基于單片機(jī)的智能感應(yīng)監(jiān)控的設(shè)計(jì)論文設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的智能感應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要：隨著當(dāng)今社會(huì)電子技術(shù)更新的日益加快，科技高速發(fā)展，人們對(duì)安全防范的要求也日益提高，故而設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的智能感應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)是很有必要的，該傳感器和微控制器設(shè)計(jì)煙霧報(bào)警裝置作為設(shè)計(jì)的核心，STC89C52是作為設(shè)計(jì)的主控芯片，煙霧檢測(cè)采用MQ-2檢測(cè)煙霧。煙霧報(bào)警信號(hào)采集煙霧和主要由前置放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)控制電路，顯示電路，并且所述聲光報(bào)警電路安全保護(hù)電路，設(shè)計(jì)合理，易于理解的，廉價(jià)的微控制器，使得所述抽吸集成應(yīng)用控制和智能監(jiān)控系統(tǒng)，它具有一定的實(shí)用價(jià)值。煙霧智能監(jiān)控系統(tǒng)連接的組件和軟件設(shè)計(jì)的功能之間本文描述的詳細(xì)說(shuō)明和解釋，并且其中包括接口至

2、主電路和外圍電路。關(guān)鍵字：熱釋電紅外傳感器；STC89C52單片機(jī)；GSM短信報(bào)警目 錄摘 要I1 緒論11.1研究目的12 系統(tǒng)分析22.1 整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求22.2 總體設(shè)計(jì)方案23 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)33.1 硬件電路介紹33.2 控制電路分析33.2.1 復(fù)位電路33.2.2基本的復(fù)位方式33.2.3熱釋電紅外傳感器簡(jiǎn)介53.2.4被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性63.2. 5DHT11溫濕度檢測(cè)模塊83.2.6 LCD液晶顯示電路103.2.7 GSM模塊124 器件介紹154.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介154.1.1 STC89C52單片機(jī)主要特性154.1.2管腳說(shuō)明

3、154.1.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器174.1.5.1主要特性174.1.5.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器0和1的控制和狀態(tài)寄存器184.2煙霧傳感器205軟件設(shè)計(jì)216 編譯器軟件介紹226.1使用 keil 軟件建立工程236.2 STC-ISP 軟件燒錄工具237硬件電路的布線與焊接23結(jié)論25參考文獻(xiàn)27附 錄28附 錄1：原理圖28附 錄2：程序30附 錄3：實(shí)物圖49基于單片機(jī)的智能感應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1 緒論1.1研究目的自上個(gè)世紀(jì)初，在北美地區(qū)的智能感應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)已略有雛形。同時(shí)，呼叫且直接連接到派出所，允許一些警官在接受呼叫并提供進(jìn)一步的幫助。隨后技術(shù)的進(jìn)步由于通信技術(shù)的發(fā)展，為客戶提供ATT電信增值

4、服務(wù)業(yè)，報(bào)警可以進(jìn)一步達(dá)到安全防護(hù)。然而，這種業(yè)務(wù)畢竟還很少見，大多數(shù)的人都很少接觸到更高層次的東西，僅僅只能借助身邊現(xiàn)有的技術(shù)及能觸碰到的物體來(lái)防護(hù)安全隱患，更不要說(shuō)利用高端的技術(shù)來(lái)達(dá)到肉眼無(wú)法感觸的安全隱患來(lái)保護(hù)自己或遠(yuǎn)程提醒。更難以普及，所以很自然，在科技迅猛發(fā)展的今天，手機(jī)已經(jīng)成為報(bào)警通訊的主要手段。通過(guò)電話線自動(dòng)電話撥號(hào)系統(tǒng)，并傳播到千家萬(wàn)戶，同時(shí)也出現(xiàn)了報(bào)警被前所未有的發(fā)展方式。從生活中各種技術(shù)的結(jié)合尤其是越來(lái)越全面智能的生活方式看來(lái)，基本的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)對(duì)于安全防護(hù)報(bào)警行業(yè)這一塊的發(fā)展，只有具備良好的溝通手段，在任何沒有預(yù)知的場(chǎng)所匯集報(bào)警信息給需要的被置于危險(xiǎn)的人，能讓當(dāng)事人可以

