家庭安全监测系统设计
摘 要本论文主要对一种具备盗贼进入监测、火灾检测、报警以及高清度显示等功能的家庭安全监测器进行了全方面设计，实现对仓库财产的保护，采用了最为经典的AT89C51单片机来对家庭安全监测器系统内部的程序语言进行执行，该系统以一个尤为低廉的成本而实现，然而具备较高的效果，这是由于AT89C51单片机的MCS-51内核的强大数据处理作用，搭配上LCD1602、MQ-2烟雾传感器、有源蜂鸣器和热释电红外传感器等器件模块的应用，使得主控器件和各功能模块进行了良好的功能对接。这个家庭安全监测器系统选用了数字电路结合模拟电路的配置形式，实现了高速的数据传输能力，各功能模块电路输入输出的数据信号可以以最小的延迟时间传入后级电路。本课题还对这种系统进行了较长时间的环境试验测试，通过变化幅度较大的温度和湿度性能施加到该系统上，通过了长时间的测试，这款家庭安全监测器系统仍然保持正常工作状态。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭安全监测器的发展背景 1
（二） 家庭安全监测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 家庭安全监测器的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏简介 3
（四） MQ2烟雾传感器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 4
（六） 热释电红外传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
1. 复位电路设计 6
2. 晶振电路配置 6
（二） 液晶显示电路设计 6
（三） 火灾检测电路设计 7
（四） 报警电路设计 8
（五） 盗贼检测电路设计 8
（六） 按键电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 家庭安全监测器的主程序流程设计 10
（二） 液晶显示流程设计 10
1. 写指令流程 10
2. 写数据流程 11
（三） 烟雾检测流程设计 11
（四） 报警流程设计 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
（五） 盗贼检测流程设计 13
五、 实物安装与制作 14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
家庭安全监测器的发展背景
加入世贸组织以后各国间的科学技术交流和商品贸易变得加倍频繁，贸易保护主义受了前所未有的冲击，含有先进技术当作前提的外国商品持续流入我国市场，这这其中就包括了融入先进技术的家庭安全监测器系统产品，由于我国在电子信息技术上起步较为晚，因此相比于国外在这方面已取得的成果来说，稍显劣势。家庭安全监测器系统现如今正在以迅猛的速度进入电子产品市场，特别是以高端单片机实现的产品最具有市场竞争潜力，虽然如今市面上的相关产品种类繁多，但这些现存产品仍然不能满足人们对于家庭安全监测器系统日益增加的功效和功能期望，伴随着经济水平和科学技术的持续发展，使用者已渐渐不能满足现有产品所能完成的效果，如今不论是工业场合还是人们的普通生活，对数据的处理都已经进入了大数据时代，这对系统的运算处理能力提出了更高的要求。2017年正直人工智能向人工智慧的转变时期，在家庭安全监测器系统的功效上，新老产品处于交替时期，许多采用落后芯片配置的产品将被无情的淘汰，取而代之的则是选用最新技术的研发的崭新产品。就以现如今作为领跑者的10nm制程工艺技术来说，当前工厂可以通过这项技术在一片指甲盖大小的硅片上内部设计上亿颗晶体管，非但这样，相对成本亦比以前更加低，假如把这些技术在不久的将来应用到家庭安全监测器控制系统的配置中，那么这无疑将给家庭安全监测器系统的性能注入新的活力。本论文将要配置的是一款通过AT89C51单片机作为控制器的家庭安全监测器控制系统，通过了对目前市场上类似产品的广泛调研和对比，可以发现这些产品的功效几乎大同小异，绝大多数全是采用8位单片机或16位单片机实现的，可想而知在性能方面不会非常突出的，本设计将结合这些产品所表现出的各项优缺点，进行分别对待，设计出一种性价比远高于它们的系统。