王柏淇

摘 要：當今時代是數(shù)字智能化時代，同時也是一個科學技術迅猛發(fā)展的時期，人們的收入也隨著社會進步科技發(fā)展而顯著增加，因此大眾開始有充足的資本來滿足自己越來越強烈的需求，這種需求使得家居智能化成了人們重點關注的方面之一。與此同時智能系統(tǒng)迅速發(fā)展起來，以前依賴簡單物理知識等簡單產(chǎn)品逐漸被高集成化的高科技設備所淘汰，且較模擬產(chǎn)品更加方便使用，有著更高效率。例如水銀溫度計，由以前的利用水銀對冷熱反應靈敏特性的傳統(tǒng)溫度計，演變成現(xiàn)今由溫度傳感器構成的電子溫度計。

關鍵詞：單片機 智能家居 監(jiān)測系統(tǒng)

一、前言

智能家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術并以住宅為基礎建設平臺，提供了豐富的功能和智能手段。例如冰箱的智能控制、燈的智能控制、室內(nèi)外電子設備實現(xiàn)智能遙控覆蓋、智能檢測溫濕度及自動調(diào)節(jié)、環(huán)境自動監(jiān)測以及智能防盜報警等。現(xiàn)今相關的商業(yè)化設備在平時也可以看得到，而特別為家居環(huán)境推出的設備卻很少，所以本課題的設備對于人們是具有價值的。而且本監(jiān)測設備的設計與實現(xiàn)，是針對智能家居而研究，也為智能家居的后續(xù)相關研究與發(fā)展提供了很好的技術基礎及平臺支持。

二、系統(tǒng)功能說明

該系統(tǒng)可以劃為五個部分，分別為溫濕度自動檢測及報警，煙霧自動檢測及報警，人體自動檢測及報警，顯示監(jiān)測和報警信息，以及按鍵設置。

系統(tǒng)是由相關軟件程序以及簡單的硬件設備組成的最簡單系統(tǒng)。系統(tǒng)組成簡單，主要由片板內(nèi)有ROM/EPROM的STC89C52單片機組成，相對于其他單片機，其較為簡單，但使用起來可靠，高效。STC89C52單片機雖然構成簡單，但其只要接上復位電路和時鐘電路，就可以構成最小系統(tǒng)。但一些小型控制單元可以使用該最小系統(tǒng)，但中型或者大型的控制單元卻不行，因為其構成簡單，且是低集成度。

（1）溫濕度自動檢測及報警，該功能實現(xiàn)及時采集溫濕度各自值，檢測數(shù)據(jù)是通過型號為DHT11的溫濕度傳感器來實現(xiàn)的，該傳感器能夠同時檢測環(huán)境中的溫度以及濕度，高速處理后，將其數(shù)字信號傳輸?shù)揭壕э@示屏硬件，并將檢測到的數(shù)值顯示于LCD1602液晶上面，若溫度或者濕度的數(shù)值不在預先設好區(qū)間內(nèi)時，燈光亮起伴隨蜂鳴器鳴響，回到正常值的時候，聲光報警自動關閉，以此來實現(xiàn)溫度和濕度分別報警及為未來的溫濕度設備的智能控制提供數(shù)據(jù)支持。

（2）煙霧自動檢測及報警，采用MQ-2煙霧傳感器來檢測居住環(huán)境的煙霧，可對煤氣甲烷以及著火產(chǎn)生的煙霧，或是抽煙產(chǎn)生的煙霧濃度等進行實時監(jiān)測，使煙霧濃度大于或等于預先設好值時，燈光亮起伴隨蜂鳴器鳴響，來提醒解決當前的問題，解決之后，待環(huán)境煙霧濃度回到正常值的時候，報警自動關閉，因此該功能可以讓使用者的安全感大大提升。

（3）人體檢測及報警，HC-SR501紅外感應器可以探測周圍的物體發(fā)出的熱輻射，在布防的時間里，當有人體經(jīng)過其探測范圍，人體紅外輻射通過空氣傳播至傳感器，感應器將接收到的信息轉換成的信號是超低頻的，需要經(jīng)電路放大、輸出，再經(jīng)單片機處理，LED燈燈光亮起且伴有蜂鳴器鳴響，對非法進入人員起到恐嚇作用及提醒屋主。該報警有在報警狀態(tài)關掉電源，在重新通電的時候也會繼續(xù)燈光亮起且伴有蜂鳴器鳴響，使得設備人性化，也更加符合實際情況。熱釋電紅外傳感器和菲涅爾透鏡是被動式紅外熱輻射探測設備的重要構成元件。能將波長為8一12um之間的紅外信號變化轉變?yōu)殡娦盘柕氖菬後岆娂t外傳感器。另外一個器件就是菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡的功能有兩個，一是聚焦，利用凸鏡聚合熱輻射，使熱輻射軌跡更加清晰，檢測更準確；二是分區(qū)，通過區(qū)域劃分，降低誤報。這樣PIR就能產(chǎn)生變化的電信號。

（4）顯示監(jiān)測和報警信息，是通過1602字符型液晶，實現(xiàn)溫濕度、煙霧等數(shù)據(jù)的顯示，及可視化的溫濕度、煙霧預警范圍的設置，同時在報警時會顯示相關報警提示。

（5）按鍵設置，是通過4 Push Buttons模塊，實現(xiàn)溫濕度等預警范圍可設置，以及人體檢測及報警的布防及撤防。

三、研究思路及目的

（一）思路

（1）研究人體檢測傳感器，蜂鳴器與ADC0832模數(shù)轉換器等各硬件功能；

（2）依照功能完成設備；

（3）采用高性價比微控制器，并完成代碼的編寫；

（4）討論功能方案是否符合實際；

（5）完成各目標功能，然后對其模塊測試；

（6）測試完成，然后開始系統(tǒng)模擬測試；

（7）單片機監(jiān)測系統(tǒng)整機焊制及設備測試。

（二）目的

（1）實現(xiàn)溫度濕度的分別檢測及報警，其中包括設置正常值范圍；

（2）實現(xiàn)空氣中的顆粒濃度含量的檢測及報警，其中包括設置正常值范圍；

（3）實現(xiàn)環(huán)境中人體的的檢測及報警，其中包括設防及撤防；

（4）對于環(huán)境中的異常變化進行報警；

（5）實現(xiàn)智能家居環(huán)境監(jiān)測設備的正常運行；

（6）熟悉單片機的基本運行及代碼編寫；

（7）增強自己本專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程的相關項目的實踐及經(jīng)驗。

參 考 文 獻

[1]童曉渝，房秉毅，張云勇.物聯(lián)網(wǎng)智能家居發(fā)展分析[J].移動通信，2010.

[2]余發(fā)山，王福忠，等.微機原理與單片機接口技術[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2013.

[3]柯國琴.基于單片機的智能家居系統(tǒng)的研究[D].合肥工業(yè)大學，2010.

[4] 孫浩 . 基于 Wi-Fi 技術和 Android 系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)設計 [D]. 中國礦業(yè)大學 ， 2014.