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1、 编号毕业设计(论文)智能家居中的安全防范系统设计 Security system design and smart home 院（系）名称电气工程学院 专业名称 自动化 学生姓名 学号 指导教师崔连延 教授2014年6月22日摘 要随着经济的快速增长，快节奏的生活状态使得人们越来越注重生活的质量和品位。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。目前，国内外各种类型的智能家居产品越来越多，其中大部分是基于电话网的安防控制系统。但在我国，家庭电话用户正逐步减少，且电话线路易被破坏，故此类产品有一定局限性。随着电信 GSM 网络覆盖范围的广阔化、无缝化、以及手机的日益普
2、及为基于 GSM 网络的智能家居系统提供了巨大的应用空间。本文设计了一种基于GSM网络的智能家居控制系统。本系统采用单片机为系统控制核心，对家庭中出现的意外情况用各种传感器进行采集，通过GSM模块把采集到的信息发送给管理人员，管理员根据收到的信息发送相关指令给GSM模块来控制现场执行机构，完成意外情况的排除。关键词：智能家居；GSM模块；传感器；远程控制AbstractWith the rapid economic growth, fast-paced living conditions make people more emphasis on the quality and taste of
3、 life. How to build a high-efficiency, low-cost smart home system has become a hot issue in todays world. Currently, various types of smart home products at home and abroad more and more, most of which are based on telephone network security control system. But in China, home phone users is graduall
4、y reduced, and the telephone lines susceptible to damage, so these products have some limitations. With Telecom GSM network coverage of a broad, seamless, and the growing popularity of mobile phones offers great use of space-based smart home system GSM network. In this paper, the design of intellige
5、nt home control system based on GSM networks. The system uses STC microcontroller as the core system control for unexpected situations that appear in the family collection with a variety of sensors, via GSM module sends the collected information to managers, administrators send commands to the GSM m
6、odule in accordance with the relevant information received actuator to control the scene complete exclusion of unforeseen circumstances.Keywords: intelligent home; GSM module; sensor; remote control目 录第1章 绪论11.1 研究目的和意义11.2 国内外发展情况21.3 发展趋势41.4 存在问题5第2章 系统方案72.1.系统实现的目标72.2.系统的功能和结构72.2.1 主机结构与功能72.
7、2.2 从机结构与功能8第3章 系统硬件设计93.1 硬件电路设计93.2 系统控制器模块的选择93.2.1 单片机最小系统的设计93.2.2 单片机晶振电路113.2.3 单片机复位电路113.3 单片机电源电路的设计123.4 键盘电路的设计133.5 热释电红外传感器电路设计143.5.1 热释电红外线原理和特性143.5.2 热释电红外传感器RE200B的简介143.5.3 热释电红外传感器电路的设计153.6烟雾检测模块173.6.1 烟雾传感器NIS-09C的介绍173.6.2 烟雾传感器电路设计方案183.7可燃气体泄漏传感器及其特性参数193.8声光报警模块203.9显示模块2
8、13.10通信模块21 3.10.1 TC35模块简介21 3.10.2 TC35模块与系统主机连接方式223.11 NRFCC1100无线收发模块23 3.11.1 模块性能及特点23 3.11.2 接口电路24 3.11.3 模块结构和引脚说明253.12信号处理电路253.12.1 信号放大调理电路25第4章 系统软件部分274.1 主程序及中断程序流程图274.2 短消息程序设计284.2.1 AT指令介绍284.2.2 PDU 编码规则304.2.3 短信模式设置314.2.4 短信的发送方法314.3 SPI协议314.3.1 SPI协议的介绍31第5章 结 论35参 考 文 献3
