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智能家居防盗报警系统

高工
2014-03-19 17:13:13    评分

作者:滨州学院 杨健 李双 李存宝

指导老师:李洁 张昌平

 

作品简介:

 

  开发背景:随着科技与城市快节奏生活的发展,人们对于居住环境的安全、方便、舒适提出了越来越高的要求,因此智能化住宅就随之出现,但由于科技,经济等多方面原因,现在市场上的智能家居系统不是功能有限,就是价格昂贵,相比之下,其大众化,智能化都有待提高。

  结构说明:本系统主框架是模拟的现代家居,在此框架上,基于家居的各个位置,放上各类传感器,包括震动,火焰,烟雾,热释电,温湿度。另加电机控制的窗,窗帘,以及智能电磁锁连接的安全门。还有gsm短信报警模块,智能语音模块,实时监控模块,液晶显示模块。电源采用太阳能充电,总控制系统另搁置,在实际中,可做到美观。

  作品图片:

  功能与使用说明:从进入门开始,进行智能语音对讲进行控制窗帘,窗户开关,各区域房间电灯亮灭,液晶显示时钟及室内外温湿度显示,房内进出人数,烟雾,火灾,地震,防盗,红外的显示及报警,并有实时监控智能抓拍,更加加强了安全保障度,当出门在外,可以进行无线的网络短信远程报警。

  作品特色:该系统功能强大,结合智能家居和防盗安全结合的综合观念,能够满足人们对现代家居舒适,安全的要求。进行实时的液晶显示、灯光、语音报警,使报警达到全方位。并结合了无线网络的短信报警,能够使人们放心出行。另外,本系统使用太阳能供电,大大降低了功耗,符合现在人们低碳环保的绿色观念。

 

平台选型说明:

  1. IAP15F2K61S2型号的单片机

  2.SIM300的短信报警模块

  3. NewWay 智能语音模块

 

设计说明:

  设计原理:本系统基于主单片机,进行扩展,通过各类传感器,实现温湿度,火焰,烟雾,地震的预防和报警,另外连接无线短信报警模块,智能语音控制模块,实时监控模块。

  设计方案:总结构框图如下:

 

  1各类传感器传输数据及处理模块

 

  1.1温湿度传感器

  使用AM2301数字温湿度传感器,对室内外温室度进行数据集。过12864进行显示设置。该温湿度传感器与传统的温度,湿度传感器不一样,省去了A/D转换的繁琐,应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,包括一个电容式的感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接,并将校准系数以程序的形式存在OTP内存中,而传感器内在检测信号的处理过程中调用这些校准系数。单线制串口接口,与单片机连接简单,只需一个I/O口扩展即可。信号输距离可达20米。使用方便,误差小,功耗低,其引脚如下:

          

 

  1.2 震动传感器

  系统采用的震动传感器是(电阻型)HDX-1 振动开关,此传感器是由金属材料和塑料管制造,该产品灵敏度高,不受外来声音干扰,无方位性,输出信号LED指示。TTL电平输出,结构简单。其内部原理图如下:

  在该系统中,使用两个震动传感器,分别放在床和保险箱内,当床体震动时,警惕是地震或是其他震动,当保险箱内的震动传感器工作,并通过单片机处理,进行报警,提醒主人是否为入室盗窃,当主人在外时,也可通过短信提醒,进行防范。

  1.3火焰传感器

  在模拟家居两个区域的墙上分别放一个火焰传感器,以实时检测火灾的发生,一旦有火灾发生,火焰传感器会立即将信号传输给单片机,经单片机处理后将信息进行显示和语音报警。家里没人时,还可进行短信报警。测试成功图如下:

  1.4 烟雾传感器

  将一个烟雾传感器放置在厨房,此烟雾传感器主要元件是QM-N5型气敏元件,QM-N5型气敏元件是以金属氧化物SnO2为主体材料的N型半导体气敏元件,当元件接触还原性气体时,其电导率随气体浓度的增加而迅速升高,从而使电导通,进入工作状态。其原理图如下:

  1.5热释电红外传感器

  热释电红外线传感器由探测元、滤光窗和场效应管阻抗变换器等三大部分组成,其原理如下:

  当传感器没有检测到人体辐射出的红外信号时,在电容两端产生极性相反,电量相等的正负电荷,所以,正负电荷相互抵消,回路中无电流传感器无输出。当检测到人体辐射的红外信号时,照射到两个电容上的红外线能量不相等,光电流在回路中不能相互抵消,传感器有信号输出。

  如下所示,在房间内安装一个热释电红外传感器,在所能检测得范围若有盗贼进入,相应的就会输出信号,经单片机处理,进行报警。若是出门在外,可以收到由gsm模块发的报警短信,提醒及时回家或采取相应的措施。

  显示模块设计

  2.1液晶显示

  系统采用12864进行显示,在模型家居的客厅,用一块12864进行室内外温湿度显示,以及实时时钟的显示,相当于一款万年历,家人可以通过温湿度的变化来决定出行时所带物品。另外一块12864进行实时家居状态安全的显示以及报警。实物检测图如下:

  考虑到其数据的传输速度,其与单片机的连接均采用并行口方式。其连接图如下:

  彩屏显示

  除了12864显示之外,系统还加入了摄像头监控,并能够进行智能抓拍。其结构原理简图图如下:

  系统中该模块的主要用途除了进行实时监控外,当主人出远门时,如有盗贼进入行窃,来不及回家报警,可以进行智能抓拍,有利于警方破案。

  3 gsm无线短信报警模块

  在该系统中,使用基于sim300的gsm短信报警。其原理图如下:

  其中MCU_2RXD,MCU_2TXD与单片机进行串口通信,从而实现当有情况发生时进行短信报警。

  当出门在外,如果家里发生火灾,或是有盗贼进入等情况,就会触发相应的传感器,而信号经单片机处理后,会连接sim300模块进行短信报警,如家里有火灾发生,火焰传感器会触发,并经过单片机处理之后,命令gsm模块进行发短信,主人收到如“防火请注意及时排除灾源”的信息时,就知道家里肯定出现了灾情,从而采取及时补救措施,避免造成不必要的损失。

  4智能语音模块

  该系统中还添加了智能语音模块,能够实现的功能是进行语音控制,其功能框图如下:

  电源模块设计

  在该系统中,电源模块采用太阳能供电,并对铅蓄电池进行供电,既使系统有稳定的电源,又可以节省功耗。

  由于各方面原因的制约,需要加一个稳压模块,因此采用稳压模块对电源进行稳压,从而使得系统有稳定的供电系统,从而正常运行。稳压电路如下:

此文档的相关视频来自:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13472




关键词: 智能家居     报警系统     传感器     单片机    

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