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                        GSM智能家庭監控系統設計

                        添加時間:2019/03/12 來源:武漢輕工大學 作者:方向
                        通過這次的設計,我學習了智能家居的相關專業知識,了解了許多之前沒有學習過的知識,而且將所學的專業知識應用到了實踐中來,不管是從理論方面還是實踐方面給我帶來的巨大的提升。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘 要

                          中國經過改革開放,經濟飛速進步,人們生活水平不斷提高,房地產行業迅速崛起,并且中國有大量的人口,所以不斷有高樓大廈小區建成。大樓中的家庭用戶必須使用大量的煤氣設備以及各種家電。這些都會給我們的生活帶來各種不確定的危險情況,對我們的財產以及人身安全帶來未知的危險。故我們必須要想出什么辦法來解決。傳統安防設備和系統已經不能解決這種問題。我們如果要使我們的人身安全已經財產不受到侵害,家庭中必須使用智能的方法來實施管理以及操控,故智能化家庭就應運而生。智能家庭的安防系統由以下幾個部分組成,分別是安防對話系統、防小偷報警系統以及煤氣中毒報警系統,這個安防系統使我們的住宅環境安全系數得到了全所未有的提高,在將來必然會是我們社會安全治安的不可或缺的部分。安防系統只是整個智能家庭系統的中的一小部分,但卻可以給我們帶來更加安全以及愜意的的住宅環境。當然我們要想使用智能電器和像使用一般電器那樣,就必須使智能家電的操控的操控更在人性化以及方便。

                          當前GSM網絡技術已經非常成熟,我國是個手機用戶大國,在2008年,我國手機用戶已經達到了8.4億。而且GSM網絡信號覆蓋面廣以及我國手機資費也不是蠻高。所有我想到了把GSM技術使用到住宅安防報警系統,因此我設計了一個用GSM的短信服務當做載體的智能住宅安防系統。

                          本設計系統的中央控制單元使用的是 AT89S52 微控制器,然后由 GSM 通信單元、傳感器收集單元、LED 輸出單元、報警單元構成。如果住宅內發生突發事件時,住宅內的傳感裝置就可以迅速的感應到,然后馬上將信息發送至微控制器,此時報警單元會發出報警聲音,LED 輸出單元會顯示具體的報警信息,微控制器收到信息然后經過處理后,再將信息通過 GSM 網絡發送給我們的移動電話上,確保我們可以迅速做出相應的對策。這個系統安全系數高,而且安裝方便,比以前傳統的家庭安防系統更加安全可靠。

                          關鍵詞:智能監控,AT89S52 微控制器,GSM 網絡,傳感器,報警系統

                        ABSTRACT

                          After China's reform and opening, rapid economic progress, people's living standards rising, the rapid rise of the real estate industry, and China has a large population, so there have been high-rise district built. Building home users must use a lot of gas equipment and various appliances. These will give our lives to bring a variety of dangerous situations of uncertainty, for the safety of our property and bring unknown dangers. Smart home security system consists of the following components, namely security dialogue system, anti-thief alarm systems and gas poisoning alarm systems,security systems that make our house a full environmental safety factor has been an unprecedented increase in the future inevitable will be an integral part of our social safety order. Of course, we want to use smart appliances and electrical appliances like the use of general, as it is necessary to make intelligent home appliances control manipulation in humane and more convenient.

                          The current GSM network technology is very mature, our mobile phone users is a big country, in 2008, China's mobile phone users has reached 840 million. And GSM network signal coverage as well as China's mobile phone tariff is not very high. All I thought about using the GSM technology to residential security alarm system, so I designed a GSM SMS service with the carrier as a smart home security systems.

                          The design of the system central control unit using AT89S52 microcontroller, and then by the GSM communication unit, sensor collection unit, LED output unit, the alarm units. If an emergency occurs in residential, sensing devices inside the house can be sensed quickly, then immediately sends the information to the microcontroller, then the alarm unit will sound an alarm, LED output unit will display detailed alarm information the microcontroller receives information and then after treatment, then the information through the GSM network to send to our mobile phones, to ensure that we can quickly make the appropriate countermeasures. This system safety factor, and easy to install, safer and more reliable than previous traditional home security systems.

