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智能家居报警系统的设计与实现 ©XXX 计算机B11-1 课题背景和意义 智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。 随着社会的发展，人们对家居安全性的要求也越来越高，尤其是在日常的生活中给人们生命财产安全带来巨大威胁的入室盗窃、煤气泄漏和火灾等。本设计使用现代电子技术及通信技术，将有效提升家居安全性。通过对51单片机的学习、应用，以AT89S52芯片为核心，辅以必要的芯片和电路，本设计实现了一个能有效提升家居安全性的智能家居报警系统。 GSM 智能家居报警系统 系统框图 AT89S52 A/D转换 红外线 传感器 可燃气体 传感器 烟雾 传感器 GSM 通信模块 蜂鸣器 按键 系统主要内容 1.整体构架：智能家居报警系统包括单片机模块、气体感应模块、烟雾感应模块、红外线感应模块、GSM通信模块。 2.报警信号采集：研究分析气体、烟雾、红外线传感器的工作原理，完成信号采集模块的设计。 (1)气体感应模块：采用可燃气体传感器对室内的煤气进行探测。若煤气浓度大于设定值，蜂鸣器报警，并通过GSM通信模块向指定电话号码发送煤气泄漏报警短信。 (2)烟雾感应模块：采用烟雾传感器对室内烟雾浓度进行探测。若烟雾浓度大于设定值，蜂鸣器报警，并通过GSM通信模块向指定电话号码发送火灾报警短信。 (3)红外线感应模块：采用红外线传感器在开启入室盗窃防护的状态下对房屋各出入口进行探测。若检测到有物体闯入，蜂鸣器报警，并通过GSM通信模块向指定电话号码发送入室盗窃报警短信。 研究方法（或技术路线） 1.调查普通家庭对加强家居环境安全性的实际需求。 2.选择收集到的与智能家居报警系统有关的信息以及相关的研究成果，选取其中有效部分。 3.遵循开发的一般流程：需求分析、总体设计、详细设计、编码等，确定开发的语言以及所需的芯片及相关传感器的型号。 开发工具：集成开发环境Keil uVision4、电路图板绘制软件Protel 99SE、开发板、AT89ISP下载器 开发语言：C语言 单片机选型（AT89S52） AT89S52单片机与其他单片机相比具有以下优势： 1、功能比标准51单片机更加强大，多128B的RAM空间，多一个定时器、多512B的EEPROM空间，内置8K的ROM足够容纳一般程序； 2、易购买； 3、资料众多，编程与51兼容，适合学生及初学者使用； 4、支持ISP下载，使用方便； 5、FLASHROM可下载10000次以上； 6、可靠性较强。 GSM通信模块选型（ SIM900A ） SIMCom公司推出的SIM900A属于双频GSM/GPRS模块，完全采用SMT封装形式，SIM900A仅适用于中国市场，其性能稳定，外观精巧，性价比高，能满足多种需求。 SIM900A采用工业标准接口，工作频率为GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz，可以低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的传输。 另外，SIM900A的尺寸大小为24*24*3mm，能适用于M2M应用中的各类设计需求，尤其适用于紧凑型产品设计。 可燃气体传感器选型（MQ-5） 城市中使用的燃气大致分为两种，一种是液化石油气，另一种则是天然气。前者的主要成分为丙烷和丁烷，后者为甲烷。 MQ-5传感器对丁烷、丙烷、甲烷的灵敏度高，对甲烷和丙烷可较好的兼顾。 这种传感器可检测多种可燃气体，对液化气、天然气的检测有较好的灵敏度，对乙醇、烟雾几乎不响应，而且它还具有使用寿命长，稳定性高，成本低等优点。 烟雾传感器选型（NIS-07） 离子烟雾报警器对微小的烟雾粒子的感应要灵敏一些，对各种烟能均衡响应；火灾烟雾是由气、液、固体微粒群组成的混合物，具有体积、质量、温度、电荷等物理特性。 离子型烟雾探测器是通过相当于烟敏电阻的电离室引起的电压变化来感知烟雾粒子的微电流变化装置。当烟雾粒子进入电离室，改变了电离室空气的电离状态，从而宏观表现为电离室的等效电阻增加引起电离室两端的电压增大，由此来确定空气中的烟雾状况。而气敏式传感器是探测空气中某些可燃气体的成分，所以在烟雾探测方面，气敏式传感器性能并不如离子式传感器。 红外线传感器选型（HC-SR501） 菲涅尔透镜是一种由塑料制成的特殊设计的光学透镜，它用来配合热释电红外线传感器，以达到提高接收灵敏度。用菲涅尔透镜配合放大电路将信号放大60~70dB，就可以检测10~20m处人的活动。 热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转化为电压信号输出，当人体进入警戒区，人体温度会引起环境温度辐射场的变化，通过菲涅尔透镜，热释电红