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1、西北民族大学2011级毕业设计（论文）家庭智能紧急呼救系统的设计 年 级: 学 号: 姓 名: 专 业: 指导老师: 二零一五年六月摘 要 随着经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高，各种花式别墅和其它住宅如雨后春笋遍布祖国的大江南北。但是家庭的各种状况也不断出现，如：入室盗窃、火灾、易燃易爆物品发生爆炸、有毒气体泄漏，独自一人在家时出现紧急事故无法求助等。所以设计出一款保障人们生命和财产安全而且经济实用的家庭智能紧急呼救系统是非常有必要的。基于单片机家庭智能紧急呼救系统的设计，是采用STC12C5A32S2单片机作为整个系统的控制核心，利用人体红外传感器对一定范围内的人体进行监测，烟雾传感器
2、对室内烟雾值进行检测，温度传感器实时监测室内温度否超过设定最大值，紧急呼救按键用于紧急情况呼救，LCD液晶显示屏实时显示各种监测数据，蜂鸣器用于发声报警，利用可靠且成熟的GSM移动网络对家庭中出现的状况以短信形式及时发送到住户手机上。关键词：GSM模块； 单片机； 紧急呼救按键； 人体红外传感器 ABSTRACT With the economic development and the improvement of peoples living standards, and all kinds of fancy villas are springing up throughout every
3、where of our motherland, but there are also a variety of problems appearing for the families such as: burglary, fire, explosion of inflammable and explosive articles , leak of toxic gas, and staying at home alone, and cannot ask for help when an emergency occurs. So it is necessary to design a kind
4、of affordable intelligent emergency call system to protect peoples lives and property safety. The design of SOS system is adopting STC12C5A32S2 microcontroller as the the core of control for the whole system. Making use of infrared sensor to monitor illegal invaders and smoke sensor to detects the s
5、moke values indoor whether it exceeds a set maximum. Also, collecting indoor temperature information by temperature sensors as well as the SOS button for emergency call for help. LCD liquid crystal display shows all kinds of monitoring date in real time. Besides, buzzer is for audible alarm which ad
6、opts reliable and mature GSM mobile network to send a text message to a peoples phone when there are any problems appearing in the family.Key Words：GSM module； SCM； SOS button； PIR Sensor目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1 课题研究的背景11.2 课题研究目的和意义11.3 本设计的主要内容11.4 课题设计研究进度计划21.5 本章小结2第2章 设计功能指标要求3第3章 设计方案43.1
7、 基本设计思路43.2 整体方案概述43.3 系统方案论证53.4 本章小结5第4章 具体设计64.1 硬件电路设计64.1.1 单片机最小系统电路设计64.1.2 防盗报警电路设计74.1.3 火灾报警电路设计74.1.4 紧急呼救电路设计84.1.5 无线报警设计84.1.6 LCD显示电路设计94.1.7 报警器电路设计94.2 元器件选择104.2.1 单片机选择104.2.2 人体红外热释传感器选择104.2.3 烟雾传感器选择114.2.4 温度传感器选择114.2.5 GSM模块选择114.2.6 LCD显示器选择124.3 系统总体软件程序设计124.3.1 烟雾传感器程序设计