                          KeyWord:IntelligentMonitoring ,AT89S52microcontroller,GSM networks,Sensor,Alarmsystem

                          上世紀90年代,電子技術已經應用到生活家電中,并且智能家居也系統開始大范圍的進入到我們的生活當中;將家用的電腦、冰箱、洗衣機等家電通過射頻技術與因特網聯系在一起,就形成了現代化住宅自動化的的概念。近些年來,隨著移動設備的興起,出現了各種理由手機、平板電腦等可以的設備操作家用電器的系統,這就是現代智能家居的模型。

                          在早起的智能家居設計模型中,利用家庭總線技術將家用電子設備與我們的通訊設備連接在一起,統一以及遠距離操控以及整理家庭瑣務,同時讓各種設備和居住的環境的形成統一,HBS不僅是智能家居最基礎部分也是智能家居的中樞。

                          現在智能家居概論一般是通過互聯網、計算機以及室內綜合布線技術,然后經過居家訊息控制中心把家庭日常中的多個子系統連接起來的系統。換句話說,首先,必須設置一個通信網絡在住宅里,經過住宅網絡操控系統以及單片機和各控制模塊,完成在住宅網絡中全部電器的操控以及監測。然后,為了完成和住宅外面的訊息聯系,達到遙控控制以及和訊息互換的需要,必須全部經過一定的媒介平臺,完成與外界的通信通道。種種的設計,最后都是以實現對生活感受的安全、方便、綠色環保以及便利為目的的。因此,智能家居是由多個系統組成的,在現實生活中有下面這些系統。

                          網絡通信系統:一般是把數據傳輸系統、有線電視系統以及語音通話系統一起統稱為信息網絡系統。

                          家電控制系統:經過手機或者電話遠程遙控操作家中的電視、冰箱以及空調等家用設備。

                          家庭安防系統:把互聯網網絡技術和一些前沿科技進行充分的利用,結合多種探測器和信息分析儀器一起工作,提高住宅的安全系數。

                          智能照明系統:利用通信網絡實現對家中所有照明系統實現總體或者局部的控制。

                          視頻對講系統:當訪客來訪時,可以按門上的按鈕,能清楚地看到戶外的情況通過顯示屏,消除了陌生人的打擾。另外,它能夠實現各個家庭之間的視頻對話。

                          課題研究的意義:當前,盡管現在智能家居進步飛速,很多企業和公司都想嘗這塊蛋糕,特別是通過千禧年的智能家居理念的宣傳以后,智能家居取得了前所未有的發展。但我國的智能家居現在還是相當基礎的層次,沒有一致的標準以及代表性的商品。許多人并不熟悉智能家居。因為現在科技飛速進步以及各種各技術層出不窮,基于微控制器技術的智能家庭化已經得到人們認可,相信在將來我們的生活將不可或缺。再就是通訊科技以及互聯網科技的快速發展使智能家庭里的遠程操控得以實現。

                          因為經過改革開放,中國的經濟飛速進步,人們生活水平不斷提高,房地產行業迅速崛起,并且中國有大量的人口,所以不斷有高樓大廈小區建成。大樓中的家庭用戶必須使用大量的煤氣設備以及各種家電。這些都會給我們的生活帶來各種不確定的危險情況,對我們的財產以及人身安全帶來未知的危險。因此,利用現代技術來解決這些問題已經顯得迫在眉睫!我們如果要使我們的人身安全已經財產不受到侵害,家庭中必須使用智能的方法來實施管理以及操控故智能化家庭就應運而生。

                          智能家庭的安防系統由以下幾個部分組成,分別是安防對話系統、防小偷報警系統以及煤氣中毒報警系統,這個安防系統使我們的住宅環境安全系數得到了全所未有的提高,在將來必然會是我們社會安全治安的不可或缺的部分。安防系統只是整個智能家庭系統的中的一小部分,但卻可以給我們帶來更加安全以及愜意的的住宅環境。當然我們要想使用智能電器和像使用一般電器那樣,就必須使智能家電的操控的操控更在人性化以及方便。

                          現在短信是GSM的最受歡迎的業務,而且中國大部分區域都有GSM的信號,速度也很快,消費也不高,和電話業務不互相沖突,并且現在手機都是智能手機,手機系統各種輸入法都有,任何人都能很容易上手。所以使用GSM的短訊息服務來完成遠程操控智能家庭系統會很方便。

