基于单片机的智能家居控制系统规划方案doc.docx
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基于单片机的智能家居控制系统规划方案doc
单片机原理与应用技术
课程设计报告
题目基于单片机的智能家居控制系统的设计
专业班级：
__
姓名：
______
时间：
_
指导教师：
单片机课程设计项目系列：
基于单片机的智能家居控制系统的设计
一．设计要求
（一）基本功能
（1）家居内无人时,切断所有家电的220V电源,既消除了各种电器的待机能耗,又避免了因供电异常、屋内漏水等不可预知事件损坏电器的危险。
（2）通过预设时间和时长控制娱乐性家电,避免了孩子在家因过度娱乐而延误学习。
（3）所有电器的电源都直接通过系统控制进行供电/断电,在使用电器时无需插拔电源插头,避免
了因经常插拔电源插头而造成接触不良及触电的危险。
（4）根据预设室内温度和湿度对空调和加湿器自动进行启
/停控制
以达到最佳舒适度。
（5）各电器的工作状态在主控面板上以
LED
直观显示
并通过键盘集中控制电器
例如在观看电
视时可随手打开
/关闭厨房电灶。
（6）远程控制家电的启动操作。
（7）设定/显示日期、时间、星期及定时叫醒服务。
（8）为避免煤气中毒设置了一氧化碳及燃气报警。
（9）烟感和水感可及时发现家居内的水、火灾并报警。
（10）通过门磁和窗户红外线完成防盗报警。
（二）扩展功能
加入住宅配房安全防盗报警功能和住宅门禁系统功能。
二．计划完成时间三周
1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。
2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。
3．第三周完成软件和硬件的联合调试。
1
引言
......................................................................................................
3
2
总体设计方案.........................................................................................
3
2.1
设计思路........................................................................................
3
2.1.1
方案确立...............................................................................
3
2.2
总体设计框图.................................................................................
4
3
设计原理分析.........................................................................................
4
3.1
传感器模块的设计...........................................................................
4
3.1.1
烟感传感器............................................................................
4
3.1.2
门磁、红外探测器...................................................................
4
3.1.3
热释电传感器.........................................................................
4
3.2
矩阵键盘模块.................................................................................
4
3.3
单片机最小系统..............................................................................
5
3.4
显示模块........................................................................................
5
3.5
输出部分.......................................................................................
6
4
总结与体会
............................................................................................
7
参考文献...................................................................................................
7
附录一
程序流程图...................................................................................
7
附录二
程序列表......................................................................................
8
基于单片机的智能家居控制系统的设计
摘要：
介绍了以单片机为核心，并加以热释电传感器、烟感传感器、振动传感器、门磁和红外报警系统，共
同构成了智能家居控制系统。
制作简单、方便、价格低廉，适宜广大用户消费。
关键词：
智能家居报警传感器矩阵键盘
1引言
随着中国信息化发展水平的逐步提高，智能化系统越来越受人们的重视。
智能家居系统将
现代高科技控制手段运用于家居设计，通过一套专用控制系统将室内家居，家居环境，家用电
器，室外场所（车库、花园等），防盗报警（门磁探测器、玻璃探测器、红外探测器）、安检系
统（烟感探测器、煤气泄露探测器）和智能设备有机的融为一个整体，统一控制起来，并通过
电话网络对所有家电进行异地或远程开启、关闭控制。
2总体设计方案
2.1设计思路
根据设计要求可以分为以下几个模块：
传感器模块、矩阵键盘、单片机最小系统、显示模块和输出部分。
2.1.1方案确立
传感器模块主要有烟感传感器、门磁探测器、红外探测器和热释电传感器。
用于室内的安
检系统（烟感探测器、振动探测器）、防盗报警（门磁探测器、红外探测器）、省电模式（热释
电传感器）。
矩阵键盘和单片机最小系统是实现该设计的基本部分。
矩阵键盘选用单片机的P1
口，晶振选用6MHz。
显示模块和输出部分用于显示时间、启动（停止）家用电器、安检报警，
并以指示。
2.2总体设计框图
键盘输入
传
感器
图1
总体设计框图
单
3
数码显示
电器工作
设计原理分析
片
3.1
传感器模块的设计
机
复位、振荡
报警输出
当传感器检测到信号（烟雾、人体发射的红外线）时，会输出一组高低变化的电平，送往单片机的I/O口。
3.1.1烟感传感器
烟感传感器是检测室内的烟雾量，当室内的烟雾量超过一定值时，传感器发出信号，即有高电平输出，使报警电路报警。
3.1.2门磁、红外探测器
门磁、红外探测器也用于防盗报警系统。
门在关闭状态下，门磁处于断开状态，此时无输出；当门被打开时，门磁吸合，此时有高电平输出。
3.1.3热释电传感器
热释电传感器用于检测室内是否有人。
在无人时，让系统处于省电模式；有人时，跳出省电模式。
3.2矩阵键盘模块
该系统采用矩阵式键盘，外观美观，便于扩展。
主要用于时间的调整和家用电器的启停操作。
每一水平线（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通。
在这种行列矩阵式非编码键盘的单片机系统中，键盘处理程序首先执行有无键按下的程序段，当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键被按下。
对键的识别常用逐行扫描查询法。
如图
2所示。
VCC
R1
R2
R3
R4
10k
10k
1
0k
1
0k
k1
k2
k
3
k4
k5
k6
k
7
k8
k9
k10
k
11
k12
J
1
2
3
4
5
k13
k14
k
15
k16
6
7
8
图2矩阵键盘电路图
3.3单片机最小系统
该系统采用AT89S51
单片机，采用串口显示电路以节省端口，采用4*4
矩阵试键盘，用
来控制以及调试电路，
采用固态继电器实现对家用电器的强电控制和隔离强电干扰。
AT89C51
的主电路如图。
1
P10
P00
39
2
38
P11
P01
3
37
P12
P02
4
36
P13
P03
5
35
P14
P04
6
34
P15
P05
7
33
P16
P06
8
32
P17
P07
13
INT1
P20
21
12
22
INT0
P21
VCC
23
P22
15
24
T1
P23
14
25
Kres
U1
P24
T0
C51
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