5、提前做好各種安全防護(hù)措施來(lái)保護(hù)自己及身邊的人。由此我們更需要借助當(dāng)前智能化社會(huì)所需的各種手段實(shí)施智能技術(shù)做到在何時(shí)何地尤其是陌生環(huán)境或者有老人小孩的家里都能提前感知危險(xiǎn)并做有效防護(hù)措施，基于此，本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)為控制芯片設(shè)計(jì)了一類在一定范圍類感知人體和感應(yīng)煙霧并做出聲音警報(bào)和發(fā)送短信到指定手機(jī)做到提前安全防護(hù)準(zhǔn)備的智能感應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)，來(lái)達(dá)到一定的時(shí)間可以安全逃離的準(zhǔn)備。2 系統(tǒng)分析2.1 整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求該設(shè)計(jì)一共由于兩個(gè)部分組合而成，它們分別是硬件和軟件設(shè)計(jì)所組成。分別是由數(shù)據(jù)采集模塊，微處理器控制，GSM報(bào)警子程序模塊構(gòu)成。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能。當(dāng)人們出去，警報(bào)系統(tǒng)可以在

6、葛提供遠(yuǎn)布防狀態(tài)檢測(cè)器一起工作，當(dāng)有人闖入，熱電型紅外線傳感器，用于檢測(cè)在人體內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的IR輻射的紅外線執(zhí)行驅(qū)動(dòng)SMS報(bào)警電路使GSM模塊微控制器的處理操作之后，發(fā)送文本消息到遠(yuǎn)程用戶防盜警報(bào)。2.2 總體設(shè)計(jì)方案 基于圖1所示的GSM短消息組成模塊對(duì)家庭防盜智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)架構(gòu)包括前端檢測(cè)器（熱電型紅外線檢測(cè)器），單芯片控制器，GSM SMS模塊，所述用戶終端的。 圖1 家庭防盜智能監(jiān)控系統(tǒng)框圖智能監(jiān)控系統(tǒng)的收集路由熱電型紅外線檢測(cè)器，常用檢測(cè)地點(diǎn)為門，窗，陽(yáng)臺(tái)等，此外報(bào)警信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)控制芯片STC89C52進(jìn)行進(jìn)一步的處理，控制模塊則發(fā)送觸發(fā)消息給用戶發(fā)送GSM 短信防盜報(bào)警器，防

7、盜報(bào)警器能夠該系統(tǒng)的家庭功能。其基本工作原理是：用于檢測(cè)紅外線輻射體，在紅外信號(hào)中檢測(cè)所述變化并將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)弱信號(hào)之后使用無(wú)源熱電型紅外線傳感器，信號(hào)濾波器的信號(hào)處理電路，放大，比較，輸出報(bào)警發(fā)送作為高電平MCU信息，MCU確定是否報(bào)警，如果報(bào)警條件被滿足時(shí)，通過(guò)所述變速器的控制信號(hào)接口RS232串行通信時(shí)，控制模塊GSM SMS消息發(fā)送給用戶，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)防盜報(bào)警器。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 硬件電路介紹微控制器是利用超大規(guī)模集成電路技術(shù)的數(shù)據(jù)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的特征在于用于處理的中央處理單元CPU的集成電路芯片，只讀存儲(chǔ)器ROM，各種I / O端口和中斷系統(tǒng)，其集成到小的硅定時(shí)器

