基于51单片机的智能家居系统

5V 直流电源
人体 红外
寻光 模块
烟雾 模块
火焰 模块
震动 模块
单片机信 号分析处 理
系统 开启Leabharlann Baidu
路灯
风扇、 报警器 风扇、 报警器
报警器
12864 液 晶 显示
系统电路图如下所示：
4
图 1. 三、单元电路设计
1、电源模块
5
图 2. 图2
电源采用 220v/5V 变压器，由一个 2A 整流桥构成一个整流电路， 之后用一个 1000 微法和 0.1 微法的电容构成滤波电路，L7805cv 及 周边元件构成稳压电路，再经由电容滤波输出直流电压，发光二极 管构成指示灯作用（附图 2）。
一、方案设计
1、设计方案
为了实现智能家居信息自动反馈及处理功能，主要有以下方案可 供选择：
2
方案一：分别设立独立的信息获取单元和信息处理单元，两者之 间通过通信模块实现控制与联系。 方案二：设立较为简单的信息获取自动处理系统，对比较常见的 几种紧急情况进行自动处理。
2、方案论证选择
方案一较为复杂，需要进行多个独立单元的设计，并且需要使用 通信模块实现信息的控制处理，在硬件电路的连线以及程序的设计过 程中都需要较多的人力，而且方案一需要的前期投入较大，因而经过 论证方案一由于难度过大而被取消。
②寻光模块
采用光敏电阻传感器，功能特点： 1、可以检测周围环境的亮度和光强 2、灵敏度可调
7
3、工作电压3.3V-5V 4、输出形式：a、模拟量电压输出；b 、数字开关量输出（0和1） 5、设有固定螺栓孔，方便安装 6、小板PCB尺寸：3cm * 1.6cm 7、电源指示灯（红色）和数字开关量输出指示灯（绿色） 8、比较器采用LM393芯片，工作稳定
1
引言
家居智能化系统的概念起源于上世纪 70 年代的美国，随后，传播 到欧洲、日本等国并且得到了很好的发展。在我国，智能家居这一概 念推广较晚，约在 90 年代末家居智能化系统才得以进入国内，但发 展速度惊人，至今已存在相当数量的智能化小区及住宅。
所谓智能家居是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的 产物。它能够自动控制和管理家电设备，对家庭环境的安全进行监控 报警，并且能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环 境。家居智能化系统将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器 以及家庭保安装置通过有线或无线的方式连接起来，并进行集中或异 地的监控、管理，保持家庭住宅环境的舒适、协调。与普通的家居相 比，智能家居不仅具备传统的居住功能，提供舒适温馨，高效安全的 高品位生活环境，还将一个被动静止的居住环境提升为一个有一定智 慧协助能力的体贴的生活帮手，进一步优化住户的生活质量。
⑤震动模块
采用震动传感器，功能特点： 1、产品不震动时，震动开关呈断开状态，输出端输出高电平，绿色 指示灯不亮； 2、产品震动时，震动开关瞬间导通，输出端输出低电平，绿色指示 灯亮； 3、输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由 此来检测环境是否有震动，起到报警作用。 ⑥12864 液晶显示模块 基本特性:
6
（4）两种触发方式：（可跳线选择） a、不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输 出将自动从高电平变成低电平； b、可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果 有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后 才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会 自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的 起始点)。 （5）具有感应封锁时间(默认设置:2.5S 封锁时间)：感应模块在每 一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时 间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感 应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产 品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时 间可设置在零点几秒—几十秒钟)。 6、工作电压范围宽：默认工作电压DC4.5V-20V。 7、微功耗:静态电流<50 微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。 8、输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。
④火焰模块
采用火焰传感器，功能特点：
8
1、可以检测火焰或者波长在760纳米～1100纳米范围内的光源，打火 机测试火焰距离为80cm，对火焰越大，测试距离越远 2、 探测角度60度左右，对火焰光谱特别灵敏 3 、灵敏度可调（图中蓝色数字电位器调节） 4、比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA 5、配可调精密电位器调节灵敏度 6、工作电压3.3V-5V 7、输出形式 ：DO数字开关量输出（0和1）和AO模拟电压输出 8、设有固定螺栓孔，方便安装 9、小板PCB尺寸：3.2cm x 1.4cm 10、使用宽电压LM393比较器
2、信息获取模块
①人体红外模块（HC-SR501）
采用人体红外传感器，功能特点： （1）全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平， 人离开感应范 围则自动延时关闭高电 平，输出低电平。 （2）光敏控制（可选择，出厂时未设）可设置光敏控制，白天或光 线强时不感应。 （3）温度补偿(可选择，出厂时未设)：在夏天当环境温度升高至30～ 32℃，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。
方案二较为简单，其中的独立单元较少，而且利用单片机可以很 容易的实现信息获取单元与处理单元之间的联系，硬件设计与程序编 写都较为简单，因而选择方案二为电赛设计最终方案。 3.总体设计
