传感器课程设计报告--智能家居监控系统设计--大学毕业设计论文

电气工程学院

传感器课程设计报告

班级：电132

姓名：袁吉收

学号：1312021047

设计题目：智能家居监控系统设计设计时间：2015.12.22~12.28

评定成绩：

评定教师：

摘要

本文设计的智能家居系统以AT89C51单片机为核心控制单元，实时获取DS18B20温度传感器、TGS813气敏传感器、UD-02感烟传感器数据.并通过LCD1602来显示当前的状态。

关键字：AT89c51、DS18B20、TGS813、UD-02、LCD1602

目录

一、题目要求

1.1 题目介绍

1.2 模块分解

二、方案设计

2.1 方案介绍

三、硬件设计

3.1硬件原理图

四、软件设计

4.1时序图

五、设计总结

六、参考文献

附件：程序代码

一、题目要求

1.1智能家居监控系统设计

以提高家居生活的安全性、舒适度、人性化为目的，设计智能家居监控系统。利用所学的传感器与检测技术知识，实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾（烟雾）的检测（以上检测项目必做。在此基础上增加检测项目并具有可行性，加分。除环境监测项目外，也可增加人体信号检测等。）。各检测节点可通过无线方式连接到主机，检测到危险信号后，主机可采用声光报警或远程报警。

要求（1）用Protel 画出设计原理图；

智能化家居中的

传感器 活动物体 传感器 烟雾传感器 二氧化碳 传感器 温度传感器

火焰传感器

总 线

终端 控制对象

（2）采用Quaters II、Maxplus II、multisim（EWB）、pspice、Proteus中的一种或几种软件，完成系统电路图部分或全部仿真，在设计说明书中体现仿真结果；

（3）写设计说明书；

1.2模块分解

1. 温度检测：采用DS18B20温度传感器。

2. 煤气泄漏检测：气敏传感器TGS813来检测空气中的可燃性气体。

3. 烟雾检测：UD-02离子感烟传感器检测空气中烟雾。

二、方案设计

2.1方案设计及选择

在实际设计中我们要考虑的因素有很多，比如成本最低、性价比最高、性能最优、功能最强、界面最友好等等。而本次课设我采用了性价比最高的方案（首先能实现基本功能）。选用了DS18B20、TGS813、UD-02、LCD1602模块实现本次设计。

基于AT89c51的智能家居系统设计

智能家居是人们的一种居住环境，其以住宅为平台安装有智能家居

系统，实现家庭生活更加安全，节能，智能，便利和舒适。以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑（Intelligent Home/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。

智能家居系统让您轻松享受生活。出门在外，您可以通过电话、电脑来远程遥控您的家居各智能系统，例如在回家的路上提前打开家中的空调和热水器；到家开门时，借助门磁或红外传感器，系统会自动打开过道灯，同时打开电子门锁，安防撤防，开启家中的照明灯具和窗帘迎接您的归来；回到家里，使用遥控器您可以方便地控制房间内各种电器设备，可以通过智能化照明系统选择预设的灯光场景，读书时营造书房舒适的安静；卧室里营造浪漫的灯光氛围……这一切，主人都可以安坐在沙发上从容操作，一个控制器可以遥控家里的一切，比如拉窗帘，给浴池放水并自动加热调节水温，调整窗帘、灯光、音响的状态；厨房配有可视电话，您可以一边做饭，一边接打电话或查看门口的来访者；在公司上班时，家里的情况还

可以显示在办公室的电脑或手机上，随时查看；门口机具有拍照留影功能，家中无人时如果有来访者，系统会拍下照片供您回来查询。

2.1.1DS18B20的原理

DS18B20的特点:

DS18B20 单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点：

( 1 )采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20 的双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。

( 2 )测量温度范围宽，测量精度高DS18B20 的测量范围为-55 ℃

~+ 125 ℃; 在-10~+ 85°C范围内，精度为± 0.5°C 。

( 3 )在使用中不需要任何外围元件。

( 4 )持多点组网功能多个DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。

( 5 )供电方式灵活DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。

( 6 )测量参数可配置DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定

9~12 位。

( 7 ) 负压特性电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

( 8 )掉电保护功能DS18B20 内部含有EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。

DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。

DS18B20管脚排列：

1. GND为电源地;

2. DQ为数字信号输入/输出端;

3. VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)

DS18B20 单线通信：