智能家居监控专业系统设计.docx

电气工程学院传感器课程设计汇报班级：自133姓名：王高飞学号：131076设计题目：智能家居监控系统设计设计时间：.6.20~6.24评定成绩：评定老师：【摘要】智能家居以住宅为平台，将建筑、网络通信、信息家电、管理融为一体高效、舒适、安全、便利、环境保护家居环境。智能家居是一个多功效系统，包含家庭内部安全防范、家居布线系统、家电控制、远程视频监控系统等。家居智能化设计包含传感器检测，信号传输，结果处理等。但现在仍未普及，而且现在智能家居国际标准未成热，所以智能家居监控系统仍然存在宽广发展空间。本文设计智能家居系统以AT89C51单片机为关键控制单元，实时获取DS18B20温度传感器、MQ-2煤气（烟雾）传感器、HC-SR501人体红外线传感器数据，并经过LCD1602来显示目前状态。除此之外，本文还设计了基于新型MEMS传感器老年人跌倒监测系统。【关键词】智能家居、AT89C51、MQ-2、HC-SR501、LCD1602、MPU6050目录1.设计要求51.1.设计题目：智能家居监控系统设计51.2.设计要求分析52.总体方案62.1.模块方案选择62.1.1.单片机模块62.1.2.温度检测模块62.1.3.煤气、烟雾检测模块72.1.4.外人入侵检测模块82.1.5.老人跌倒监测模块82.1.6.无线通信模块82.2.方案设计103.硬件设计113.1.关键器件介绍113.1.1.AT89C51介绍113.1.2.煤气、烟雾传感器MQ-2123.1.3.人体红外传感器HC-SR501133.1.4.温度传感器DS18B20133.1.5.加速度传感器MPU6050143.1.6.nRF24L01无线收发模块153.2.电路各单元原理图163.2.1.USB接口及电源163.2.2.晶振及复位电路173.2.3.最小系统173.2.4.LCD1602液晶显示电路183.2.5.报警电路183.2.6.无线通讯和稳压单元193.3.各模块电路原理图193.3.1.温度检测模块193.3.2.外人入侵检测模块203.3.3.煤气、烟雾检测模块213.3.4.老人跌倒监测报警模块223.3.5.主机模块234.软件设计244.1.温度检测报警模块244.2.煤气、烟雾检测模块285.系统仿真305.1.温度报警检测模块305.2.煤气、烟雾报警模块315.3.仿真不足315.4.方案改善326.设计总结33参考文件.....................................................................................................................34设计要求设计题目：智能家居监控系统设计以提升家居生活安全性、舒适度、人性化为目标，设计智能家居监控系统。利用所学传感器和检测技术知识，实现家居温度、煤气泄漏、外人闯进、火灾（烟雾）检测（以上检测项目必做。在此基础上增加检测项目并含有可行性，加分。除环境监测项目外，也可增加人体信号检测等。）。各检测节点可经过无线方法连接到主机，检测到危险信号后，主机可采取声光报警或远程报警。设计要求分析假如要实现以上功效，进行以下功效分解：对室内4个地点（如卧室、客厅等）温度检测，满足自动控制温度要求。对室内空气中煤气、烟雾含量进行监控，一旦超出所设定值，则报警装置开启，警示灯亮。设计预防外人侵入模块，采取红外线人体感应传感器，一旦有些人进入监测范围内，则报警装置开启，警示灯亮。除满足以上基础要求外，另采取MPU6050加速度传感器对室内老人跌倒情况进行监测，一旦老人跌倒，自动装置会报警，并通知家眷及门卫，立即采取方法。总体方案模块方案选择单片机模块方案一：使用AT89C51单片机模块。AT89C51是一个带4K字节FLASH存放器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）和128BYTES随机数据存放器低电压、高性能CMOS8位微处理器。内置功效强大微型计算机AT89C51提供了高性价比处理方案。方案二：使用MSP430单片机模块。MSP430系列单片机是美国德州仪器1996年开始推向市场一个16位超低功耗、含有精简指令集（RISC）混合信号处理器（MixedSignalProcessor）。其含有处理能力强、运算速度快、超低功耗、片内资源丰富等特点，所以在很多单片机领域全部得到广泛应用。AT89C51相对于MSP430即使存放容量小，功效较为逊色。不过出于我对AT89C51单片机较为熟悉，而且AT89C51足以满足此次设计任务，所以我选择AT89C51模块。一下全部模块单元中，全部采取AT89C51作为微控制器。温度检测模块方案一：经过使