家居环境监测系统的智能化设计
【】家居环境的智能化监测是通过住房，网络，环境监测，信息发送合为一体的智能化家居环境监测设计。本文设计包括环境的监测，电路通信和信息提示的各项处理。目前国内的智能化家居还未十分普及，技术不过关，所以在以后的科技发展中家居环境监测还有很长很长的路要走。本设计是基于GSM模块实时发送家居环境中的各项数据信号，在将GSM模块设计成一个网络通过STC单片机对家居环境进行检测和反馈，运用DHT温湿度传感器，MQ烟雾传感器和GSM模块等为基础进行研究。本文设计主要分下面四大方面单片机电路设计，传感器电路设计，GSM信号电路设计和设计软件的调试。
目录
一．绪论 1
（一）课题设计的发展及现状 1
（二）课题研究的目的及方法 1
（三）要达到的技术要求 2
二．本课题的设计方案 2
（一）任务分析 2
（二）?系统设计方案 2
（三）总体框图 4
三．?系统硬件设计 5
（一）单片机系统的设计 5
(二)显示电路设计 5
（三）?温湿度检测和烟雾检测电路设计 9
（四）GSM模块设计 15
四．?软件设计 15
（一）?系统原理图 15
（二）烟雾检测与报警程序设计 16
（三）?温湿度监测与显示 17
五．?系统测试 18
（一）系统参数的设定 18
（二）测试现象 18
（三）测试总结 18
六．?总结 19
致谢
参考文献
附录
一．绪论
家居环境的智能化监测是通过住房，网络，环境监测，信息采集合为一体的智能化家居环境。
（一）课题设计的发展及现状?
现代社会发展到今天，我们可以知道以前的苦日子一去不返了,看到人们的日子是越过越好，可见我们对生活质量的要求也随之越来越高。科技的发展让人们知道未来的家居环境将走向智能化，由一部手机通过网络无线控制。未来人们居住的环境越来越智能化，我们能实时了解家居环境的变化通过一个终端控制然后可以根据检测到数据改变居住的环境提高生活水 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
平。以GSM模块组成的网络为核心，我们可以通过使用温湿度检测器来采集家中温湿度数据，根据空气中的气体浓度检测家中是否有气体的泄露，通过烟雾传感器采集空气中烟雾数据，通过AD0832转换成数字两，当采集环境中的各项数据超出我们所设定的值，蜂鸣器就会发出声音，报警灯开始闪烁，最后通过GSM模块向住户所设定好的号码发送测试信息。?
1.国内现状?
我国从1994开始发展智能家居技术，到今天我们的家居环境已发生很大的变化，变得越来越智能化，生活更加便利。随着技术的日渐成熟，各项技术难关被攻克，所以我可以预估我的国家发展智能家居这方面的技术会很快就追上西方发达国家并超越他们。从目前我国的发展状况来看智能家居的未来将是伟大的。?
2.国外现状?
国外家居的智能化相比我国来说起步较早，技术更显的成熟完善，特别像美国欧洲等西方发达国家在智能家居发展方面很快速。智能家居技术的发展让生活变得更加便捷，安全，舒适。自1984年以后，西方各国如新加坡等相继发展家居智能化技术，到现今他们的家居智能化技术已相当成熟。?
（二）课题研究的目的及方法?
火的使用在日常生活中运用广泛，但人们在使用便捷的过程中也伴随着危险，这些意外往往使人们感到十分悲痛。每年都有很多家庭因为火灾感到悲痛。与亲人从此阴阳两隔。所以我们需要在日常生活中需要对火的监测尤为重要。因为起火时产生烟和其他物质是必要的。因此，我们用设计的物品检测空气中气体当超标时会发出警报声音。对家居环境监测通过网络与住户的手机联系起来，让住户对自己家的环境情况实时了解和监测。当家居环境出现异常时住户能够第一时间收到智能家居的信息提示。所以，家居环境监测越发智能化是现在人们对生活的追求和向往。所以，对于本课题的研究十分有必要。
虽然在中国智能家居发展近二十年，自1994以来，我国的家居智能化仍存在大量的技术问题，使其推广面不大，到现在为止还未普及到各家各户中，所以我国的家居环境智能化监测还有很长的路要走。家居环境智能化监测可以提高人们居住安全环境，为人们提供一个安全的居住环境是现在人们所向往的。
（三）要达到的技术要求
当空气中气体浓度，温湿度，粉尘超出我们设定的标准值，能够及时通过蜂鸣器报警和发送信息给住户，让住户及时了解自己的居住环境并作出相应措施来解决现状。?
