基于51单片机的智能家居监测系统硬件设计

《基于51单片机的智能家居监测系统硬件设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·12·计算机与信息技术开发与应用基于51单片机的智能家居监测系统硬件设计周兴中陈万林刘林菊何艳霞（湖南科技学院计算机与通信工程系，湖南永州425100）摘要提出了一种智能家居监测系统的硬件设计方案。该设计以AT89S51单片机为控制器，利用多传感器信息融合技术开发了可用于智能家居监控的报警系统，系统包括室内的温度、湿度、煤气、烟雾监控报警。测试结果表明，该系统操作简单、安全可靠、扩展性好。关键字单片机；传感器；智能家居1引言境信息作为其他家庭设备运行时的参数，实现对环境的智能[2-3]生存环境的舒适与安

2、全是人类永恒追求的物质目标。随化控制。因此，智能家居监测系统是实现智能家居系统功着计算机技术、通信技术、控制技术的飞速发展，人们对居能的重要组成部分与先决条件，是提供用户安全、舒适、便住环境提出了更高的要求，希望居住在一个生活现代化，环捷生活的重要手段。该监测系统对于构建智能家居系统和提境舒适化、安全化的生活空间。智能家居的概念由此而生，高用户的生活环境质量具有重要的意义。人们通过智能家居系统实现家庭设备与住宅环境的智能化监2系统总体设计[1]控与管理，从而满足人类对居住环境的需求。而提供用户全智能家居监

3、控系统的总体结构框图如图1所示，该系统面、可靠的环境监测信息是智能家居系统中尤为关键的部分主要由数据采集模块、单片机控制模块、显示模块和报警模之一。通过环境监测系统，用户可以实时获得居住环境的信块组成。息，如：温湿度、毒气浓度、火灾信息等。并将采集到的环测温度传感单器蜂鸣报警电路湿度传感量器模放片数烟雾浓度传大显示电路对转感器调换煤气浓度传理器机键盘象感器图1系统总体结构框图单片机是整个监测报警系统的核心，系统的工作原理是：成将模拟信号到数字信号的转换，单片机判断是否发生异常，先通过传感器（包括温感、湿感

4、、烟感和煤气浓度传感器）如果环境有异常系统将显示并报警。按实现功能主要包括：将现场温度湿度、煤气浓度和烟雾浓度等非电信号转化为电主控制模块，采用AT89S51单片机作为主控单元；温度检测信号，调理电路将传感器输出的电信号进行调理（放大、滤模块，采用DS1820温度传感器采集温度数据；湿度检测模波等）是指满足A/D转换的要求，最后由A/D转换电路，完块，采用DHT11湿度传感器采集湿度数据；煤气浓度检测模开发与应用计算机与信息技术·13·块，采用MQ-5传感器采集数据；烟雾浓度检测模块，采用氧化物半导体微晶

5、粒结合部位（晶界）才能形成电流。MQ-6传感器采集数据；液晶显示模块，采用SMC1602A液MQ-2可用于家庭和工厂的气体泄漏检测装置，适宜于晶显示器显示；报警模块，采用蜂鸣器报警。液化气、丁完、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。3系统硬件设计3.5煤气传感器3.1微控制器模块MQ-5气体传感器对液化气、天然气、城市煤气有较好[4]本系统中的控制芯片是AT89S51，它是一种带4K字节的灵敏度，对乙醇、烟雾几乎不响应。主要应用于家庭或工闪烁可编程可擦除只读存储器（EPEROM）和128字节的随业上对液

6、化气、天然气、煤气的检测装置优良的抗乙醇、烟机存取数据存储器（RAM）的低电压、高性能CMOS8位微雾干扰能力。处理器，俗称单片机。AT89C51是一个低功耗搞性能的单片3.6A/D转换模块机，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，A/D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换专用芯可灵活应用于各种控制领域，40个引脚，32个外部双向输入、片ADC0809，ADC0809由8路模拟开头、地址所存与译码器、输出（i/o）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程8位A/D转换器和三态输出所

7、存缓冲器组成，ADC0809的主定时计数器。2个全双工穿行通信口。芯片可按照常规方法要性能指标为：进行编程，也可以在线编程，其将通用的微处理器和Flash分辨率为8位。存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器结合在最大不可调误差：ADC0809为_+1LSB。一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发单电源+5v供电，基准电压由外部提供，典型值为+5V，成本。此时允许输入模拟电压0-5v。3.2温度传感器具有所存控制的8路模拟选通开关。温度传感器采用DS18b20数字温度

8、传感器，可以提供可所存三态输出，输出电平与TTL电平兼容。9-12位的数字量指示器件的温度，信息经过单向接口送入转换速度取于芯片的始终平率，当时钟平率500KHZDS18b20或从DS18b20送出，因此从处理器到DS18b20仅需时，转换时间为128us。连接一条线。读写和完成温度变换所需的电源可以由数据本3.7晶振及复位电路身提供，而不需要外部电源。因为每一个DS18b20有一个唯晶振电路为单片机AT89S51工作提供