基于单片机的多功能家居警报系统.doc

1、基于单片机的多功能家居警报系统摘 要家庭报警系统由主控制模块、温度传感器模块和温度显示电路、热释电红外传感器和霍尔传感器、光敏电阻、烟雾传感器等模块组成。以 AT89C52 单片机最小系统板组成的主控制电路为核心，使用DS18B20 温度传感器检测实时温度，用 LCD1602 显示实时温度和键盘设置温度上下限，当实时温度高于设置温度时报警并风扇自动启动，直到实时温度低于设置温度，当实时温度低于设置温度时报警并启动加热装置。关键词AT89C52；DS18B20；温度报警器；烟雾传感器；光敏电阻 中图分类号：TP327 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0216-01

2、1 研究背景 随着社会的发展，越来越多的家庭开始安装使用家庭报警，所以对于家庭报警系统的多功能、高性能、稳定性的需求越来越高。家庭报警器是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。报警主机是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使其迅速采取应急措施。家庭防盗器广泛应用在城市实时视频监控系统等众多领域。 2 方案设计思想 此次设计主要解决目前家庭报警器的功能单一，性能不稳定和价格昂贵等问题。在本系统中使用温度传感器实时检测卧室的温度，通过

3、与按键设置的温度相比较，当实时温度高于设置温度时，开启风扇（或空调）降温。当实时温度低于设置温度时，启动电热器（或空调）升温，目的是维持室内温度。将红外对管放到窗户、阳台、门上用于检测是否有人经过，如果有人经过，启动报警电路通知主人。把烟雾传感器安装到厨房，用于检测烟雾和煤气，当检测到烟雾和煤气时发出警报并启动排气扇进行通风换气。使用霍尔元件检测门是否关闭和检测门是否正常开启，如果非正常开启，发出警报声。 3 系统总框架图 由上述方案设计思想，采用系统总框图，总框图由温度传感器，烟雾传感器，霍尔元件传感器，LCD1602 液晶屏，按键设置温度，风扇，加热器以及报警电路组成，如图 3-1 所示。

4、 4 主控电路的设计 硬件设计中最核心的器件是单片机 AT89C52，一方面接收各个传感器的信号，处理信号并产生相应的信号控制其它电路。另一方面驱动LCD1602 的显示。整个系统的软件编程通过 C 语言对单片机 AT89C52 实现其控制功能。 4.1 AT89C52 系列单片机 AT89C52 系列单片机产品繁多，主流地位已经形成。多年来的应用实践已经证明，AT89C52 的系统结构合理，技术成熟，许多单片机芯片倾力于提高 AT89C52 系列产品的综合功能，从而形成了 AT89C52 的主流产品的地位，今年来推出的与 AT89C52 兼容的主要产品有 ATMEL 公司融入flash 存储

5、器技术推出的 AT89 系列单片机；Philips 公司推出的80C52、80C552 系列高性能单片机；华邦公司提出的 W78C51、W77C51 系列高速低价单片机；ADI 公司推出的 AduC8xx 系列高精度 ADC 单片机3；Cygnal 公司推出的 C8051f 系列高速单片机；由此可见，89C52 已经成为事实上的单片机主流系列，所以，本次设计选择 89C52 单片机。 4.2 液晶显示屏各种图形的显示原理 线段的显示，点阵图形式液晶由 MN 个显示单元组成，假设 LCD 显示屏有 64 行，每行有 128 列，每 8 列对应 1 字节的 8 位，即每行由 16字节，共 168=

6、128 个点组成，屏上 6416 个显示单元与显示 RAM 区1024 字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 区的 000H00FH 的 16 字节的内容决定，当（000H）=FFH 时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为 8 个点；当（3FFH）=FFH 时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH， （001H）=00H， （002H）=00H， （00EH）=00H， （00FH）=00H 时，则在屏幕的顶部显示一条由 8 段亮线和 8 条暗线组成的虚线。这就是 LCD显示的基本原理。 字符的显示：用 LCD 显示一个字符时

7、比较复杂，因为一个字符由68 或 88 点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM 区的 8 字节，还要使每字节的不同位为“1” ，其它的为“0” ，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了， 可以让控制器工作在文本方式，根据在 LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示 RAM 对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。 汉字的显示，汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件） ，每个汉字占 32B，分左右两半，各占 16B，左边为 1、3、5右边为

8、2、4、6根据在 LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示 RAM 对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加 1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节，直到 32B 显示完就可以 LCD 上得到一个完整汉字。 4.3 温度报警电路的设计 在设计中我们选择 DS18B20 温度传感器检测实时温度。DS18B20 是DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器，具有 3 引脚 TO-92 小体积封装形式；温度测量范围为-55+125，可编程为 9 位12 位 A/D 转换精度1，测温分辨率可达 0.0625，被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出；其工作电源

9、既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个 DS18B20 可以并联到 3 根或 2 根线上，CPU 只需一根端口线就能与诸多 DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使 DS18B20 非常适用于远距离多点温度检测系统。DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。 5 结论 本章主要讲述了家庭智能报警器的设计思想和设计方案，用系统总框架图来体现智能家庭报警器的工作流程，介绍了温度报警电路的设计。控制器使用的是性价比较高的单片机利用不同传感器对不同环境进行检测然后反馈信号到单片机，单片机再对信号处理从而达到警报的效果。 参考文献 1 肖学云，无线电制作精汇M.北京.人民邮电出版社 2 王守中，51 单片机开发入门与经典实例M.北京：人民邮电出版社 3 谭浩强，C 程序设计（第二版） M.北京：清华大学出版社 4 郭永贞，数字电子技术D .西安：西安电子科技大学出版社 5 吴国经，单片机应用技术M.北京：中国电力出版