二．本课题的设计方案?
（一）任务分析?
硬件设计：首先单片机电路设计，让单片机具有烧写和复位功能。然后是显示电路设计，通过显示屏来直观的了解测试各项数据。第三步是各传感器电路的设计，收集居住环境的各项参数。最后是GSM模块电路和报警电路设计，通过报警和信息传送来对居住环境进行检测和提示。
软件设计：第一步我们先来做好LCD的设计电路，让它恢复初始化状态，第二步我们就来设计各个传感器的电路，如空气中粉尘的浓度，温度和湿度，烟雾浓度等测试项目。通过显示屏显示测试的各项指数，最后是通过GSM模块发送采集信息发送的设计。
（二）?系统设计方案
系统设计选用89C52作为控制芯片，对于环境监测的数据，如温湿度数据，用DHT来采集，最后将检测到的各项数据信息发送到住户设定的手机上，让住户实时了解家居环境状况，这一步骤通过GSM来实现。其设计框图如图22所示。?
1.选择单片机：??
我们所选用的这款单片机价格便宜，编程简易，可靠性高。具有各项优越的性能指数，如抗干扰，稳定性高。其引脚图如下图21所示
图21 STC89C52RC引脚图
参数：?
在3伏电压的单片机中它的工作电压在2伏到3.8伏之间,在5伏的单片机中工作电压在3.3伏到5.5伏之间.
它的工作频率范围在0～40兆赫兹之间，实际上当它工作时的频率为48兆赫兹
8K字节的用户空间大小
集成片上的512字节RAM
16位定时器有3个，分别为T0，T1和T2
两个工作时的温度,范围在0到75摄氏度和40到85摄氏度
这款单片机微机的工作模式
它的工作模式有三种,分别为正常情况下的模式7ma典型电力，典型电力为2ma的模式是空闲模式，最后一种是关机状态下的模式，它的典型电源为小于0.1微安。
目录
一．绪论 1
（一）课题设计的发展及现状 1
（二）课题研究的目的及方法 1
（三）要达到的技术要求 2
二．本课题的设计方案 2
（一）任务分析 2
（二）?系统设计方案 2
（三）总体框图 4
三．?系统硬件设计 5
（一）单片机系统的设计 5
(二)显示电路设计 5
（三）?温湿度检测和烟雾检测电路设计 9
（四）GSM模块设计 15
四．?软件设计 15
（一）?系统原理图 15
（二）烟雾检测与报警程序设计 16
（三）?温湿度监测与显示 17
五．?系统测试 18
（一）系统参数的设定 18
（二）测试现象 18
（三）测试总结 18
六．?总结 19
致谢
参考文献
附录
一．绪论
家居环境的智能化监测是通过住房，网络，环境监测，信息采集合为一体的智能化家居环境。
（一）课题设计的发展及现状?
现代社会发展到今天，我们可以知道以前的苦日子一去不返了,看到人们的日子是越过越好，可见我们对生活质量的要求也随之越来越高。科技的发展让人们知道未来的家居环境将走向智能化，由一部手机通过网络无线控制。未来人们居住的环境越来越智能化，我们能实时了解家居环境的变化通过一个终端控制然后可以根据检测到数据改变居住的环境提高生活水 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
平。以GSM模块组成的网络为核心，我们可以通过使用温湿度检测器来采集家中温湿度数据，根据空气中的气体浓度检测家中是否有气体的泄露，通过烟雾传感器采集空气中烟雾数据，通过AD0832转换成数字两，当采集环境中的各项数据超出我们所设定的值，蜂鸣器就会发出声音，报警灯开始闪烁，最后通过GSM模块向住户所设定好的号码发送测试信息。?