8、/計(jì)數(shù)器功能晶片廣泛用于微型計(jì)算機(jī)的工業(yè)控制系統(tǒng)，但該字段的完整配置。這里的STC89C52 SCM，它是8位微控制器51，硬件電路分為動(dòng)力部分，霍爾器件速度（速度信號(hào)處理電路），所述SCM系統(tǒng)，五個(gè)部分ISP下載接口和LCD顯示電路。3.2 控制電路分析 3.2.1 復(fù)位電路SCM在啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。通過(guò)一個(gè)按鈕復(fù)位電路S1，和電阻器R1的電解電容EC1組合物。手動(dòng)復(fù)位按鈕和電源自動(dòng)復(fù)位功能。系統(tǒng)復(fù)位按鈕被經(jīng)過(guò)兩個(gè)主接口信號(hào)采集非自動(dòng)復(fù)位按鈕自動(dòng)復(fù)位;所檢測(cè)的電壓上升從低電平到系統(tǒng)中，這時(shí)間段為高電平，通過(guò)該電阻器并且在路徑之間形成的系統(tǒng)的地面，然后自動(dòng)拉出后已過(guò)，使得高電平向低電平

9、來(lái)自微控制器，即，使得功率被自動(dòng)復(fù)位到復(fù)位微控制器。3.2.1 基本的復(fù)位方式 該系統(tǒng)采用內(nèi)部從實(shí)施例時(shí)鐘電路和電源復(fù)位電路復(fù)位，如圖3和圖4所示的實(shí)施例圖：圖2時(shí)鐘電路圖3 復(fù)位電路由于該裝置不包括上拉電阻器內(nèi)部端口P0，在一個(gè)高阻抗?fàn)顟B(tài)不能正常地輸出高/低，因此該組I /必須用一個(gè)外部上拉電阻O端口一起使用。3.2.3熱釋電紅外傳感器簡(jiǎn)介熱電型紅外線傳感器（稱為PIR）元件是開發(fā)的紅外輻射的新高靈敏度的檢測(cè)，可以檢測(cè)80.在非接觸能量體，使得它們形成一個(gè)特殊的主體，用于檢測(cè)紅外輻射傳感器，所述傳感器是在整個(gè)系統(tǒng)的臨界，紅外傳感器只能檢測(cè)人類的身體，見下圖4。圖4熱釋感應(yīng)傳感器3.2.4被動(dòng)

10、式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性涅耳透鏡片合適與否直接影響使用不當(dāng)配備有錯(cuò)誤的操作，這將導(dǎo)致用戶信任顯影劑損失的有效性。這是有效地檢測(cè)在空間焦點(diǎn)的紅外線傳感器，從而產(chǎn)生多個(gè)不同的監(jiān)控視場(chǎng)時(shí)，視場(chǎng)，嚴(yán)格控制的性能要求中的作用。圖5建模菲涅耳透鏡。圖5 菲涅耳透鏡3.2.5 DHT11溫濕度檢測(cè)模塊這種溫濕度傳感器，能夠把已經(jīng)校準(zhǔn)的收集在應(yīng)用程序中的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行輸出，并且具有很高的信賴性以及很穩(wěn)定的長(zhǎng)期的使用性能，這樣的溫度傳感器每個(gè)都包括有NTC元件，因此，產(chǎn)品的質(zhì)量，反應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，高濕度成本。每個(gè)傳感器可以以非常精確的校準(zhǔn)并對(duì)DHT11濕度進(jìn)行校準(zhǔn)。 OT情況下的程序存儲(chǔ)器，所述校

11、準(zhǔn)因數(shù)，內(nèi)部傳感器模型驗(yàn)證過(guò)程，該程序形成校準(zhǔn)因子。 方便集成有線串行接口，體積小，功耗低，因此選擇DHT11溫濕度檢測(cè)模塊。技術(shù)參數(shù)電源電壓3.35.5V直流輸出單線數(shù)字信號(hào)精度濕度5 H，溫度2分辨率濕度1H，溫度1互換性完全互換長(zhǎng)期穩(wěn)定性New Project（Project-Open Project表示為打開一個(gè)已經(jīng)存在的工程），然后，我們就會(huì)看到界面在出現(xiàn)的對(duì)話框中點(diǎn)擊選擇工程存在路徑，然后左鍵單擊“保存”后，就會(huì)出現(xiàn)如圖14所示的界面。接下來(lái)在這個(gè)界面上擇取我們所用的開發(fā)板的單片機(jī)型號(hào)：STC89C52（具體選擇什么樣的型號(hào)看開發(fā)板上具體型號(hào)就行），然后單擊“確定”。圖14 單片機(jī)

