专科毕业设计（论文）设计题目：基于单片机的智能家居环境检测与报警系统 系 部： 信息工程系 专 业： 电子信息工程技术 班 级： 电子信息091302 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 20 12 年6月 摘要主要介绍一种以单片机AT89C51为控制核心的远程智能家居环境检测与报警系统，并从基本工作原理、电路构成、软硬件结合等方面对其进行详细的阐述该系统可实现自动拨号，只需要通过普通线就能进行告警信号呼叫，及时将警情通知事主，能有效避免危险事故的扩大化系统自动化程度高、适用性强、功能灵活多样，可广泛应用于商店现代化、家庭现代化等众多领域关键词：AT89C51单片机控制、智能化、拨号系统、报警系统AbstractMainly introduces a single-chip AT89C51 as the core to control the remote intelligent household environment detection and alarm system, and from the basic working principle, circuit structure, software and hardware combination of the detail. The system can realize the automatic dial-up, need only through the ordinary telephone lines can perform alarm signal call, timely inform the Lord will alert, and can effectively avoid danger of accident evolved over time. High degree of automation system, and wide applicability, function agile diversity, can be widely applied in the shop modernization, family modernization, etc.Keywords: AT89C51 single-chip microcomputer control, intelligent, dial-up system, alarm system 目录Abstract 3目录 4第一章 引言 51.1智能家居环境与报警系统概述 51.2本设计任务和主要内容 6第二章 系统主要硬件电路设计 72.1单片机控制系统原理 72.2单片机主机系统电路 82.2.1 AT89C51单片机 82.2.2 8255单片机 92.3警情采集电路 92.3.1 防区信号采集电路 102.3.2 ZYMQ-2气体传感器特点 102.3.3无线门磁 132.4 DTMF发送接收电路MT8880 162.5 MT8880与语音电路的接口 172.6 布防与撤防 18第三章 系统软件设计 203.1信号音的识别方法 203.2系统主程序流程 213.3自动拨号部分程序 22结束语 24参考文献 26第一章 引言随着国民经济的发展，人民的生活水平日益提高，人们对生活质量提出了更高的要求，希望生活更加安全舒适。
但是， 一些家庭由于疏忽大意时常会出现一些火灾或煤气泄露险情以及财物被盗的情况，给家庭和社会带来巨大的损失，因此迫切需要利用高技术的智能化手段，为家庭提供一个安全舒适的家居环境，智能家居安防系统能在各种紧急情况出现的第一时间报警，通知物业管理中心和住户，把险情消灭在萌芽状态，减少各种损失为家庭生活的安全舒适提供强有力的保障该系统可对多路声、光等传感器进行监控，并根据采集各路敏感器件产生电路的变化，发出不同的报警信号，并能自动拨号到110，119等相应的报警机构机构其核心是由单片机构成的控制部分，主要对声、光等信号变化时信号的采集，和对采集到信号的分析和处理，通过设计硬件、软件编程对各个部分进行操作和实现智能家居环境检测与报警系统的核心是AT89C51单片机，主要是由E 2PROM、警情采集电路、语音录/放音电路等部分组成编程软件选用汇编语言当AT89C51单片机实时巡检到新的警情信号时，如：煤气的泄漏、火灾的发生、门窗的位移、防区故障、主电断电或上位机死机时, 报警主机就会自动进行警情处理( 气体报警、门磁报警、记录警情以及拨号报警等等)该系统快捷、有效，可靠性高，易于操作，发展前景比较广阔。