如今ARM内核技术的持续前进使得非常多处理器芯片都选用了该CPU当作芯片内部核心部分，比如意法半导体公司的STM32系列、ARM7和ARM9等，CORTEXM3、M6等中高端ARM内核在这些主控芯片中表现出了完美的演绎，将操控和数据处理两方面的功能进行了全面的展现，现如今市面上就有一部分家庭安全监测器控制系统是使用这些ARM内核作为主控的产品，这些产品所发挥出的整体优点是数据处理能力强，运行频率高另外控制能力强，然而不足亦非常明显，由于这些ARM内核基本上都具有32位以上的数据运算能力，而如今很少的家庭安全监测器控制系统具有这个性能，所以在价格方面比其它产品要高出很多。这次毕业设计的研究重点是如何通过一片AT89C51单片机来实现出一款高性价比的家庭安全监测器系统，这将是对我的一个艰难挑战，将对我的综合能力进行全面考验。
家庭安全监测器的国内外发展现状
对国内的家庭安全监测器产品市场进行调研后发现现如今六成以上的家庭安全监测器产品出自进口，而国产的品牌优势却不是很明显，这主要和我国国内对家庭安全监测器控制系统的研发起步较晚有较大关系，而作为后起之秀，我国的研究人员加大了对家庭安全监测器的研究力度，每隔一段时间他们都会推出他们最新的研究成果。2016年的行业研究报告显示，以主控芯片作为主控的家庭安全监测器在这个行业的市场占有率达到50%以上，作比较去年上涨近10%，这个信号强有力的表示通过主控器件构建完成的家庭安全监测器系统正在被愈发多的人所接受，它所表现出来的高性能是其它产品所无法比拟的，亦正因为如此愈来愈多的人开始了对家庭安全监测器系统的研发和制造。
本文主要研究内容
这里确立了本论文的研究内容，通过使用了AT89C51单片机来作为主控芯片，结合了LCD1602、MQ2烟雾传感器、有源蜂鸣器和热释电红外传感器等模块实现了一种家庭安全监测器控制系统，并完成了以下功能指标。
1、能够实现对家庭财产安全进行全方位保护，通过构建AT89C51单片机最小系统来实现对其他模块的驱动；
2、配置烟雾传感器电路，能够将环境中的烟雾浓度转换成模拟电压值并送入到后级的模数转换器电路进行处理，将转换结果送入到系统内部，实现对家庭内突发火情进行准确检测；
3、配置热释电传感器电路，能够判断系统周围是否有人并且将判断结果以高低电平信号的形式送入单片机内部进行使用，当遭贼进入家庭内，能够实现通过热释电传感器对盗贼的自动快速检测并立即报警；
目录
一、 引言 1
（一） 家庭安全监测器的发展背景 1
（二） 家庭安全监测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 家庭安全监测器的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏简介 3
（四） MQ2烟雾传感器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 4
（六） 热释电红外传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
1. 复位电路设计 6
2. 晶振电路配置 6
（二） 液晶显示电路设计 6
（三） 火灾检测电路设计 7
（四） 报警电路设计 8
（五） 盗贼检测电路设计 8
（六） 按键电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 家庭安全监测器的主程序流程设计 10
（二） 液晶显示流程设计 10
1. 写指令流程 10
2. 写数据流程 11
（三） 烟雾检测流程设计 11
（四） 报警流程设计 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
（五） 盗贼检测流程设计 13
五、 实物安装与制作 14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
家庭安全监测器的发展背景