12、型號(hào)選擇窗口6.1 STC-ISP軟件燒錄工具當(dāng)Keil軟件編寫程序完成以后，接下來(lái)我們就要看Keil軟件編譯完成的程序并找到編譯完的生成后綴為.hex的可執(zhí)行二進(jìn)制文件，然后打開軟件STC-ISP，把生成的這份.hex文件下載到單片機(jī)中，選擇正確的串口然后開始運(yùn)行。STC-ISP軟件主要就是專門用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的程序燒錄然后傳進(jìn)單片機(jī)的軟件。如圖15為此軟件的工作界面，在一般正常狀況下只需要使用默認(rèn)設(shè)置就可以對(duì)程序進(jìn)行下載，最后一步再在下載器能準(zhǔn)確連接單片機(jī)和PC機(jī)串口上，STC-ISP軟件就能夠自動(dòng)識(shí)別單片機(jī)最終建立通信通道。 圖15 STC-ISP燒錄軟件7 焊接硬件電路布線硬件設(shè)計(jì)到本

13、遙控發(fā)射器，遙控接收電路。前焊接應(yīng)該仔細(xì)焊接，連接銷期間熟悉芯片的管腳，參照電路圖。焊接依照以下原則：（1）第一焊接每個(gè)芯片的電源和地，使得每個(gè)芯片，以確保正確的操作電壓;（2）相同的碼片序列要被焊接，從而可以節(jié)約時(shí)間，同樣減少錯(cuò)誤率;（3）注意，焊接完成檢查電路的每個(gè)部分是正確的，如果必要的話，以驗(yàn)證功率。8 結(jié)論在開發(fā)單片機(jī)智能感應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我深刻認(rèn)識(shí)到分析需求在整個(gè)軟件開發(fā)過(guò)程中的重要性，沒有做需要系統(tǒng)的分析開發(fā)，問(wèn)題較多，后期發(fā)現(xiàn)成本比較大。同時(shí)也明白了大學(xué)課堂上基礎(chǔ)知識(shí)的重要和必要性?，F(xiàn)在是加強(qiáng)基礎(chǔ)語(yǔ)法的學(xué)習(xí)。軟件工程是非常強(qiáng)的，不僅是老師的解釋，只有讀書是不行的，只有設(shè)

14、計(jì)出自己的系統(tǒng)，所以，我知道什么是重要的只是理論上的，而不是理論和實(shí)踐，只有理論知識(shí)和一起學(xué)習(xí)，并得出結(jié)論認(rèn)為，要想真正了解真實(shí)的戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)踐相結(jié)合的不夠，所以要提高自己的能力和獨(dú)立思維和邏輯思維能力，程序編寫能力，電路搭建能力，維護(hù)及修改能力，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)上，我遇到了很多困難，讓我焦頭爛額，多次嘗試放棄，但最終完成所有工作，非常興奮，這是努力的結(jié)果?，F(xiàn)在，我有信心面對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)。近四到個(gè)周的設(shè)計(jì)和開發(fā)后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本開發(fā)完畢。我們遇到了在此過(guò)程中許多困難，如焊接錯(cuò)誤，電路報(bào)錯(cuò)，代碼不正常運(yùn)行等。由于縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，所以該系統(tǒng)是不是在很多地方，如功能要求上不是很滿意，功能不健全等諸多問(wèn)題。在系統(tǒng)開

