基于單片機的室內智能系統設計

摘?要：本次設計是以?STC89C52單片機為控制核心設計的一款室內智能系統，用于遠程室內安全監控。此系統由單片機最小的系統、電源電路、煙霧檢測電路、紅外檢測電路、按鍵電路、GSM收發短信電路及顯示電路等組成。利用LCD顯示屏顯示當前室內的安全狀態，也可通過按鍵控制系統報警。

關鍵詞：單片機;GSM通信;安防;LCD顯示

本設計下的室內智能系統不僅制作簡單，操作方便，而且功能齊全，能滿足基本突發事件的報警。并且在STC89C52控制下的控制電路占空間小，隱蔽性強，能夠滿足現代家庭裝修美觀大方的特點。最后，設計成本低，不僅單片機芯片屬于價格便宜，液晶12864也是同類產品中價廉物美的產品。

1?系統設計框架

根據總體方案的分析，本次設計的硬件總設計框圖設計為如圖1所示，本設計主要由七個模塊組成，包括STC89C52單片機控制模塊、GSM通信模塊、12864液晶顯示模塊、MQ2煙霧傳感器模塊、紅外傳感器模塊、按鍵模塊、電源模塊組成。

2?硬件模塊設計

本次GSM模塊采用的是TC35I新版西門子工業GSM模塊，是一個支持中文短信息的工業級GSM模塊，工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，電源范圍為直流3.3～4.8V，電流消耗——休眠狀態為3.5MA，空閑狀態為25MA，發射狀態為300MA（平均），2.5A峰值;可傳輸語音和數據信號，功耗在EGSM900（4類）和GSM1800（1類）分別為2W和1W，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。

TLED為600MS亮/600MS熄時，表明SIM卡沒有插入或TC35I正在進行網絡登錄;當LED為75MS亮/3S熄時，表明TC35I已經登錄進網絡，處于待機狀態。

30、31、32腳為控制腳，其中30為RTCBACKUP，31為POWER?DOWN，32為SYNC。

35～38為語音接口，35、36接揚聲器放音。37、38可以直接接駐極體話筒來采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負端）。

GSM模塊與計算機的通信協議是一些AT指令集，其中AT指令是以AT為開頭，字符為結尾的字符串，AT指令的響應數據包在。每條指令執行成功與否都有相應的返回程序。對于其他意外信息比如有人撥號，線路上沒有信號，等等，模塊也會做出一些相應的信息提示，而此接收端可以據此迅速處理。

3?系統軟件設計

程序循環檢測連接煙霧傳感器的I/O接口，檢測到數據后對數據進行判斷，如果不是觸發信號就繼續檢測接口;如果是觸發信號則開啟蜂鳴器向室內人員報警，調用LCD顯示函數將火災預警顯示到顯示器上，調用GSM通信函數遠程向外出人員報警。具體程序如下：

if（key1==0）?//檢測煙霧傳感器是否觸發

{

Delay_Xms（10）;?//取消抖動

if（key1==0）

{

bell=0;?//警鈴報警

clearBuff（）;

v_Lcd12864PutString_f（2，1，“發生火災”）;?//顯示屏顯示報警

SendUDPMessage（CALL_YOU_TELNUMBER，SEND_MESSA_CY，Print_Str）;

//發送報警短信

key1=1;

}

}

程序循環檢測連接按鍵的I/O接口，檢測到按鍵按下則開啟蜂鳴器向室內人員報警，調用LCD顯示函數將有人闖入顯示到顯示器上，調用GSM通信函數遠程向外出人員報警。具體程序如下：

if（key2==0）?//判斷按鍵是否觸發

{

Delay_Xms（10）;?//取消抖動

if（key2==0）

{

bell=0;?//警鈴報警

clearBuff（）;

v_Lcd12864PutString_f（2，3，“救命救命”）;?//顯示屏顯示報警

SendUDPMessage（CALL_YOU_TELNUMBER，SEND_MESSA_CA，Print_Str）;?//發送報警短信

key2=1;

}

}

4?系統調試與仿真

本次仿真通過proteus軟件對系統進行仿真，由于軟件的元件庫內元件種類有限，所以只對部分功能進行了仿真。本次主要實現了對控制模塊、警鈴模塊及顯示模塊的仿真。本次仿真通過高低電平來模擬傳感器的觸發，通過蜂鳴器來實現警鈴報警，將警報情況顯示到LCD顯示器上。

當單片機不同的引腳被觸發時，LCD會顯示出不同的報警信息，當P1.2引腳被觸發時，LCD顯示火災報警信息;當P1.4引腳被觸發時，LCD顯示有人闖入報警信息;當P1.3引腳被觸發時，LCD顯示室內求救報警信息。同時，只要有觸感器觸發，蜂鳴器便會報警。

打開電源開關，單片機啟動開始初始化，首先完成與GSM通信模塊的連接注冊信息到基站，然后打開LCD顯示，顯示初始內容，進入循環檢測傳感器狀態。等到傳感器接收到異常信號觸發，單片機會根據不同觸發器的觸發完成相應的指令，如煙霧傳感器觸發，單片機會打開蜂鳴器，向室內人員報警，再顯示煙霧警報信息到顯示屏，最后發送報警短信給用戶，以保證用戶即使出門在外也可第一時間知道室內安全情況。如果是室內人員不小心自己出發了警報，用戶也可通過發送短息進行控制警報。

本設計下的室內智能系統不僅制作簡單，操作方便，而且功能齊全，能滿足基本突發事件的報警。并且在STC89C52控制下的控制電路占空間小，隱蔽性強能夠滿足現代家庭裝修美觀大方的特點。最后，設計成本低，不僅單片機芯片屬于價格便宜，液晶12864也是同類產品中價廉物美的產品。

5?結論

本款設計最終以單片機STC89C52為主控制芯片，實現了將從傳感器接收到的信號處理轉化發送給其他模塊。具體實現如下：利用STC89C52單片機接收煙霧傳感器和人體熱釋電傳感器接收到的信號，蜂鳴器發出蜂鳴，液晶顯示屏顯示提示發生的突發事件種類，通信模塊發送報警短信給家人。最后，復位整個系統，還原狀態。通過系統的整合，使整個系統的安裝和調試更加系統，減少重復投資，降低安裝和調試的費用，生產物美價廉的產品，使智能家居得到更好的普及，使智能家居走入一般人家，向“平民化”轉變。

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作者簡介：石運棟（1995—?），男，漢族，山東臨沂人，碩士，研究方向：控制工程。