智能家居安全系统Word文档下载推荐.docx
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如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。
本项目的起源与产生既基于此背景。
2、功能简介
该系统主要能够实现的功能：
正常情况下，该系统能够采集室内的温度，并显示出来供主人参考。
当温度过高时该系统就会发出报警，灯光发亮，语音提示等，使得主人知道家中发生了险情，并及时进行处理。
当有盗贼从窗户或者其他一些地方进入时家中时，会触动红外设置，单片机发信号给声光模块，告知主人和邻居有险情。
采取有效的措施，防止损失。
第二章系统设计
1、系统框架
2、功能模块
（1）温度检测模块：
采集温度
（2）声光报警模块：
通过声音
（3）红外模块：
检测有无人闯入
（4）液晶显示模块：
显示信息，人机交流
（5）电源模块：
给各个模块提供电源
（6）输入模块：
4*4键盘，输入信息
（7）语音模块：
发出语音
第三章电路设计
1、温度检测模块
该模块主要用于检测室内温度。
采用改进型智能温度传感器DS18B20与传统的热敏电阻相比，DS18B20能够直接读出被测温度，它仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。
因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
当温度过高时即发生火灾时,单片机向声光模块发出信号，即发出声光报警。
DS18B20的1脚接地，2脚接PORTC.0，3脚接电源，在2脚接一个4.7K的上拉电阻抗干扰。
2、声光报警模块
当温度过高时，该模块接收到单片机发出的信号后，声光模块开始动作，LED灯开始闪烁，蜂鸣器并发出声音报警，告知主人或邻居及时发现险情，及时的控制火情。
当红外模块感知到有外人闯入时，该模块发出报警，威慑他人，使其不敢进入主人家中，并提醒邻居或主人，及早做出防范。
我们把若干个LED灯摆成笑脸形状。
因为若干个LED灯和一个蜂鸣器工作时需要较大的电流。
因此我们设计一个三极管（S9013）来进行驱动，保证了电路有足够大的电流。
三极管的基极与PORTD.6连接。
同时我们用了俩个1K分别与LED和蜂鸣器串联来进行分压保证其安全性。
3、红外线模块
该模块主要用于防盗，安置在窗户或者门口等地方，当有盗贼闯入时，会触动到那些安置好了的红外装置，发送信号给单片机，单片机经过处理后发送给声光模块。
为了防止错报，我们安装若干个红外对管，当只有达到一定数量的红外对管发生中断时才报警。
因为单片机的中断资源有限，所以我们用了2对红外对管来模拟若干个，当只有其中一个红外对管发生中断时，系统不报警，当两个红外对管都发生中断时，系统发出警报。
这两对红外对管分别接单片机的PORTD.4（INT0）、PORTD.5（INT1）。
4、液晶显示模块
该模块主要应用于显示一些信息，起到与用户进行人机交流作用，用户可以通过显示模块，看到一些信息，例如现在的室内温度、现在系统启用的模式等。
我们将采用1602lcd来显示，四线制方式将1602与单片机的PORTB口相连接，1602的RS、RW、E、D4、D5、D6、D7分别接PORTA.0、PORTA.1、PORTA.2、PORTA.4、PORTA.5、PORTA.6、PORTA.7。
电路如下：
5、电源模块
该模块主要用于给整个系统提供能够应用且稳定的电源。
我们采用了7805这种型号的稳压器件，在输入端我们用了火牛插孔，便于连接电源，在输入的负极安装了一个按键开关，便于控制电源的开关，如下图：
6、输入模块
该模块由4*4个按键组成，用于用户对系统的设置与控制等，给用户提供一个输入的方式，输入用户所需求的信息。
我们将键盘与单片机的PORTA口相连，PORTA口的高八位接按键的行，低八位接按键的列。
按键功能如下图所示：
7、语音模块
该模块主要由ISD1730、扬声器、mic、按键及其一些电阻电容等组成。
它的作用的是通过语音提示，指导用户对安全系统的操作，例如设防，撤防等，把语音芯片的复位脚（24脚）与单片机的PORTD.1相连接，播放脚（23脚）与单片机的PORTD.4相连接，快进脚（26脚）与单片机的PORTD.5脚相连接。
第四章程序设计
1、显示模块
该模块主要有1602液晶显示屏组成，上电后初始化1602，屏幕上显示欢迎界面，2秒后显示温度，设防时显示Fortificationofsuccess，撤防时显示Pleaseenteryourpassword，第一次输入密码错误时，显示Pleasetryagain，第二次输入密码错误时，显示Thelastchance，当发生火灾时显示Alarm!
!
Fire!
，当发生盗窃是显示Burglaralarms!