15、發(fā)過(guò)程中的過(guò)程中，我深深感到這是一個(gè)系統(tǒng)的需求的重要性分析是首先要了解如何建立從功能分析，功能分析模塊，這些都有待進(jìn)一步的提高。從總體來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的效果，實(shí)現(xiàn)了智能感應(yīng)監(jiān)控，將有害氣體報(bào)警，溫濕度顯示，防盜報(bào)警和短信報(bào)警功能實(shí)現(xiàn)出來(lái)。由于有限的個(gè)人能力和時(shí)間，系統(tǒng)存在一些缺陷，有待提高，希望老師們寶貴的意見，我會(huì)盡量改善。致 謝第一，誠(chéng)摯的感謝我的指導(dǎo)老師兼陪伴了四年非常熟悉的葛老師對(duì)我的論文的精心指導(dǎo)，我得到了很多的收獲，不管是專業(yè)上的還是寫作上的，葛老師都非常的熱心指導(dǎo)，讓我特別是在專業(yè)上的薄弱的地方都獲益匪淺；四年的學(xué)業(yè)生涯中，我很敬佩葛老師工作上矜矜業(yè)業(yè)的敬業(yè)精神和學(xué)術(shù)上的知識(shí)

16、淵博以及對(duì)學(xué)生是亦師亦友，對(duì)此，對(duì)我的導(dǎo)師致以最真摯的感謝與祝福。第二，感謝我的班主任以及信息工程學(xué)院陪伴我四年的老師們的教導(dǎo)，他們不僅是教了我知識(shí)，更教會(huì)了我要德行合一、一生學(xué)習(xí)。讓我能在學(xué)校度過(guò)愉快、踏實(shí)又充滿新奇的四年。致以我最真心的感謝。第三，感謝我的家人和朋友貼心的問(wèn)候和關(guān)心，無(wú)論我在何方，在未來(lái)的工作上或生活中，無(wú)論我是成功與否，我都滿懷感恩，與你們同行。參考文獻(xiàn)1 胡漢才.單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:清華大學(xué)出版社,2002:39-40.2 丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用第2版M.北京:機(jī)械工業(yè)出社,2001.1:43-46.3 王清珍.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.大連:大連理工大學(xué)出

17、版社,2009:23-24.4 倪云峰.單片機(jī)原理與應(yīng)用M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2009:35-40. 5 朱林生.一種居民住宅綜合智能監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)J，電子產(chǎn)品世界，2001，10(5)：48-49.2.6 曹立進(jìn)，高敦堂.家用自動(dòng)電話智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J，微處理機(jī)，2000，5(3)：30-33.7 陳志偉.用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的多功能報(bào)警器J，杭州電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，18(3)：43-46. 8 楊繼生，劉芬. 霍爾傳感器A44E在車輪測(cè)速中的應(yīng)用研究J. 9 郝建國(guó)，鄭燕單片機(jī)在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用M北京：清華大學(xué)出版社，2006. 10 郭兆正.單片機(jī)遙控防盜智能監(jiān)

18、控系統(tǒng)J，錦州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，22(1)：37-39.1.附 錄附 錄1：原理圖原理圖附 錄2：部分程序 uint Nd_dat=0; /煙霧濃度數(shù)據(jù)uchar L_temp=30; / 溫度報(bào)警值uint L_Hum=8000;/濃度報(bào)警值 sbit BEEP=P10; /蜂鳴器sbit huo=P12; /霍爾sbit hw=P13; /紅外人防檢測(cè)/*延時(shí)子程序*/void Delay_1ms(unsigned int xms)unsigned int i,j;for(i=xms;i0;i-)for(j=122;j0;j-);/*按鍵端口定義*/sbit KEY_TIME_SET=P16; /布防sbit KEY_TIME=P32; /加sbit KEY_TIME_ADD=P33; /加sbit KEY_TIME_MIN=P34; /減 /*按鍵子程序*/void keyscan() if(KEY_TIME_SET=0)Delay_1ms(5