传感器智能家居设计报告

南通大学课程设计报告南通大学课程设计报告南通大学您 毒传感器与检测课程设计报告书学院：电气工程学院班级：自143学号：目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1设计目的及要求 1\o"CurrentDocument"2总体设计方案 2智能家居——温度检测\o"CurrentDocument"1.1测温器件DS18B20的简介 2\o"CurrentDocument"显示器件介绍 3\o"CurrentDocument"硬件设计电路 4\o"CurrentDocument"软件设计电路 5智能家居——气体泄漏/火灾检测\o"CurrentDocument"MQ-2/MQ-7气体传感器 7\o"CurrentDocument"A/D转换电路 8\o"CurrentDocument"硬件设计电路 8\o"CurrentDocument"软件设计电路 9智能家居——外人闯入干簧管简介 10干簧管电路 11\o"CurrentDocument"硬件设计电路 11\o"CurrentDocument"软件设计电路 12\o"CurrentDocument"3各模块与TC35之间的通讯 12\o"CurrentDocument"4TC35GSM模块 14参考文献………………..15南通大学课程设计报告南通大学课程设计报告第第页DQ=1;if(DQ)k|=0x80;Delay_us(60);}return(k);}•写18B20时序：写18B20程序voidwr_ds18_1(chardat){signedcharidatai=0;unsignedcharidataj;bittestb;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if(testb) //写1{DQ=0;_nop_();_nop_();DQ=1;delay_18B20(8);}else //写0{DQ=0;delay_18B20(8);DQ=1;_nop_();_nop_();}}}

2.2智能家居一一煤气泄漏检测MQ-2/MQ-7气体传感器MQ-2实物图MQ-2实物图MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（SnO2）。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。技术指标产域号MQ-2产域号MQ-2产联型半导体气敏元件标皓掾胶木（黑段木）检测气体可燃气体、烟雾检泅脓度30。-1如口即由、可燃气库.：，标准电路条件回踹电压Vc立翼DC加切电压*5.5±52VACorDC负蓑电阻Ri可调标准测试条件下气瞰元件特性加切电阻%31ii±3n（室温）加热功耗FiOC'Cm'f敏感瘁表面电阻Rb皿-二版■匚2000Fpm工E；）灵敏度SRs[inair）/Rs[1OODppuS丁烷）?5除度斜率a=-S0-6（BlKCm/血蝌¥■C妣]标准测试条件温度、湿度20flC±2lC；g士5诳标准测试电路Vc:5.C';±D.IV；V::6.0-±0.I'：预热时间“卜少于敏卜时敏感体功耗（?=5值可用计算下式：传感器电阻（R=可用下式计算：R3='：：'>..Vn-L）xRl由于转换电路所输出的模拟电压随着环境中气体浓度的不同而不同，所以根据技术参数表可知，我所选取的分压电阻为20k，供电电压为5V（见右图）。当环境中气体浓度很高时，MQ-2的等效电阻很小，所以输出电压近似5v，符合A/D转换芯片是ADC0809模拟输入电压的要求。

A/D转换电路选用的A/D转换芯片是ADC0809,ADC0809转换精度满足要求，技术成熟STARTCLOCK V——%盛 GND——STARTCLOCK V——%盛 GND——B.一2123—■■i—5*—1—5—G25—ADCO8O02—920—U)19—11—1217—L?—11唐—ADDB

仙DCALE斗rI"•ADC0809引脚及功能图声音报警电路图（9图（9）报警电路、硬件设计电路:电位器电阻变化表示气体传感器检测的气体浓度的变化，调整电位器的阻值改变模拟输入电压。经A/D转换到单片机内进行处理，采集到的数据送入LED显示出。若气体浓度大于设定的某一数值，将发出声光报警。

、软件设计电路：・报警电路中p15为低电平时蜂鸣器响报警程序设计ucharin0,in1;init();while(1){in0=adin0();write0(in0);in1=adin1();writel(inl);if(in0>150llin1>150)p0_7=1;}LED显示电路・数码管采用四连体七段数码管本系统采用数码管的动态显示，逐一位选(P2口)，逐一显示(P0口)。数码管显示程序设计voidwrite0(ucharnum){uchari,j,k;k=num/100;j=num%100/10;i=num%10;P2=0xff;P0=dulatab[k];wei1=0;delay(4);P2=0xff;P0=dulatab[j];wei2=0;delay(4);P2=0xff;P0=dulatab[i];wei3=0;delay(4);}智能家居一一外人闯入干簧管简介干簧管通常有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点，有的还有第三个作为常闭触点的簧片。这些簧片触点被封装在充有惰性气体（如氮、氦等）或真空的玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。干簧管比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强等特点，工作可靠性很高。干簧管的工作原理非常简单，两片端点处重叠的可磁化的簧片、密封于一玻璃管中，两簧片分隔的距离仅约几个微米，玻璃管中装填有高纯度的惰性气体，在尚未操作时，两片簧片并未接触、外加的磁场使两片簧片端点位置附近产生不同的极性，结果两片不同极性的簧片将互相吸引并闭合。依此技术可做成非常小尺寸体积的切换组件，并且切换速度非常快速、且具有非常优异的信赖性。永久磁铁的方位和方向确定何时以及多少次开关打开和关闭。如此形成一个转换开关:当永久磁铁靠近干簧管或绕在干簧管上的线圈通电形成的磁场使簧片磁化时，簧片的触点部分就会被磁力吸引，当吸引力大于簧片的弹力时，常开接点就会吸合；当磁力减小到一定程度时，接点被簧片的弹力打开。电路如下图所示：H1是一个干簧管,当门闭合时,H1吸合,C1两端点位相同,Q1截止,Q2也截止;当门打开时,干簧管触点打开,有一个电流流过Q1的发射极、R32（和H12并联）、C1、R31、地，使得Q2饱和导通,输出低电平0给单片机,发出报警信号。图（12）干簧管控制电路硬件设计报警模块P3.2（INT0）连接防盗探测器,用来检测盗情,如果盗情发生,触发外部中断0,MCU接到报警信号以后,开始启动LED等闪烁报警,同时启动100dB的声音报警,来震慑入室的小偷。报警模块电路如图