本设计采用 AT89C52 系列单片机，分成电源模块、信息获取模 块、报警模块、液晶显示模块四部分。总体方案的设计主要是根据被 控对象的任务及工艺要求而确定的，设计方法大致如下：根据系统的 要求，首先确定出系统是采用开环系统还是闭环系统，或者是数据处 理系统。选择检测元件，在确定总体方案时，必须首先选择好被测参 数的测量元件，它是影响控制系统精度的重要因素之一。选择执行机 构，执行机构是微型机控制系统的重要组成部件之一。执行机构的选 择一方面要与控制算法匹配，另一方面要根据被控对象的实际情况确
基于 52 单片机的智能家居控制系统
队员 1： 姓名：田入运 性别：男 出生日期：1992.11.20 所在院系及专业：仪器科学与电气工程学院，测控技术与仪器 年级：12 级 教学号：65120305 邮箱：1079577885@qq.com 电话：15948321356 队员 2： 姓名：刘磊 性别：男 出生日期：1994.12.20 所在院系及专业：仪器科学与电气工程学院，电气工程及其自动化 年级：12 级 教学号：65120406 邮箱：liuleiduan@qq.com 电话：18844192970 队员 3： 姓名：孙喆 性别：男 出生日期：1994.08.16 所在院系及专业：仪器科学与电气工程学院，电气工程及其自动化 年级：12 级 教学号：65120437 邮箱：1119276388@qq.com 电话：18844193075 作品类别：1.
①人体红外模块（HC-SR501）····································- 6 ②寻光模块····························································- 7 ③烟雾模块···························································· - 8④火焰模块····························································- 8 ⑤震动模块····························································- 9 ⑤12864 液晶显示模块············································· - 9 ⑤报警模块·························································· - 11 四、附录······································································ - 11 五、参考文献································································ - 41 -
目录 摘要：···········································································- 1 引言··············································································- 2 一、方案设计··································································- 2 -
③烟雾模块
采用MQ-2气体传感器，功能特点： 1、采用优质双面板设计，具有电源指示和TTL信号输出指示； 2、具有DO开关信号（TTL）输出和AO模拟信号输出； 3、TTL输出有效信号为低电平。（当输出低电平时信号灯亮，可直 接接单片机或继电器模块） 4、模拟量输出电压随浓度越高电压越高。 5、对液化气，天然气，城市煤气，烟雾有较好的灵敏度。 6、有四个螺丝孔便于定位； 7、产品外形尺寸：32(L)*20(W)*22(H) 8、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性 9、快速的响应恢复特性
基于 52 单片机的智能家居控制系统 摘要：
本文提出一种基于为实现温室环境监测的便捷化，设计一种基于 AT89C52 的温室环境短信监测系统。该系统采用多种传感器实现对 火焰、震动、光照强度、烟雾浓度、人体红外、等情况的实时采集， 实现数据的获取、处理功能、LCD12864 显示环境参数，提高了对环 境数据采集的自动化水平。该系统设计实用，功能灵活多样，具有扩 展性好、实用性强、便于操作等特点，并具有较高的推广价值。 关键字：智能家居，AT89C52，LCD12864，传感器
1、设计方案·······························································- 2 2、方案论证选择·························································- 3 二、总体设计··································································- 3 三、单元电路设计····························································- 5 1、电源模块·······························································- 5 2、信息获取模块·························································- 6 -
9
低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）
显示分辨率:128×64 点，内置汉字字库，提供 8192 个 16×16 点阵
汉字(简繁体可选)
内置 128 个 16×8 点阵字符，2MHZ 时钟频率
显示方式：STN、半透、正显
驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS
视角方向：6 点
背光方式：侧部高亮白色 LED，功耗仅为普通 LED 的 1/5—1/10
3
定，最终画出整个系统流程图和原理图。 ①电源模块为系统提供 5V 电压 ②信息获取模块由人体红外传感器、寻光传感器、烟雾传感器、
火焰传感器、震动传感器等构成，实现对室内环境数据的采集 ③报警模块实现对信息的预警处理，达到对家庭环境安全的监控
报警 ④LCD 液晶显示模块显示各传感器模块的工作状态
系统总体工作流程：