                          研究內容:所以如果我們想在自己家中安裝一個智能家居系統,我想到了利用GSM網絡。因為我國是個手機用戶大國,在多年前,我國手機用戶的數量已經數以億計。而且GSM網絡信號覆蓋面廣信號和我國手機業務(電話以及短信)消費不是蠻高。因此我設計了一個用GSM的短訊息服務當做載體的智能住宅控制系統。該系統是有以下幾個單元組成的:主要操控單元單片機、GSM無線通訊單元、傳感器收集單元、LED輸出單元、報警單元。

                          智能家庭在我國走過了一些年頭,開始我們的不了解不敢去嘗試,現在已經慢慢得到我們的認可,這個過程是相當的困難的。下面就是智能家庭在我國的一些發展階。

                          概念階段:千禧年之際經過互聯網、廣播、廣告等等的宣傳,已經有很多人開始知道智能家庭是什么。大量企業以及一些知名的公司知道這智能家庭在將來是會很受歡迎,所以就開始慢慢開始著手開發智能家庭產品和部署將來的規劃。

                          研究開發階段:2004年左右,很多機構以及企業因為技術有限,故學習國外的智能家庭技術,自助研發了一些產品,也引進了部分國外的智能產品,所以有智能家庭產品出現在部分高檔住宅中。

                          實驗階段:在2004年至2005年左右,我國網絡的飛速發展,給智能家居的網絡單元帶來了良好的發展機遇。并且我國相繼制定了智能家居網絡的一些標準,推廣階段:2005年至2006年智能家庭于我國已經發展了2年。而且自主研發出了不少智能家庭產品,和國外的產品不相上下。一些剛開發的樓盤也安裝了智能家庭設備。

                          普及階段:2006年左右,中國的智能家庭技術和國外已經不相上下,隨后中國會大范圍推廣智能家庭產品,慢慢的一般的用戶就能使用到智能家庭產品。智能家庭產品和概論得到我們認可是于2006年至2007年。

                          GSM智能家庭監控系統設計:

                        系統網絡框圖
                        系統網絡框圖

                        GSM網絡
                        GSM網絡

                        TC35i及外圍電路圖
                        TC35i及外圍電路圖

                        傳感器采集模塊電路原理圖
                        傳感器采集模塊電路原理圖

                        DS18B20 實物圖
                        DS18B20 實物圖

                        LCD1602 液晶顯示屏實物圖
                        LCD1602 液晶顯示屏實物圖

                        目 錄

                          摘 要
                          ABSTRACT
                          目 錄
                          第 1 章 緒論
                            1.1 研究背景
                            1.2 課題研究的意義和內容
                            1.3 國內外智能家居的發展現狀
                              1.3.1 國外智能家居發展現狀
                              1.3.2 中國智能家居發展狀況和特點
                            1.4 論文的組織結構
                          第 2 章 智能家居系統和相關技術
                            2.1 智能家居的定義
                            2.2 家居網絡通信技術
                            2.3 智能系統功能
                            2.4 智能家居產品的類型及其標準化
                              2.4.1 寬帶智能家居
                              2.4.2 家庭網關
                            2.5 家居智能系統規劃設計原則
                              2.5.1 自主化定制
                              2.5.2 按需設置
                            2.6 實現方案
                            2.7 系統組成
                            2.8 智能家居系統的優點
                          第 3 章 系統硬件電路的設計
                            3.1 核心控制單元 AT89S52 模塊—閃電存儲型器件 AT89S52
                              3.1.1 AT89S52 單片機概述
                              3.1.2 AT89S52 單片機特性
                              3.1.3 AT89S52 引腳功能與封裝
                            3.2 GSM 無線通信模塊——TC35i
                            3.3 數據信息采集傳感器模塊
                              3.3.1 溫度傳感器
                              3.3.2 光電傳感器
                            3.4 液晶顯示模塊
                            3.5 報警模塊
                          第 4 章 系統程序的設計
                            4.1 主程序流程圖
                            4.2 中斷子程序流程圖
                              4.2.1 溫度傳感器子程序
                              4.2.2 液晶顯示子程序
                          第 5 章 系統調試
                            5.1 硬件測試
                              5.1.1 靜態調試
                              5.1.2 聯機調試
                            5.2 軟件測試
                            5.3 系統調試
                            5.4 測試結果
                          第 6 章 總結與展望
                          參考文獻
                          致 謝
                          附錄 A

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