，及其一些其他的显示都用putsf（）函数来完成显示工作。
2、语音模块
当开机时PORTD.1给一个低电平，让语音芯片的指针复位，POTD.4给一个低电平并进行延时，然后在给高电平，进行播放语音“欢迎使用智能家居安全系统”。
然后PORTD.5给一个低电平并进行适当的延时，当设防按键按下时PORTD.4给一个低电平并进行延时，然后在给高电平，播放“请输入密码”，然后进行快进，让播放指针指向下一个语音片断，撤防成功后播放“成功撤防”。
3、输入模块
我们采用键盘扫描的方式来采取键盘的输入信息，单片机的A口高四输出，轮流输出0，A口第四位输入，采集键盘的信息，检测是否有按键按下，那一列有按键按下。
根据当哪一行输出0时，那一列检测到了0，计算出是哪个按键，即：
行*4+列
//键盘扫描
unsignedchargetkeyval（void）
{
unsignedcharcol[4]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
//行
unsignedcharrow[4]={0x07,0x0b,0x0d,0x0e};
//列
unsignedchari,j,getsta,keyval;
for（i=0;
i<
4;
i++）
{
PORTA=col[i];
delay_us
（2）;
if（PINA!
=col[i]）
getsta=PINA&
0x0F;
for（j=0;
j<
j++）
if（getsta==row[j]）
{
keyval=j+i*4;
delay_ms（30）;
//300
while（getsta==row[j]）
getsta=PINA&
////////////判断按键是否放开。
}
returnkeyval;
}
}
return16;
}
4、红外模块
开启外部中断INT0和INT1,定义中断标志flage_0和flage_1，当发生中断时flage_0=1和flage_1=1，设防开启后进行循环判断当两个中断都发生时，发出警报。
用两个嵌套在一起的if来进行判断。
if（flage_1==1）//红外报警
if（flage_0==1）
flage_1=0;
flage_0=0;
lcd_gotoxy（0,0）;
lcd_putsf（"
Burglaralarms!
"
）;
PORTD.6=1;
}
5、温度模块
设定单总线的接口为PC.0。
定义一个变量利用函数ds1820_temperature_10（）取出当前温度值，再把该变量换算成个位和十位即小数位，再分别显示出来。
//温度显示
voidwendu（void）
charlcd_buffer[33];
inttemp,temp_h,temp_l,_1,_2;
temp=ds1820_temperature_10（0）;
temp_h=temp/80;
//DS18B20要/80
temp_l=temp%80;
shi=temp_h/10;
ge=temp_h%10;
_1=temp_l/10;
if（_1==4）
_1=5;
else
_1=0;
_2=temp_l%10;
lcd_gotoxy（0,1）;
sprintf（lcd_buffer,"
TEMP:
%d%d.%d\xDFC\n\r"
shi,ge,_1）;
lcd_puts（lcd_buffer）;
第五章实验与调试
一、下载调试
将一个10针的插座与单片机的MOSIMISOSCKRESETVCCGND等连接好后，用下载线连接电脑好单片机，用下载软件进行下载，运行成功。
二、LCD的调试
当LCD与PA口相连上电后，没有反应，屏幕是黑的，进过上网查找资料后，才发现原来LCD的背景灯那两个管脚没有接上电源和地。
焊接好后，上电屏幕亮了，但是什么都显示不出来，看到LCD的3管脚是空的，所以想到可能是这个原因，查资料后知道这个是管脚的作用是调节对比度的，于是我就用两个1K的电阻串联在一起，一端接电源一端接地中间接3脚，上电后下载程序显示一个很模糊的字迹，看不清楚。
猜测可能是因为电阻大小不当导致的，进过三四次的调整后才显示出来清晰的字迹。
三、按键的调试
把程序下载后，按键按下去一下后，在屏幕上显示很多个同一个的数，考虑可能是因为在按键按下去还没放开的一瞬间，键盘扫描好多次，单片机的扫描的速度很快，就认为按键按下了很多次，而没有判断是否是同一次按下去的，所以要解决这个问题的方法是让程序判断按键是否释放。
四、电源模块的调试
电源模块焊接好后，上电发现一点输出端没有电压，通过用万用表的测量得知火牛插座负极没有连接好，再次进行焊接，上电后依然没有现象，就再次进行从输入到输出一个点一个点的测量，测量出无论开关怎样开关，开关的另外一端都没有反应，才发现开关的管脚焊错了。
焊接好后，上电，电源的输出端输出正常的5V。
五、语音模块的调试
语音模块按照电路的焊好后，能正常播放语音，正常快进与复位等，各方面都正常。
六、LED与蜂鸣器的调试
PORTD.6输出高电平时LED灯，蜂鸣器鸣叫。
功能正常。
第六章测试结果
开机显示welcome和^_^,延时2秒后显示当前温度并根据当前的温度变化而不断变化，进入正常运行状态。
当设防按键按下后，语音提示设防成功，LCD显示Fortificationofsuccess（设防成功），并进入防御状态，不断检测温度是否超过设定值（火灾检测），检测红外对管是否都发生了中断（防盗报警）。
当温度过高时，LCD显示"
Alarm!
