基于单片机智能家居环境监测系统研究与设计

论文总字数：16589字

摘 要

随着人们生活水平不断提高，人们越来越追求健康、舒适与安全的家居环境。针对这一需求，本文设计一款具备监测家居环境温湿度、烟雾和异常入侵监测与防盗报警功能的智能家居系统。系统分为温湿度检测、烟雾检测和人体检测模块。采用单总线型数字式温湿度传感器DHT11在线监测家居环境的温湿度，为启动空调、加湿器提供决策依据；采用气体传感器MQ-2与ADC0832模数转换器设计烟雾检测模块，对家居环境的火情在线监测，预防火灾的发生；采用HC-SR501模块监测异常入侵，实现防盗报警功能；系统采用STC89C52单片机作为主控芯片，对各参数采集进行预处理和阈值设定，并根据监测到的数据判断是否启动空调、加湿器以及火灾与防盗报警。

关键词：温湿度；烟雾；防盗；智能家居

Abstract: As people"s living standards continue to improve, people are increasingly pursuing a healthy, comfortable and safe home environment. In response to this demand, this paper designs a smart home system with monitoring temperature and humidity, smoke and abnormal intrusion monitoring and anti-theft alarm functions in the home environment. The system is divided into temperature and humidity detection, smoke detection and human detection modules. The single-bus digital temperature and humidity sensor DHT11 is used to monitor the temperature and humidity of the home environment online, providing decision-making basis for starting the air conditioner and humidifier; using the gas sensor MQ-2 and ADC0832 analog-to-digital converter to design the smoke detection module, the fire for the home environment Online monitoring and prevention of fire occurrence; HC-SR501 module is used to monitor abnormal invasion and realize anti-theft alarm function; the system adopts STC89C52 single-chip microcomputer as the main control chip, pre-processing and threshold setting for each parameter acquisition, and based on the monitored data. Determine whether to activate the air conditioner, humidifier, and fire and burglar alarm.

Keywords: Temperature and humidity; smoke; anti-theft; smart home

目录

1 绪论 5

1.1研究背景 5

2功能需求 5

2.1功能模块 5

3系统方案设计 7

3.1单片机选择 7

3.2传感器选择 7

3.3显示器选择 8

3.4防盗检测选择 8

3.5系统构成 8

4 硬件设计 9

4.1主控电路 9

4.2温湿度检测模块 12

4.3 烟雾检测模块 13

4.3.1 A/D转换电路 13

4.3.1 MQ-2烟雾传感器 13

4.5 报警电路 15

4.5.1 灯光报警电路 15

4.5.2 声音报警电路 16

4.6 LCD1602夜晶显示电路 16

4.7红外检测模块 17

5 软件的设计 18

5.1软件介绍 18

5.2系统程序流程 21

6调试结果及结论 23

6.1调试 23

6.2结论 25

致谢 26

参考文献 27

1 绪论

1.1研究背景

智能家居行业具有十分广阔的发展前景，虽然我国智能家居行业处于刚刚发展的阶段，但如果将其真正意义上的推广和实际应用，智能家居行业必然走向其繁荣的发展之路。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，而且提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金，所以为了能更好的控制模拟智能家居，需要实现手动与自动控制相结合，进行各种功能实现。这个设计对现实生活也有一定的意义，所以我们就需要对智能家居进行一定的研究。

为了满足人们的现代生活要求而兴起，智能家居通过物联网技术将火灾探测系统、安全系统、空调控制系统、报警控制照明系统等各类设备连接起来。另外，智能家居行业必定带动一大批行业发展，走进寻常百姓家，并且将开辟一个新兴的大市场，其巨大的市场也易知晓。且消费 市场必然兴起一大批企业，使企业得到更好的发展。

2功能需求

2.1功能模块

为了创造健康、舒适、安全的家居环境，温湿度检测与烟雾检测和异常入侵检测是智能家居系统的基本功能。湿度、烟雾和人体防盗检测是三种最基本的环境参数，将这几个功能巧妙的与家居结合，现在要将五个功能通过单片机系统化反馈，以达到能实现综合功能的智能家居。如图1-1所示。

红外检测

烟雾检测

温度检测

温湿检测

指示电路

报警电路

液晶显示

主控芯片

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