警操縱電路完全一致，在概括務(wù)必用于煤氣檢測時，可以更換對煤氣更敏感的氣體傳感器。

（2）煙霧報警更新氣體裝置本理應(yīng)采用多點測量綜合考慮，但是出于時間的緊迫性，測驗裝置的易操作性，本設(shè)計中只采用一點測量。在現(xiàn)實生活概括利用時，可增加傳感器舉行多點測量。

（3）設(shè)計報告正文中的系統(tǒng)總體框圖、主要流程圖采用word繪制，主要核心電路原理圖采用protel工具軟件繪出。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。

二、系統(tǒng)方案本系統(tǒng)需要設(shè)計煤氣報警排險、煙霧報警更新氣體、門磁、窗磁報警系統(tǒng)三套報警器的裝置和一套定時操縱裝置。設(shè)計的核心問題是檢測到信號后的操縱問題。同時操縱裝置的靈敏性和實時性也是設(shè)計的重點問題。

1.方案設(shè)計概要1.1方案一用模擬器件實現(xiàn)的反應(yīng)操縱系統(tǒng)擾動1.1.1系統(tǒng)原理用模擬器件實現(xiàn)的反應(yīng)操縱系統(tǒng)的經(jīng)典方塊圖如下圖btytut給定裝置反應(yīng)裝置（檢測元件）校正裝置放大元件執(zhí)行元件被控對象操縱器受控對象圖1模擬器件操縱系統(tǒng)的經(jīng)典方塊圖此閉環(huán)操縱系統(tǒng)的經(jīng)典方塊圖各方塊的功能如下（1）給定裝置其功能是給出與期望的被控量相對應(yīng)的系統(tǒng)輸入量。

（2）對比元件其功能是將檢測元件測量到的被控量的實際值，與給定裝置供給的給定值舉行對比，求出它們之間的偏差。

（3）放大元件對比元件通常位于低功率的輸入端，由于供給的偏差信號很微弱，因此務(wù)必由放大元件將其放大，以便推動執(zhí)行機構(gòu)去操縱對象。假設(shè)偏差是電信號，那么可用集成電路和晶閘管等元器件所構(gòu)成的電壓放大器和功率放大器來舉行放大。

（4）執(zhí)行機構(gòu)其功能是執(zhí)行操縱作用并驅(qū)動被控對象，使被控量按照預(yù)定的規(guī)律變化。

（5）檢測元件其功能是測量被操縱的物理量，并將其反應(yīng)到系統(tǒng)輸入端。在閉環(huán)操縱系統(tǒng)中檢測元件及相關(guān)的元器件構(gòu)成系統(tǒng)的反應(yīng)裝置。假設(shè)被測量的物理量是電量，一般用電阻、電位器、電流互感器和電壓互感器等來測量；

假設(shè)被測量的物理量是非電量，通常檢測元件應(yīng)將其轉(zhuǎn)換為電量，以便于處理。

（6）校正裝置校正裝置的功能是對舉行加工處理，以形成適合的操縱作用，從而使系統(tǒng)的被操縱量按預(yù)定的規(guī)律變化。通常在操縱系統(tǒng)中，將校正裝置和放大器組合在一起構(gòu)成一個器件，稱為操縱器。

1.1.2.實現(xiàn)方法為實現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能，系統(tǒng)各模塊的分析實現(xiàn)如下（1）檢測元件由于需要檢測室內(nèi)的煤氣（或煙霧），鮮明，檢測元件應(yīng)選擇氣敏傳感器（或煙霧傳感器），將檢測信號轉(zhuǎn)換為電信號舉行反應(yīng)，（2）對比元件閉環(huán)操縱經(jīng)典系統(tǒng)中的偏差可為正偏差、亦可為負偏差，只要有偏差，操縱器和受控系統(tǒng)均運作，直到偏差接近0為止。這鮮明與本次設(shè)計的技術(shù)要求相違背，所以所選的對比元件只能賦予正偏差，負偏差一切置0。電壓對比器正符合此要求。故對比元件選用電壓對比器較為合理。

（3）給定裝置由電壓對比器知，給定裝置選用一向流電源供給一向流電壓即可，選用一電壓值可調(diào)的恒壓源最為合理。同理可得，檢測元件應(yīng)賦予電壓信號。

（4）操縱器由于電壓對比器賦予一高電平，無法驅(qū)動后續(xù)執(zhí)行機構(gòu)和被控對象，故操縱器應(yīng)選用功率放大器。

（5）受控系統(tǒng)鮮明受控系統(tǒng)應(yīng)為軸流風(fēng)機和蜂鳴器。

由以上分析可得此操縱系統(tǒng)如下恒壓源軸流風(fēng)機蜂鳴器功率放大器傳感器-對比器圖2模擬器件操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng)由上圖可知，首先根據(jù)所需測得室內(nèi)煤氣（或煙霧）濃度的上限值，根據(jù)傳感器特性，將其轉(zhuǎn)化恒定電壓，將此電壓設(shè)定為恒壓源的輸出電壓，當(dāng)室內(nèi)濃度高于濃度上限時，傳感器輸出的電壓高于此設(shè)定電壓，此時電壓對比器輸出高電平，經(jīng)功率放大器放大后，帶動蜂鳴器和軸流風(fēng)機工作，由于軸流風(fēng)機的不斷地向外排氣，室內(nèi)煤氣（煙霧）濃度下降，當(dāng)濃度低于上限值時，傳感器輸出的電壓低于設(shè)定電壓，此時電壓對比器輸出低電平，蜂鳴器和軸流風(fēng)機中斷工作。

1.2方案二利用對比器的單片機操縱（如圖3）1.2.1系統(tǒng)原理單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理才能的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。

單片機又稱單片微操縱器,它不是完成某一個規(guī)律功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當(dāng)于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設(shè)備。概括的講一塊芯片就成了一臺計算機。單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是一些特殊的功能。

所以可以用單片機編寫程序舉行操縱執(zhí)行機構(gòu)的運作。

1.2.2實現(xiàn)方法電壓對比器能夠通過電壓對比，輸出上下電平兩種模式，所以可以根據(jù)單片機的特點，可設(shè)計操縱系統(tǒng)框架如下熱敏電阻火災(zāi)報警系統(tǒng)（MQ-2）門磁窗磁開關(guān)（5C-31B）繼電器軸流風(fēng)機報警電路電磁閥煤氣檢測電路（MQ-4）對比器（LM311）單片機C8051F340電話自動報警系統(tǒng)圖3利用電壓對比器的單片機操縱框架1煤氣（或煙霧）傳感器和熱敏電阻隨時檢測室內(nèi)煤氣（或煙霧和溫度），并轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘杺鹘o對比器，當(dāng)室內(nèi)煤氣（煙霧和溫度）超過設(shè)定的上限值時，經(jīng)過單片機編程操縱蜂鳴器報警，并同時通過繼電器操縱軸流風(fēng)機工作排氣。（煤氣泄漏還要通過繼電器關(guān)掉電磁閥），當(dāng)室內(nèi)氣體濃度降到上限值以下時，關(guān)閉蜂鳴器和軸流風(fēng)機。以達成安好養(yǎng)護和更換室內(nèi)氣體的功能。

門磁、窗磁開關(guān)一向檢測門窗的閉合，若開啟，那么舉行聲光報警。

以上片面一旦有信號輸入單片機，那么單片機遇檢測電話線上有無鈴留信號，若有那么延時持續(xù)檢測，直到無鈴留信號，系統(tǒng)