9、6致 谢38附录39附录56附录57第1章 绪论1.1 研究目的和意义随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，实现了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，家居安防系统也因此而产生。现代社会，商品经济竞争日益激烈，工作节奏不断加快。对于全身投入竞争的人们，家务工作方面必然力不从心，家务管理因此就显得尤为重要。家居安防控制器可以提供智能控制方案，使家庭主人在处理家务方面，既快捷又省力。还提供舒适健康的环境，可以监视室内的温度、湿度，同时还可以通过远程通讯
10、，实时反馈家中情况，避免如火灾，盗窃造成的经济和安全损失，使人们能够全身心地投入工作，从而提高生活质量。一切发明和创造都是为了人类的生活更加方便和舒适。住宅智能化控制的开发与建设是21世纪发展的必然趋势。由于信息技术的大力普及和应用，极大推动住宅小区智能化建设的进程，更为住宅小区智能化提供了可靠的技术保障，实施起来更加容易和简捷。智能信息家电及智能家居安防系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的独特魅力，它对于改善现代人类的生活质量，创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义。我国的家居安防开发相对于国外起步较晚，尚未形成一定的国家标准，因此很多公司开发出的产品使用的是自己组网技
11、术和信息交换协议，有的核心技术没有对外公开，技术复杂，不易掌握，有很多产品是针对特定的环境开发的产品，因此，限制了其使用的范围，而且由于是少数几家公司约定的技术，相关第三方产品缺乏，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，用户扩充系统很不方便，限制了其进一步的发展。还有的系统成本太高，普通用户难以承受，所以也没能广泛推广使用。因此设计一个符合国情、符合国家规范的集远程控制和本地控制为一体的智能家居安防控制系统具有非常重要的现实意义和深远的历史意义。我国的小区住户安全监控系统的发展经历了从无到有、从简单到复杂的过程，其智能化的程度也越来越高。随着我国社会经济和文化建设的发展，社会公共安全受到人们越
12、来越多的关注，作为一个新型的产业，安防产业发展很是迅猛，智能化安防技术的发展已取得了一定的成就。企业和小区住户的安防需求日益凸现，数字化智能安防再次面临新的发展契机。为了解决企业和小区住户安全防范等问题，近年来，建设部、公安部两部先后签署下达了多个相关重要文件，表明了强化建设企业和住宅小区的智能化安全防范设施的决心。即便现代居民邻里常年很少往来,即便小区住户家庭生活稳密、封闭，在有小区住户安全监控系统的情况下仍能在极大程度上保障小区住户的安全。无论何时何地，发生何种险情（如有人入室盗窃、发生漏水漏电漏气或某户需要紧急求助等情况），在户主未察觉险情且得不到邻里或附近人员帮助时，基于单片机的小区住
13、户智能安全监控系统便会凸显它的最大价值，比如，在小区每个住户单元安装一台报警主机，住户可选择安装在住户门口、窗户处安装声检、紧急求助，烟雾/煤气探头和瓦斯探头等报警探测设备，如果发生有人闯入、起火烟雾或液化气泄漏等等诸多险情时，系统便会触发报警，让户主、周围能够给予帮助人或负责安防的部门知晓情况，并做出相应的处理，将险情造成的损失减小到最小化。由此可见，无论白天黑夜，户主离家在外或是在家休息，基于单片机的小区住户智能安全监控系统可以帮助人们在最没有警觉性时提供极大的安全保障。小区住户智能安全是如此的重要，这也就是本课题设计这套系统的意义和价值。1.2 国内外发展情况自从世界上第一幢智能建筑19
14、84年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居安防系统的方案。家居安防在 美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，通过在场内模拟“未来之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系统。它的系统功能包括三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、 家电控制功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和统软件配置等。2000年，新加坡有近30个社区的约5000户家庭采用了这种家庭智能化系统，而美国的安装住户高达4万户。2003
15、年，网络化家居的建设带来了高达4500亿美元的市场价值，这其中有3700亿美元是智能家电硬件产品的价值，剩余的部分则是软件和技术支持服务的费用。现在，国外的智能家居安防系统技术己日趋成熟，预计今年，50%以上的新房将具有一定的“智能型家居”功能。于此同时，由于技术的日益标准化，这些新型智能家居安防系统将比比尔.盖茨耗资6000万美元的高端别墅便宜得多。由于家居安防的诱人前景和巨大市场，尽管国外市场真正启动也尚需时日，但并未能阻止企业去争食家居安防市场。虽然每家公司的策略各不相同，但它们都坚持同 样的信念：山那边遍地是金。IBM公司的迈克尔。凯罗斯克说：“这是个不容IBM公司忽视的市场机会。”在智能家居安防系统研发方面，美国及一些欧
