安全智能家居监控系统doc

本文格式为Word版，下载可任意编辑——安全智能家居监控系统doc安好智能家居监控系统作品类型②微操纵器MCU开发应用类安好智能家居监控系统摘要本系统以单片机C8051F340为操纵中心，运用ZYMQ-4气敏传感器构造了自然气报警排险电路；

运用MQ-2烟雾传感器构建了烟雾报警更新室内空气电路，并结合热敏电阻构建了火灾报警电路；

运用门磁开关构造了门磁报警电路；

同时还建立了电话报警系统。实现了室内家居的安好化，便利化。此外，我队还利用PCF8563时钟芯片和LCD，使LCD实时的显示时钟信号。

关键字单片机操纵，报警系统，继电器操纵AbstractThesystemuseMCUC8051F340asthecontrolcenterpart,usingZYMQ-4gassensorresponsibleforriskofnaturalgasalarmcircuit;theuseofMQ-2smokesensorsbuiltsindooraircircuitsmokealarmrefreshes,combinedwiththermistorbuiltfirealarmcircuit;useMagneticstructureofthedoormagneticalarmswitchcircuit;atthesametimeestablishedatelephone.Implementationoftheindoorhomesecurityandfacilitation.Inaddition,ourteamalsousedthePCF8563clockchipandLCD,tomakeLCDdisplayreal-timeclocksignal.KeywordsMCUcontrolalarmsystemrelaycrontrol26一、引言1、意义随着科学技术的飞速进展，人们生活水平不断提高，我们的生活质量也得到了极大的改善，尤其是煤气的普及使生产效率、市民的生活质量得到大幅提升，然而使用燃气的过程中，因燃气泄漏、废气等理由造成的燃气爆炸、中毒、火灾等意外事故时有发生，给人们的生命和财产安好带来了严重的要挟。因此居家安好问题就受到了社会各界的广泛关注，其中，防煤气泄漏、防火、防盗以及节能的关注程度较高，我们就是针对这些问题设计了一套安好家居系统。

此系统有以下功能（1）对泄漏积聚／分散的可燃气体或有毒气体的浓度举行检测、报警、关闭煤气阀门，由报警接点带动连锁装置自动开启轴流风机，摈弃险情。

（2）对烟雾以及温度举行检测、报警，自动开启轴流风机，更新室内空气。

（3）当仆人不在家的时候，可以通过门磁开关来实现目生人开启房门和窗户举行报警。

（4）以上的系统我们还特意设计了电话操纵系统，当家里有险情展现时，系统会自动电话通知居室仆人，以便实时摈弃险情。

（5）利用实时时钟芯片和LCD，让LCD实时显示时间。

因此，一套包含煤气报警排险装置、烟雾报警更新气体装置、门磁、窗磁报警装置、电话报警装置的系统，是安好家居中的重中之重。

2、技术要求2.1设计要求（1）煤气报警排险装置采用MQ-4气体传感器检测煤气浓度，当室内浓度高于1000pp时，检测电路赋予单片机信号，单片机操纵继电器关闭煤气阀门，开启报警器报警，同时操纵轴流风机运转，更新室内空气排险。当浓度降到正常值时，报警和轴流风机均中断。

（2）烟雾报警更新气体装置采用MQ-2烟雾传感器和热敏电阻检测室内烟雾浓度以及温度，当检测烟雾和温度同时超标时，检测电路赋予单片机信号，操纵报警器报警且同步操纵轴流风机运转，更新室内空气，当室内烟雾浓度降低到正常之时，报警和轴流风机均中断。

（3）门磁、窗磁报警装置通过门磁开关5C-31B赋予单片机信号，开启报警器报警。

（4）煤气报警排险装置、烟雾报警更新气体装置、门磁、窗磁报警装置均采用了电话自动报警系统，当有险情发生时，系统会自动通知居室仆人，并报告险情。并且煤气检测、烟雾检测、门磁报警同时举行，运用单片机采用中断方式操纵，三者互不影响。

（5）为了合理利用资源，煤气报警排险装置、烟雾报警更新气体装置、门磁、窗磁报警装置均采用同一个报警器举行报警。

（6）LCD显示的实时时间应不展现太大偏差。

2.2可以扩展片面（1）门磁报警装置可以载入密码功能，家人进入房间只要在规定的时间键入密码就不会产生报警。

（2）门磁、窗磁报警装置在报警的同时开启摄像头举行视频采集，并将视频传输到网上，使得仆人在外地也可以实时了解家中的处境。

（3）另加一个温度传感器，让LCD实时显示时间的同时，显示室内的温度。

（3）可以利用湿度传感器，在外面下雨的时候感知湿度，实现自动关窗功能，真正做到家居生活的安好化，智能化，健康化，节能化，便利化。

3、说明（1）本次设计考虑到煤气的危害性，故采用和煤气性质一致的自然气代替其举行设计、调试，所用传感器应对自然气最敏感。本装置理论上对二者的检测报警操纵电路完全一致，在概括务必用于煤气检测时，可以更换对煤气更敏感的气体传感器。

（2）烟雾报警更新气体装置本理应采用多点测量综合考虑，但是出于时间的紧迫性，测验装置的易操作性，本设计中只采用一点测量。在现实生活概括利用时，可增加传感器举行多点测量。