1.1智能家居环境与报警系统概述 随着人们生活水平的进一步提高，整个社会的发展也变得越来越复杂和多样化人们安全防范意识的增强，安全问题已经常的被人们提起为此，我们急需开发出一种面向大众、价格低廉、运行可靠的自动报警系统鉴于最近几年我们国家的经济迅速的崛起，人们生活已经逐渐的开始富裕，住宅和移动通信设备已经十分普及, 另外，由于语音报警有着有效、快捷、价格低廉等优点，公共通信网络固然成了报警系统的最佳传输媒介因为公共通信网络能覆盖最广大的人群，而且一般来说公共通信网络的传输速度以及可靠性都是无需质疑的因此，在这里我们选择公共通信网络作为我们自动拨号报警系统的传输媒介智能家居环境与报警系统是进行无人报警和智能报警的有效手段和工具，它可以大大提高在无人情况下的安全系数，减少某些需要监控区域的人力资源本智能系统自动化程度比较高，可以降低对操作者本身素质的要求因此本系统的设计就是这样一个集方便、快捷，可靠性和安全性与一身的方面而进行考虑和设计的1.2本设计任务和主要内容本论文主要研究单片机控制的智能家居环境与报警系统，分别对声、光等变化时产生的电信号进行采集，并对采集信号进行分析和处理的一些研究。
主要内容如下：1. 根据人们日常对于安全的需求，对整个系统进行整体化的设计和研究2. 从人性化角度出发，使整个系统尽可能的减少操作，尽可能的达到智能化，尽可能的达到全自动化.3. 从快捷、有效入手，让报警系统可以适用于尽可能多的人群和范围4. 使检测手段多样化，覆盖面广，通过不同的现代化手段来避免和减少意外和突发事件给人们带来的伤害第二章 系统主要硬件电路设计2.1单片机控制系统原理系统组成框图如下图所示,采用AT89C51单片机为控制中心外在接E2PROM用来存储事主想要存储的号码、设置一系列的参数以及存储警情信息等当AT89C51单片机在进行实时巡检时检测到警情信号时，实施报警的主机就会自动进行警情处理，如记录警情以及拨号报警等拨号报警的工作原理：系统会自动的控制摘机挂机电路来模拟摘机，同时AT89C51单片机通过8255将MT8880设为突发方式，并同时按事主预先存入的号码进行拨号，拨完之后会检测对方是否摘机， 如果摘机就播放相应的警情语音信息，完成自动拨号报警E2PROMAT89C51单片机及I/O扩展MT8880防区检测电路16路探测器录/放音电路接口电路模拟/挂机电路74HC37316路探测器光电隔离A0P0.0~P0.7AT89C51 P2.5 P2.6 P2.7.74HC13874HC373 P2.5 P2.6 P2.7模拟摘/挂机电路网图2-1-1 系统原理框图为了方便更直观的理解先简单介绍一次简易系统流程1：警情采集电路把采集的信号送到CPU2：CPU处理信号启动发送接收电路3：语音播放电路据警情播音①CPU实时巡检到新的警情信号(如火灾)时，报警主机就会自动进行警情处理②拨号报警的工作：系统自动摘挂机\挂机电路模拟摘机③若警情，CPU将会根据程序设置的号码自动拨号。
语音拨号报警电路警情采集电路CPU图2-1-2 简易系统流程图2.2单片机主机系统电路2.2.1 AT89C51单片机AT89C51单片机是51单片机系列的一个成员，是8051单片机的简化版内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压微处理器，与Intel MCS-51系列单片机的输出管脚和指令相兼容由于他是将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，由 AT89C51构成的单片机系统是一种具备结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比而且通过I/O口的扩展，可以在外部有存储器，并行I/O口，时钟芯片，系统监控芯片，总线接口等一系列的扩展图2-2-1 单片机主机图2.3警情采集电路警情采集电路由16 路防区输入信号采集电路组成由于此系统是专门为家庭设计的，故探测器只需用到气体传感器（检测煤气泄漏、火灾等）和无线门磁（ 用于防盗窃）2.3.1 防区信号采集电路16路防区的输入信号收集电路如图2-3所示收集电路经由一种可用于编程的并行接口芯片8255 与单片机AT89C51的P0 口相接, 而16 路防区的输入信号则是先经过光电隔离后再与8255 的PA 口和PB 口相接。
PA 口和PB 口均设定为输入口, 16 路探测器的输入分别对应这16 个输入口系统再经过收集芯片8255的PA、PB口的数据来判断是否有警情产生P0.0~P0.7AT89C51 P2.5 P2.6 P2.7A0A1 8255 PA0~PA7D0~D7 PB0~PB7CS光电隔离16路探测器74HC37374HC138图2-3-1 16路防区信号采集电路2.3.2 ZYMQ-2气体传感器特点经过多方比对最终选择了ZYMQ-2 气体传感器ZYMQ-2 气体传感器的介绍如下：1) 广泛的探测范围2) 高灵敏度／快速响应恢复3) 优异的稳定性／寿命长简单的驱动电路应用：可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测1. 标准工作条件2. 环境条件3. 灵敏度特性4. 结构外形测试电路ZYMQ-2 气敏元件的结构和外形如图所示(结构A or B), 由微型AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。
封装好的气敏元件有６只针状管脚，其中４个用于信号取出，２个用于提供加热电流5. 灵敏度特性曲线6. 灵敏度调整ZYMQ-2型气敏元件对不同种类、不同浓度的气体有不同的电阻值因此，在使用此类型气敏元件敏度的调整是很重要的在此使用1。