加入世贸组织以后各国间的科学技术交流和商品贸易变得加倍频繁，贸易保护主义受了前所未有的冲击，含有先进技术当作前提的外国商品持续流入我国市场，这这其中就包括了融入先进技术的家庭安全监测器系统产品，由于我国在电子信息技术上起步较为晚，因此相比于国外在这方面已取得的成果来说，稍显劣势。家庭安全监测器系统现如今正在以迅猛的速度进入电子产品市场，特别是以高端单片机实现的产品最具有市场竞争潜力，虽然如今市面上的相关产品种类繁多，但这些现存产品仍然不能满足人们对于家庭安全监测器系统日益增加的功效和功能期望，伴随着经济水平和科学技术的持续发展，使用者已渐渐不能满足现有产品所能完成的效果，如今不论是工业场合还是人们的普通生活，对数据的处理都已经进入了大数据时代，这对系统的运算处理能力提出了更高的要求。2017年正直人工智能向人工智慧的转变时期，在家庭安全监测器系统的功效上，新老产品处于交替时期，许多采用落后芯片配置的产品将被无情的淘汰，取而代之的则是选用最新技术的研发的崭新产品。就以现如今作为领跑者的10nm制程工艺技术来说，当前工厂可以通过这项技术在一片指甲盖大小的硅片上内部设计上亿颗晶体管，非但这样，相对成本亦比以前更加低，假如把这些技术在不久的将来应用到家庭安全监测器控制系统的配置中，那么这无疑将给家庭安全监测器系统的性能注入新的活力。本论文将要配置的是一款通过AT89C51单片机作为控制器的家庭安全监测器控制系统，通过了对目前市场上类似产品的广泛调研和对比，可以发现这些产品的功效几乎大同小异，绝大多数全是采用8位单片机或16位单片机实现的，可想而知在性能方面不会非常突出的，本设计将结合这些产品所表现出的各项优缺点，进行分别对待，设计出一种性价比远高于它们的系统。如今ARM内核技术的持续前进使得非常多处理器芯片都选用了该CPU当作芯片内部核心部分，比如意法半导体公司的STM32系列、ARM7和ARM9等，CORTEXM3、M6等中高端ARM内核在这些主控芯片中表现出了完美的演绎，将操控和数据处理两方面的功能进行了全面的展现，现如今市面上就有一部分家庭安全监测器控制系统是使用这些ARM内核作为主控的产品，这些产品所发挥出的整体优点是数据处理能力强，运行频率高另外控制能力强，然而不足亦非常明显，由于这些ARM内核基本上都具有32位以上的数据运算能力，而如今很少的家庭安全监测器控制系统具有这个性能，所以在价格方面比其它产品要高出很多。这次毕业设计的研究重点是如何通过一片AT89C51单片机来实现出一款高性价比的家庭安全监测器系统，这将是对我的一个艰难挑战，将对我的综合能力进行全面考验。
家庭安全监测器的国内外发展现状
对国内的家庭安全监测器产品市场进行调研后发现现如今六成以上的家庭安全监测器产品出自进口，而国产的品牌优势却不是很明显，这主要和我国国内对家庭安全监测器控制系统的研发起步较晚有较大关系，而作为后起之秀，我国的研究人员加大了对家庭安全监测器的研究力度，每隔一段时间他们都会推出他们最新的研究成果。2016年的行业研究报告显示，以主控芯片作为主控的家庭安全监测器在这个行业的市场占有率达到50%以上，作比较去年上涨近10%，这个信号强有力的表示通过主控器件构建完成的家庭安全监测器系统正在被愈发多的人所接受，它所表现出来的高性能是其它产品所无法比拟的，亦正因为如此愈来愈多的人开始了对家庭安全监测器系统的研发和制造。
本文主要研究内容
这里确立了本论文的研究内容，通过使用了AT89C51单片机来作为主控芯片，结合了LCD1602、MQ2烟雾传感器、有源蜂鸣器和热释电红外传感器等模块实现了一种家庭安全监测器控制系统，并完成了以下功能指标。
1、能够实现对家庭财产安全进行全方位保护，通过构建AT89C51单片机最小系统来实现对其他模块的驱动；
2、配置烟雾传感器电路，能够将环境中的烟雾浓度转换成模拟电压值并送入到后级的模数转换器电路进行处理，将转换结果送入到系统内部，实现对家庭内突发火情进行准确检测；
3、配置热释电传感器电路，能够判断系统周围是否有人并且将判断结果以高低电平信号的形式送入单片机内部进行使用，当遭贼进入家庭内，能够实现通过热释电传感器对盗贼的自动快速检测并立即报警；
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