（3）设计报告正文中的系统总体框图、主要流程图采用word绘制，主要核心电路原理图采用protel工具软件绘出。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。

二、系统方案本系统需要设计煤气报警排险、烟雾报警更新气体、门磁、窗磁报警系统三套报警器的装置和一套定时操纵装置。设计的核心问题是检测到信号后的操纵问题。同时操纵装置的灵敏性和实时性也是设计的重点问题。

1.方案设计概要1.1方案一用模拟器件实现的反应操纵系统扰动1.1.1系统原理用模拟器件实现的反应操纵系统的经典方块图如下图btytut给定装置反应装置（检测元件）校正装置放大元件执行元件被控对象操纵器受控对象图1模拟器件操纵系统的经典方块图此闭环操纵系统的经典方块图各方块的功能如下（1）给定装置其功能是给出与期望的被控量相对应的系统输入量。

（2）对比元件其功能是将检测元件测量到的被控量的实际值，与给定装置供给的给定值举行对比，求出它们之间的偏差。

（3）放大元件对比元件通常位于低功率的输入端，由于供给的偏差信号很微弱，因此务必由放大元件将其放大，以便推动执行机构去操纵对象。假设偏差是电信号，那么可用集成电路和晶闸管等元器件所构成的电压放大器和功率放大器来举行放大。

（4）执行机构其功能是执行操纵作用并驱动被控对象，使被控量按照预定的规律变化。

（5）检测元件其功能是测量被操纵的物理量，并将其反应到系统输入端。在闭环操纵系统中检测元件及相关的元器件构成系统的反应装置。假设被测量的物理量是电量，一般用电阻、电位器、电流互感器和电压互感器等来测量；

假设被测量的物理量是非电量，通常检测元件应将其转换为电量，以便于处理。

（6）校正装置校正装置的功能是对举行加工处理，以形成适合的操纵作用，从而使系统的被操纵量按预定的规律变化。通常在操纵系统中，将校正装置和放大器组合在一起构成一个器件，称为操纵器。

1.1.2.实现方法为实现系统的整体功能，系统各模块的分析实现如下（1）检测元件由于需要检测室内的煤气（或烟雾），鲜明，检测元件应选择气敏传感器（或烟雾传感器），将检测信号转换为电信号举行反应，（2）对比元件闭环操纵经典系统中的偏差可为正偏差、亦可为负偏差，只要有偏差，操纵器和受控系统均运作，直到偏差接近0为止。这鲜明与本次设计的技术要求相违背，所以所选的对比元件只能赋予正偏差，负偏差一切置0。电压对比器正符合此要求。故对比元件选用电压对比器较为合理。

（3）给定装置由电压对比器知，给定装置选用一向流电源供给一向流电压即可，选用一电压值可调的恒压源最为合理。同理可得，检测元件应赋予电压信号。

（4）操纵器由于电压对比器赋予一高电平，无法驱动后续执行机构和被控对象，故操纵器应选用功率放大器。

（5）受控系统鲜明受控系统应为轴流风机和蜂鸣器。

由以上分析可得此操纵系统如下恒压源轴流风机蜂鸣器功率放大器传感器-对比器图2模拟器件操纵系统操纵系统由上图可知，首先根据所需测得室内煤气（或烟雾）浓度的上限值，根据传感器特性，将其转化恒定电压，将此电压设定为恒压源的输出电压，当室内浓度高于浓度上限时，传感器输出的电压高于此设定电压，此时电压对比器输出高电平，经功率放大器放大后，带动蜂鸣器和轴流风机工作，由于轴流风机的不断地向外排气，室内煤气（烟雾）浓度下降，当浓度低于上限值时，传感器输出的电压低于设定电压，此时电压对比器输出低电平，蜂鸣器和轴流风机中断工作。

1.2方案二利用对比器的单片机操纵（如图3）1.2.1系统原理单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理才能的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

单片机又称单片微操纵器,它不是完成某一个规律功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲一块芯片就成了一台计算机。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是一些特殊的功能。

所以可以用单片机编写程序举行操纵执行机构的运作。

1.2.2实现方法电压对比器能够通过电压对比，输出上下电平两种模式，所以可以根据单片机的特点，可设计操纵系统框架如下热敏电阻火灾报警系统（MQ-2）门磁窗磁开关（5C-31B）继电器轴流风机报警电路电磁阀煤气检测电路（MQ-4）对比器（LM311）单片机C8051F340电话自动报警系统图3利用电压对比器的单片机操纵框架1煤气（或烟雾）传感器和热敏电阻随时检测室内煤气（或烟雾和温度），并转变为电压信号传给对比器，当室内煤气（烟雾和温度）超过设定的上限值时，经过单片机编程操纵蜂鸣器报警，并同时通过继电器操纵轴流风机工作排气。（煤气泄漏还要通过继电器关掉电磁阀），当室内气体浓度降到上限值以下时，关闭蜂鸣器和轴流风机。以达成安好养护和更换室内气体的功能。

门磁、窗磁开关一向检测门窗的闭合，若开启，那么举行声光报警。

以上片面一旦有信号输入单片机，那么单片机遇检测电话线上有无铃留信号，若有那么延时持续检测，直到无铃留信号，系统