基于单片机的室内智能系统设计

摘 要：本次设计是以 STC89C52单片机为控制核心设计的一款室内智能系统，用于远程室内安全监控。此系统由单片机最小的系统、电源电路、烟雾检测电路、红外检测电路、按键电路、GSM收发短信电路及显示电路等组成。利用LCD显示屏显示当前室内的安全状态，也可通过按键控制系统报警。

关键词：单片机;GSM通信;安防;LCD显示

本设计下的室内智能系统不仅制作简单，操作方便，而且功能齐全，能满足基本突发事件的报警。并且在STC89C52控制下的控制电路占空间小，隐蔽性强，能够满足现代家庭装修美观大方的特点。最后，设计成本低，不仅单片机芯片属于价格便宜，液晶12864也是同类产品中价廉物美的产品。

1 系统设计框架

根据总体方案的分析，本次设计的硬件总设计框图设计为如图1所示，本设计主要由七个模块组成，包括STC89C52单片机控制模块、GSM通信模块、12864液晶显示模块、MQ2烟雾传感器模块、红外传感器模块、按键模块、电源模块组成。

2 硬件模块设计

本次GSM模块采用的是TC35I新版西门子工业GSM模块，是一个支持中文短信息的工业级GSM模块，工作在EGSM900和GSM1800双频段，电源范围为直流3.3～4.8V，电流消耗——休眠状态为3.5MA，空闲状态为25MA，发射状态为300MA（平均），2.5A峰值;可传输语音和数据信号，功耗在EGSM900（4类）和GSM1800（1类）分别为2W和1W，通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。

TLED为600MS亮/600MS熄时，表明SIM卡没有插入或TC35I正在进行网络登录;当LED为75MS亮/3S熄时，表明TC35I已经登录进网络，处于待机状态。

30、31、32脚为控制脚，其中30为RTCBACKUP，31为POWER DOWN，32为SYNC。

35～38为语音接口，35、36接扬声器放音。37、38可以直接接驻极体话筒来采集声音（37是话筒正端，39是话筒负端）。

GSM模块与计算机的通信协议是一些AT指令集，其中AT指令是以AT为开头，字符为结尾的字符串，AT指令的响应数据包在。每条指令执行成功与否都有相应的返回程序。对于其他意外信息比如有人拨号，线路上没有信号，等等，模块也会做出一些相应的信息提示，而此接收端可以据此迅速处理。

3 系统软件设计

程序循环检测连接烟雾传感器的I/O接口，检测到数据后对数据进行判断，如果不是触发信号就继续检测接口;如果是触发信号则开启蜂鸣器向室内人员报警，调用LCD显示函数将火灾预警显示到显示器上，调用GSM通信函数远程向外出人员报警。具体程序如下：

if（key1==0） //检测烟雾传感器是否触发

{

Delay_Xms（10）; //取消抖动

if（key1==0）

{

bell=0; //警铃报警

clearBuff（）;

v_Lcd12864PutString_f（2，1，“发生火灾”）; //显示屏显示报警

SendUDPMessage（CALL_YOU_TELNUMBER，SEND_MESSA_CY，Print_Str）;

//发送报警短信

key1=1;

}

}

程序循环检测连接按键的I/O接口，检测到按键按下则开启蜂鸣器向室内人员报警，调用LCD显示函数将有人闯入显示到显示器上，调用GSM通信函数远程向外出人员报警。具体程序如下：

if（key2==0） //判断按键是否触发

{

Delay_Xms（10）; //取消抖动

if（key2==0）

{

bell=0; //警铃报警

clearBuff（）;

v_Lcd12864PutString_f（2，3，“救命救命”）; //显示屏显示报警

SendUDPMessage（CALL_YOU_TELNUMBER，SEND_MESSA_CA，Print_Str）; //发送报警短信

key2=1;

}

}

4 系统调试与仿真

本次仿真通过proteus软件对系统进行仿真，由于软件的元件库内元件种类有限，所以只对部分功能进行了仿真。本次主要实现了对控制模块、警铃模块及显示模块的仿真。本次仿真通过高低电平来模拟传感器的触发，通过蜂鸣器来实现警铃报警，将警报情况显示到LCD显示器上。

当单片机不同的引脚被触发时，LCD会显示出不同的报警信息，当P1.2引脚被触发时，LCD显示火灾报警信息;当P1.4引脚被触发时，LCD显示有人闯入报警信息;当P1.3引脚被触发时，LCD显示室内求救报警信息。同时，只要有触感器触发，蜂鸣器便会报警。

打开电源开关，单片机启动开始初始化，首先完成与GSM通信模块的连接注册信息到基站，然后打开LCD显示，显示初始内容，进入循环检测传感器状态。等到传感器接收到异常信号触发，单片机会根据不同触发器的触发完成相应的指令，如烟雾传感器触发，单片机会打开蜂鸣器，向室内人员报警，再显示烟雾警报信息到显示屏，最后发送报警短信给用户，以保证用户即使出门在外也可第一时间知道室内安全情况。如果是室内人员不小心自己出发了警报，用户也可通过发送短息进行控制警报。

本设计下的室内智能系统不仅制作简单，操作方便，而且功能齐全，能满足基本突发事件的报警。并且在STC89C52控制下的控制电路占空间小，隐蔽性强能够满足现代家庭装修美观大方的特点。最后，设计成本低，不仅单片机芯片属于价格便宜，液晶12864也是同类产品中价廉物美的产品。

5 结论

本款设计最终以单片机STC89C52为主控制芯片，实现了将从传感器接收到的信号处理转化发送给其他模块。具体实现如下：利用STC89C52单片机接收烟雾传感器和人体热释电传感器接收到的信号，蜂鸣器发出蜂鸣，液晶显示屏显示提示发生的突发事件种类，通信模塊发送报警短信给家人。最后，复位整个系统，还原状态。通过系统的整合，使整个系统的安装和调试更加系统，减少重复投资，降低安装和调试的费用，生产物美价廉的产品，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”转变。

参考文献：

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[5]侯岱云.智能化住宅小区系统配置的探讨[J].山东建材学院学报，2000，14（4）：354355.

[6]王秋爽，曾昭龙，等.单片机开发基础与经典设计实例[M].北京：机械工业出版社，2008.

作者简介：石运栋（1995— ），男，汉族，山东临沂人，硕士，研究方向：控制工程。