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基于 51 单片机的智能家居短信报警系统

  

 

 

 

 摘 要

 

  21 世纪是一个信息化的世纪，各种新兴的互联网、电信新技术推动了人类文明史的巨

大进步。本系统是一个以 STC89C52 单片机为控制核心的智能家居短信报警系统，结合了

 Abstract

 

 The twenty-first Century is a century of information. It is a variety of new Internet technology,

telecommunications technology that promoting the great progress of human civilization. This

system is an intelligent Home Furnishing SMS alarm system , based on STC89C52

microcontroller as the control core , combined with DS18B20 temperature sensor, MQ-2 smoke

sensor, HC-SR501 human body infrared sensor module to form a complete detection and alarm

system. Realized to test whether the gas was leak, whether there is a fire , whether there is

someone enter the door , and after the detection of the corresponding situation it will send a

message to the owner to warning.

 

 目 录

 

 一. 引言 1

 1.1 研究背景及意义 1

 1.2 研究现状 2

 1.3 主要设计内容 4

 二. GSM 和 AT 指令 5

 2.1 GSM 原理及概述5

 2.2 AT 指令 6

 3.2 几种选型方案论证比较 11

 四．系统硬件的具体设计与实现 13

 4.1 系统原理和电路图 13

 4.2 功能模块的设计 16

 4.2.1 单片机最小系统设计 16

 4.2.2 人体红外检测电路 17

 4.2.3 温度传感器检测电路 18

 4.2.4 烟雾传感器检测电路 20

 4.2.5 其他 22

 五．系统软件设计 25

 5.1 系统流程图 25

 6.3 温度测试 35

 七．总结 37

 八．致谢 38

 九．参考文献 39

 十．附录 40

 

 

 