，蜂鸣器鸣叫LED亮；
当红外对管都发生中断时，LCD显示"
，蜂鸣器和LED报警。
当撤防键按下时，语音提示请输入密码，LCD提示Pleaseenteryourpassword，然后你输入密码，若输入第一次错误，LCD提示Pleasetryagain，第二次错误，LCD显示"
Thelastchance"
，当第三次错误时，LED与蜂鸣器发出警报，程序锁死。
若输入密码正确时，则显示OK，语音提示撤防成功，显示温度。
第七章结语
该设计在一定程度上解决了传统机械式防盗的弊端，利用高科技将防盗报警智能化、自动化，可以减少和避免户主的损失。
由于时间的关系和考虑到元器件的价格等因素，该设计还存在一些不足的地方。
例如，该设计存在不够人性化的地方，可通过添加实时时钟芯片增加时间功能，并在此基础上加入自动开启和关闭系统的功能等等。
除此以外，还可以通过增加断电保护电路增强系统的安全性。
在做该设计的这段时间里，我对之前学习到的知识有了一个全面的认识，也因此学到了很多东西。
这一次的设计，从查找资料、方案确定、电路设计到焊接和调试，整个过程都是我们自己亲自去完成。
在整个设计期间，我遇到了很多问题，但经过仔细的分析和其他同学的帮助后，最终都把问题解决，我也从中学会了解决问题的方法。
附录程序
/*****************************************************
Project:
智能家居安全系统
Version:
Date:
20121212
Author:
pang
Company:
Comments:
Chiptype:
ATmega16L
Programtype:
Application
Clockfrequency:
8.000000MHz
Memorymodel:
Small
ExternalSRAMsize:
0
DataStacksize:
256
/*1602和MEGA16L的连接方式如下：
*/
/*RS------>
PB0*/
/*RW------>
PB1*/
/*E------>
PB2*/
/*FREE---->
PB3*/
/*D4------>
PB4*/
/*D5------>
PB5*/
/*D6------>
PB6*/
/*D7------>
PB7*/
/*****************************************************/
#include<
mega16.h>
delay.h>
stdio.h>
ds1820.h>
lcd.h>
#asm
.equ__lcd_port=0x18;
PORTB
#endasm
1wire.h>
.equ__w1_port=0x15;
PORTC
.equ__w1_bit=0
#endasm
#definefuweiPORTD.1
#definejingbaoPORTD.6
unsignedcharmima[]={1,2,3,1,2,3};
unsignedcharshuru[6]={0,0,0,0,0,0};
intshi,ge;
//温度的十位与个位
unsignedcharflage_0=0;
//中断0标志
unsignedcharflage_1=0;
//中断1标志
/************************************************************************/
//初始化
voidinit（void）
w1_init（）;
lcd_init（16）;
PORTA=0xff;
DDRA=0xF0;
PORTD=0x32;
DDRD=0x72;
jingbao=0;
GICR|=0xC0;
//INT0ONINT1ONINT2OFF
MCUCR=0x0F;
MCUCSR=0x00;
GIFR=0xC0;
#asm（"
sei"
）
//ExternalInterrupt0serviceroutine
interrupt[EXT_INT0]voidext_int0_isr（void）
flage_0=1;
//待补充
//ExternalInterrupt1serviceroutine
interrupt[EXT_INT1]voidext_int1_isr（void）
flage_1=1;
//待不从
}
voidwendu（void）//温度显示
unsignedchargetkeyval（void）//键盘扫描
delay_ms（300）;
voidyuyin（void）//播放语音
PORTD.4=0;
delay_ms（35）;
//播放
PORTD.4=1;
voidnextone（void）//快进
PORTD.5=0;
//快进到第一段语音
PORTD.5=1;
voidkaiji（void）//开机界面
{
lcd_clear（）;
lcd_gotoxy（6,0）;
^_^"
lcd_gotoxy（5,1）;
WELCOM"
PORTD.1=0;
//复位不用时间
PORTD.1=1;
delay_ms（10）;
yuyin（）;
//播放开机音
delay_ms（2000）;
//语音播放完后进入快进
nextone（）;
wendu（）;
voidshuzuqingkong（void）
unsignedchari;
6;
i++）shuru[i]=0;
voidmain（void）
unsignedcharttt;
//密码错误，死循环ttt
unsignedcharyyy;
//密码错误，死循环yyy+到10
unsignedcharkeyval;
//键值
unsignedchari=0;
unsignedcharj=0;
unsignedcharflage=1;
unsignedchart=0;
//密码与输入中相同的个数
unsignedcharcishu=3;
//密码次数3
init（）;
delay_ms（100）;
kaiji（）;
while
（1）
ttt=1;
//密码错误，死循环ttt
yyy=0;
flage=1;
t=0;
cishu=3;
shuzuqingkong（）;
//数组清空
keyval=getkeyval（）;
if（keyval==13）//设防
{
//播放语音
Fortificationofsuccess"
delay_ms（1000）;
///足够的时间
while（flage）
if（shi>
1&
ge>
7）//温度报警
jingbao=1;
if（flage_1==1）//红外报警
if（keyval==14）//撤防
i=0;
Pleaseenteryourpassword"
//播放语音
if（keyval<
10）
shuru[i]=keyval;
lcd_putchar（shuru[i]+0x30）;
i++;
if（keyval==12）
if（mima[j]==shuru[j]）{t++;
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