rfTHM.1图（13）设计proteus仿真图_L_J_3¥沁仅心叩I'Qln23心POMUrfTHM.1图（13）设计proteus仿真图_L_J_3¥沁仅心叩I'Qln23心POMU。PD4AMEPt>&AiaeTSNJSALE“口'用n41出口FK4IME口川川■川?.'M5田小小口Mi-W陶」而巾piiiinn向电j&Tipara.rfflT而7?软件程序设计：#include<reg51.h>sbitp2_3=P2八3;voidinit_tx(){一EA=1;EX0=1;IP=0X00;}voidmain(){p2_3=1;init_tx();}voidtx0()interrupt0{p2_3=0;}3、各模块与TC35之间的通讯总电路系统组成:各模块与TC35之间的通讯由于在室内，且各各模块又安装在室内不同的地方，要把各各模块连接起来布线就比较麻烦。所以采用无线传输比较合理。模块原件介绍传输采用315/433MHZ的DF无线数据传输模块315/433MHZ的DF无线数据传输模块的介绍：315/433MHZ的DF无线数据传输模块抓药由PT2262/PT2272芯片组成。传输距离比较理想，一般能达到600米以上。PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。图（14）PT2262发射电路

n~~=n~~=图（15）PT2272接收电路图（14）发射电路和图（15）接收电路，两部分通讯通过无线的发射模块和接收模块来实现，两部分均有拨码器，使用相同的地址码。图（14）发射电路接于温度、外人闯入、煤气泄漏、烟雾火灾各各模块的报警输出端（15）接收电路与GT35接通4、TC35GSM模块总体设计利用GSM的短信息功能，把无线控制的智能家居安保系统报警系统建立在的GSM网络基础上。通过PT2272传来的信息，通过单片机处理，编辑不同信息内容的短息由TC35GSM模块发送的用户的手机上。TC35简介GSM基带处理器集成了一个与ISO7816-3ICCard标准兼容的SIM接口。为了适合外部的SIM接口，该接口连接到主接口（ZIF连接器）。在GSM11.11为SIM卡预留5个引脚的基础上，TC35在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚，所添加的CCIN引脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。当插入5皿卡，该引脚置为高电平，系统方可进入正常工作状态。短消息服务作为GSM网络的一种基本的业务，它可以通过服务中心来对文本信息进行收发和存储，而且其网络覆盖面广、传输特性好，为数据的采集提供了便捷的无线传输通道。所以为了实现报警显示，在本报警显示系统中利用GSM的短信息功能，把报警系统建立在的GSM网络上，进行报警信息的收发。RESETRDWRp诋I百皿|~|HHHIRESETRDWRp诋I百皿|~|HHHI1,n】启HlrM.nrIQWTnoutTIOVT图（16）通讯模块TC35与单片机的连接电路设计通讯模块TC35与单片机的连接电路如图（16）所示，J4为通讯模块TC35的串口端，它通过串口芯片MAX232A与单片机89C52的连接。单片机89C52通过RXD和TXD脚实现对通讯模块的收发信息的控制。图（17）图（17）通讯模块TC35实物图参考文献：.张毅刚.基于Proteus的单片机课程的基础实验与课程设计人民邮电出版社2012.施滂潮.传感器检测技术.国防工业出版社2007.张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社2008.赵勇.传感器敏感材料与器件.清华大学出版社2012.张洪润.传感器应用电路200例. 北京航空航天大学出版社 2006.张宪.传感器与测控电路.化学工业出版社2011.徐湘元.传感器及信号调理技术. 机械工业出版社2012[8]周坚.单片机轻松入门加].北京：北京航空航天出版社2002[9]孙育才.MCS—51系列单片微型计算机及其应用[M].南京：东南大学出版社2004[10]公孙茂，马宝匍，孙晨.单片机入口接