 一. 引言

 1.1 研究背景及意义

种形势下，家居智能控制就应运而生了。智能家居短信报警系统的主要功能体现在设备自动

控制、家庭安全防范、短信通信三个方面。

 伴随着半导体技术的迅猛发展，以及系统设计中对多媒体技术、网络技术、移动通信技术

的嵌入式应用，单片机的发展历程一直被广大电子爱好者热切地关注着，单片机从 4 位，发

展到 8 位，后来的 16 位，以及现在 32 位，单片机成为了嵌入式系统设计方案的首选。首先

是因为其功能越来越强大，同时价格一直下降也无疑是其一大优势。扩大了单片机的应用领

域可以使得更多的人加入到基于单片机的电子系统开发行列中，更多人加入研究单片机使得

单片机技术一直在改革进步。

对传统的住宅提出了新的挑战。人们的观念随着社会、经济以及科学技术的进步发生了巨大

改变，人们对家居的要求已经远远超过了一个单纯的物理空间，而更多关注的是一个环境，

一个让人们感到舒适、方便、安全的私人空间。家居智能化系统就是一个以家为平台，致力

于打造符合现代人们需求的家居环境的新技术。

  然而，生活中还是存在各种各样的安全隐患，如煤气泄漏、入室盗窃、无法控制的火灾

等等，这些都在严重危害着人们的家庭幸福。于是有人提出了智能家居的概念，并通过短信

进行报警，完成一个完整的智能报警系统。

 1.2 研究现状

  智能家居系统起源于美国，总体目的是通过使用控制技术、网络技术、计算机技术建立

一个独立的综合信息服务和管理的系统，如果再加入集成技术，那将扩大成由家庭至小区，

有利于户主合理安排时间，有利于改善生活方式，提高生活质量，提升住宅安全性。

 早期的家庭安全报警系统基本都是针对某一个具体的、单一的安全隐患进行设计的，比如

火灾报警器、防偷防盗报警器、煤气报警器等等，这些报警器基本可以满足一般的安全防范

需求，然而结构功能单一，没有二次报警的功能，因此性价比并不高。例如发生入室盗窃或

者火情却没人在家，发生煤气泄漏致人昏迷后没有下一步的防范措施，这样单纯的警铃报警

就失去了意义，显然，这不能很好的满足综合报警防范的要求。有一种全智能型家庭防盗报

警，它采用了 ADT 全球安防系统，具有技术成熟、功能强大的优势，但是价格比较昂贵，

所以至今没有普遍使用。

 采用了工业级无线移动通讯技术及相关数字处理技术、网络技术的 GSM 报警系统则已被

逐步应用到各个技术安全防范领域，它被广泛应用于商业、电力、铁道、市政、公安、交通、

 文献[1]介绍了一种基于 GSM 的可以自动发出声光报警同时发送短信的住宅智能报警系

统。以单片机为控制核心，采用热释电红外传感器对现场实时监控。在该文献中还介绍了此

系统可以根据家中是否有人，通过加密和解密的方法，进行布放和撤防之间的转换。文献[2]

主要对 GSM 移动通信系统进行概述，还介绍了 GSM 无线接口理论和对 GSM 的主要过程进

行分析。文献[3]提出使用 TI 公司的芯片作为一个主控器，通过继电器，可以集中管理家电、

家门、以及温度或烟雾传感报警器等。也是基于 GSM 网络的一种智能远程控制，并且可以

通过西门子公司的 TC35i 模块与户主进行信息交换，用户可以通过向手机模块发送短信来

控制继电器的开关继而控制家电开闭，比如下班回来前打开空调、窗户或热水器等，提高了

学技术发展最新发展趋势和广大工程人员的迫切需要，参照 1000 多个国内外研究成果，是

我国第一部最全面系统的传感器工具书。文献[6]介绍了远程通讯技术的现状，报警系统的

发展历程，以及 SMS 系统的工作原理。文献[7]全面系统的介绍了 MCS-51 系列单片机系统

的各种实用接口技术和配置，包括应用系统扩展、开发与调试，键盘输入借口的设计与调试，

模拟输入接口技术，A/D 通讯接口设计等。红外传感器可以根据工作原理分为量子型和热型

两大类，热型传感器又被称为热释电红外传感器。理论来说量子型传感器的频响速度比较快，

灵敏度比热型高，但是感应范围窄，价格昂贵，并且不能在常温下正常工作，要求冷却条件，

热释电红外传感器则与之相反，文献[8]就是介绍了热释电红外传感器。文献[9]也是描述了

一款汽车防盗报警系统，与文献[4]不同的是它采用西门子公司 TC35i 模块，相同的是该系

统也可以实现对汽车进行远程报警、跟踪和控制,有效地解决了传统报警器存在的各种问题。

 在单片机的基础上，结合各类传感器，实现实时性、可靠性强的智能家居反馈，提供一个

更加舒适安全便捷的生活环境。 通过自主学习单片机、传感器等的原理及应用，实现对硬

件的组装调试，最终使系统达到预计功能。主要任务有分为：了解单片机传感器，选择合适

的型号；设计系统框图，设计程序流程图并编写程序，画出相应电路图、PCB 图，进行电

路板的排线焊接；以单片机为主要控制元件，利用热释电红外传感器实现对住宅陌生人的入

侵检测；利用温度传感器实现对火情的检测；利用烟雾传感器实现对可燃性气体或烟雾的检

测；在检测到险情后通过通讯模块对指定手机发送短信报警；利用液晶屏显示当前的温度信

息。

 论文具体安排如下：

 第一章：介绍本设计——对智能家居短信报警系统的研究背景和意义做出阐

 第四章：阐述了系统硬件方面的具体设计与实现，对整体电路图进行了分解介绍，详细叙

述每一部分电路的作用以及如何实现。

 第五章：对系统软件设计部分进行描述，包括了设计思路，程序的主流程图，单片机初始

化，LCD 显示程序。

 第六章：对最终系统进行调试和分析，首先对整体功能的测试结果进行描述，其次介绍了

在调试人体感应和温度感应时出现的问题。

 第七章：对本设计所完成的情况进行总结，描述最终本系统功能和效果，并对出现问题的