基于STM32单片机的智能安防系统的设计.doc

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1、基于STM32单片机的智能安防系统的设计作者：刘廷嘉王一凡许龙谭洪成来源：《科学与技术》2018年第23期        随着科技水平的提高，人们的生活方式在逐渐被科技改变，人们对生活的要求也越来越高。利用科技手段的家用电器层出不穷，智能家居系统已经备受广大人们群众的重视，但是智能家居系统运行产生的数据信息的安全更加值得注意。一个完整的智能家居系统包括设备自动控制，通信网络和智能安防系统，智能家居系统利用先进的通信技术将各个子系统协调结合。人们安全意识的提高使得智能安防系统的研究愈发重要。随着通信

2、技术的进步，智能安防系统也将越来越稳定和安全。本文所设计的系统是基于STM32控制芯片进行控制，利用2.4GHz射频通信实现安防系统内部模块通信，利用GPRS通信实现系统与其他终端的通信。        1智能安防系统的整体设计        智能安防系统被分为七个模块：控制模块，门禁模块，信息采集模块，开关模块，电源模块，GPRS通信模块和人机交互模块。控制模块实现整个系统的控制，主要由STM32芯片及相应的晶振电路，复位电路和数据存储芯片构成。门禁模块用来控制入户门的开关，由指纹识别部分和电子

3、锁部分。信息采集模块包括多种传感器和信号电路，全方位采集室内环境信息。开关模块用来控制家用电器的开关，实现智能控制电器的使用。电源模块提供整个系统所需电源。GPRS通信模块用于系统与终端设备的无线通信传输数据。人机交互模块用于系统与外界信息的交换，便于人进行操作。        2智能安防系统硬件设计        2.1控制模块        控制模块实现的功能有环境数据采集，数据处理，数据存储，数据通信。本设计选用的核心芯片型号是ARM公司Cortex-M3系列的STM32F103ZET6。S

4、TM32F103ZET6的处理速度和功耗能够满足系统的高效运行，同时成本较低。STM32F103ZET6的工作频率为72MHz，工作在2.0V至3.6V的电压下。STM32F103ZET6内部包括两个12位DAC数模转换器和三个ADC模数转换器，四个通用定时器，还包括512KB的动态闪存器和64KB的静态存储器，为设计的可靠性和高性能提高了保障。        2.2门禁模块        门禁模块采用了STC89C52单片机对本模块核心控制，由指纹识别模块，显示模块，电子锁电路等构成。指纹识别模

5、块主要由指纹采集头和指纹处理电路两部分组成。液晶显示器采用的型号是LCD1602，用于显示指纹采集的信息，包括对指纹录入的时间与次数的统计信息等。电子锁门禁电路由驱动电路和电子锁开关电路两部分构成。门禁模块中STC89C52单片机与总控制芯片STM32F103ZET6利用NRF24L01进行射频通信。指纹识别模块与STC89C52之间进行串口数据通信，指纹识别的数据存储在模块内部存储器中。        2.3信息采集模块        信息采集模块负责采集室内环境数据信息，我们需要了解室内温湿度

6、来判断屋内的宜居程度，光照强度来判断灯光开关，也需要检测可燃气体的浓度来判断屋内中毒的危险，还需要对人所在位置进行监控。在信息采集模块中又分成温湿度采集部分，光照强度采集部分，可燃气体浓度采集部分，人体红外线检测部分。        温湿度采集部分选用了DHT11型号的温湿度复合传感器。DHT11利用串行接口单线与控制模块连接。DHT11可测温度范围为0-50℃，湿度范围是20%RH～90%RH。它具有可测范围广的优点，而且抗干扰能力也很强，完全可以满足日常家庭数据采集的使用。        光照

7、强度采集部分应用了光照强度传感器TSL2561。TSL2561是一款光强数字转换芯片，里面含有一个光敏二极管负责监测可见光的数据，一个红外光敏二极管负责监测红外线数据。TSL2561通过I2C总线与控制模块连接。        可燃气体浓度采集部分采用了电阻型气敏传感器MQ-5。MQ-5在家庭和工业上对煤气天然气的监控都有着广泛应用。一旦传感器接触到可燃气体，它的导电率就会随着可燃气体的浓度增加而增加。        人体红外线检测部分采用了热释电红外传感器PD632。PD632中含有热释电材料，

8、这种材料的极化会随温度变化而改变，能够准确的探测人体所产生红外辐射并判断人与传感器之间的距离。        2.4GPRS模块        GPRS（GeneralPacketRadioService）中文全称是通用分组无线业务是一种，分组数据传输技术。系统中的GPRS无线通信模块系统选用siemens公司的MC52iR3模块。MC52iR3模块支持900/1800MHz双频工作，工作电压为3.3～4.8V，支持GSM/GPRS功能，可以传输数据、短消息等信号，使用AT指令，内