1.国内现状?
我国从1994开始发展智能家居技术，到今天我们的家居环境已发生很大的变化，变得越来越智能化，生活更加便利。随着技术的日渐成熟，各项技术难关被攻克，所以我可以预估我的国家发展智能家居这方面的技术会很快就追上西方发达国家并超越他们。从目前我国的发展状况来看智能家居的未来将是伟大的。?
2.国外现状?
国外家居的智能化相比我国来说起步较早，技术更显的成熟完善，特别像美国欧洲等西方发达国家在智能家居发展方面很快速。智能家居技术的发展让生活变得更加便捷，安全，舒适。自1984年以后，西方各国如新加坡等相继发展家居智能化技术，到现今他们的家居智能化技术已相当成熟。?
（二）课题研究的目的及方法?
火的使用在日常生活中运用广泛，但人们在使用便捷的过程中也伴随着危险，这些意外往往使人们感到十分悲痛。每年都有很多家庭因为火灾感到悲痛。与亲人从此阴阳两隔。所以我们需要在日常生活中需要对火的监测尤为重要。因为起火时产生烟和其他物质是必要的。因此，我们用设计的物品检测空气中气体当超标时会发出警报声音。对家居环境监测通过网络与住户的手机联系起来，让住户对自己家的环境情况实时了解和监测。当家居环境出现异常时住户能够第一时间收到智能家居的信息提示。所以，家居环境监测越发智能化是现在人们对生活的追求和向往。所以，对于本课题的研究十分有必要。
虽然在中国智能家居发展近二十年，自1994以来，我国的家居智能化仍存在大量的技术问题，使其推广面不大，到现在为止还未普及到各家各户中，所以我国的家居环境智能化监测还有很长的路要走。家居环境智能化监测可以提高人们居住安全环境，为人们提供一个安全的居住环境是现在人们所向往的。
（三）要达到的技术要求
当空气中气体浓度，温湿度，粉尘超出我们设定的标准值，能够及时通过蜂鸣器报警和发送信息给住户，让住户及时了解自己的居住环境并作出相应措施来解决现状。?
二．本课题的设计方案?
（一）任务分析?
硬件设计：首先单片机电路设计，让单片机具有烧写和复位功能。然后是显示电路设计，通过显示屏来直观的了解测试各项数据。第三步是各传感器电路的设计，收集居住环境的各项参数。最后是GSM模块电路和报警电路设计，通过报警和信息传送来对居住环境进行检测和提示。
软件设计：第一步我们先来做好LCD的设计电路，让它恢复初始化状态，第二步我们就来设计各个传感器的电路，如空气中粉尘的浓度，温度和湿度，烟雾浓度等测试项目。通过显示屏显示测试的各项指数，最后是通过GSM模块发送采集信息发送的设计。
（二）?系统设计方案
系统设计选用89C52作为控制芯片，对于环境监测的数据，如温湿度数据，用DHT来采集，最后将检测到的各项数据信息发送到住户设定的手机上，让住户实时了解家居环境状况，这一步骤通过GSM来实现。其设计框图如图22所示。?
1.选择单片机：??
我们所选用的这款单片机价格便宜，编程简易，可靠性高。具有各项优越的性能指数，如抗干扰，稳定性高。其引脚图如下图21所示
图21 STC89C52RC引脚图
参数：?
在3伏电压的单片机中它的工作电压在2伏到3.8伏之间,在5伏的单片机中工作电压在3.3伏到5.5伏之间.
它的工作频率范围在0～40兆赫兹之间，实际上当它工作时的频率为48兆赫兹
8K字节的用户空间大小
集成片上的512字节RAM
16位定时器有3个，分别为T0，T1和T2
两个工作时的温度,范围在0到75摄氏度和40到85摄氏度
这款单片机微机的工作模式
它的工作模式有三种,分别为正常情况下的模式7ma典型电力，典型电力为2ma的模式是空闲模式，最后一种是关机状态下的模式，它的典型电源为小于0.1微安。
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