8、134.3.2 蜂鸣器程序设计134.3.3 人体红外传感器程序设计144.3.4 温度传感器程序设计144.3.5 紧急呼救按键程序设计154.3.6 LCD液晶显示程序设计154.4 本章小结16第5章 设计调试及遇到的问题处理175.1 设计的调试方案和安排175.2 调试过程说明175.3 调试遇到的问题和解决方法195.4 本章小结20第6章 系统的测试结果及分析216.1 测试方案216.2 测试数据216.3 测试结果分析236.4 本章小结23第7章 总结与展望247.1 总结247.2 展望24致 谢25参考文献26附 录 127附 录 228第1章 绪 论1.1 课题研究的
9、背景现在看新闻，经常会看到某某地方的住宅因不明原因起火，房子烧成灰烬，死伤尚未确定，或者是高龄老人突发疾病因家中无人送医而导致昏倒甚至身亡等等住宅突发事件1。现在的一般住宅各种状况很多，比如突发火灾，入室盗窃，煤气泄漏，以及老人在家突然疾病得不到及时救助等等问题2。这些问题一旦发生，后果不堪设想，轻则丢失财物，重则失去性命。这些事故造成后果特别严重，是因为现在大多数住宅缺乏家庭智能紧急呼救系统，或者所用的紧急呼救系统不够完善。因此，我们需要利用科学技术防患于未然，设计一个自动报警系统来实现住宅高度自动化来保障我们的人身和财产安全。1.2 课题研究目的和意义家庭智能紧急呼救系统的设计的目的，就是
10、利用科学技术来保障人们的人身和财产安全。家庭智能紧急呼救系统的设计可以减少人们的经济损失，保障人们的人身安全，是家庭的安全卫士4。家庭智能紧急呼救系统利用烟雾传感器实时检测住宅烟雾值；利用人体红外线检测有无非法闯入情况；利用温度传感器监测室内温度是否过高；设计一个紧急呼救按钮防止老人或者小孩独自在家突发紧急情况时能够及时呼救。然后利用单片机控制GSM发短信模块，可以实现各种突发状况的自动报警3。当老人或者小孩独自在家身体突发不适时，只需按下紧急呼救按钮，家人就能知道并及时报警和回家救助，实现真正的家庭安全智能化。家庭紧急呼救系统可以让保障家庭安全，还能让住户外出时更加放心。最重要的是当家里出现
11、事故时，家庭智能紧急呼救系统能够及时报警，这样事故会得到及时处理，降低事故对人身的伤害和减少财产损失。随着物联网的发展，智能家居将成为每家每户的标准配置。所以，家庭智能紧急呼救系统的设计能给未来智能家居的扩展和研究起到铺路的作用，具备一定的研究价值。1.3 本设计的主要内容本设计的内容是设计烟雾传感器搭配温度传感器，对室内烟雾值和温度进行检测，设计人体红外传感器对非法入侵者进行监测，设计紧急呼救按键的设计可以在家中老人或者孩子以及独一人在家发生突发事件时，可以及时呼救。以单片机作为系统的控制核心，对紧急呼救按键以及各个传感器检测到的信息进行分析处理，然后控制蜂鸣器发出声音报警和GSM通信模块向
12、住户发出报警短信5。系统中设计了烟雾传感器搭配温度传感器检测以及人体红外传感器，再加上紧急呼救按键的设计，大大的增加了本系统的检测环节的可靠性和有效性。而蜂鸣器和GSM通信模块的设计，大大提高了整个系统的实用性和可靠性6。本设计的GSM模块设计的是向三位住户连续发短信，大大提高了发出的报警短信被住户及时看到的几率。1.4 课题设计研究进度计划第一阶段：2014年11月10日-2015年1月10日：尽可能多的收集家庭智能紧急呼救系统相关资料并将收集的各种资料进行分类整理，掌握国内外关于课题方向的研究动态及最新进展，完成开题报告。第二阶段：2015年1月20日-2015年4月10日： 通过图书、视
13、频等资料学习STC系列单片机，C语言软件编程，了解各个元器件的原理以及画出原理图，焊接出实物，实物的调试。第三阶段： 2015年4月10日-2015年5月1日：参考国内外与家庭智能紧急呼救系统相关的文献，撰写毕业论文，准备毕业论文答辩。第四阶段：2015年5月：毕业论文答辩。1.5 本章小结本章主要介绍家庭紧急呼救系统的研究实际背景，介绍具体想达到的目和研究具有什么样的意义还有主要研究内容，对各个元器件的功能模块的功能指标进行介绍，明确了本设计的研究计划进度。 第2章 设计功能指标要求本设计利用温度传感器和烟雾传感器搭配监测形成家庭防火灾报警部分，人体红外传感器起到防盗报警作用，而且本设计添加
14、了紧急呼救按键和GSM发短信报警功能，使得系统的功能更加完善和可靠。具体各个模块功能指标要求如下： （1）温度传感器：设定温度上限值为50C,当室内温度超过50C时，系统发出警报； （2）人体红外传感器：人体红外的监测距离为7米，当入侵者进入7米监测范围内，系统发出警报； （3）烟雾传感器：主要检测室内烟雾值以及火焰，当室内烟雾值达到一定值或者火焰达到一定程度时，系统发出警报； （4）紧急呼救按键：如果有紧急情况发生，当紧急呼救按键按下，系统发出警报； （5）GSM模块：当各个模块检测到异常，单片机控制GSM模块向3位住户发出报警短信。第3章 设计方案3.1 基本设计思路 通过对国内外家庭智能紧急呼救系统的研究现状和方法的分析，同时结合我国总体生活水平和居住条件等各个方面情况。所以，本设计既要考虑到系统的可行性，也要考虑到设
