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基于手機(jī)控制的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
針對(duì)智能科技家居系統(tǒng)低層次、漏報(bào)、誤報(bào)、缺乏人性化等問題，本設(shè)計(jì)研發(fā)出一套基于手機(jī)控制的高安防系數(shù)且極具人性化的智能家居安防系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合單片機(jī)、 GSM模塊、紅外傳感器、煙霧傳感器等，實(shí)現(xiàn)了本地報(bào)警、物業(yè)監(jiān)控室報(bào)警、遠(yuǎn)程手機(jī)報(bào)警。系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用戶可通過手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，彌補(bǔ)了以往安防措施的單一化、低層次、高成本等問題。系統(tǒng)采用多種傳感器交織融合，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊模塊的收發(fā)和報(bào)警控制，基本消除了漏防、誤報(bào)等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)無警不報(bào)、有警必報(bào)，為國內(nèi)家居安防系統(tǒng)的全方位化發(fā)展提供了直觀、清晰、準(zhǔn)確的參考，促進(jìn)智能家居在國內(nèi)的發(fā)展。
0 引言
隨著社會(huì)智能化程度的提高，樓宇建設(shè)和管理進(jìn)入了智能化時(shí)代。而近年來，伴隨經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市人口的急劇增加，盜竊、入室搶劫等事件的增多給人們的安定生活帶來了很大的影響，因此越來越多的人在渴望擁有舒適、安全的生活空間，這也促使著智能家居的研究與應(yīng)用。
智能家居是以住宅為平臺(tái)，它是將建筑、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化、系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理融為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的家居環(huán)境。智能家居是通過綜合采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)(3C)，建立一個(gè)由家庭安全防護(hù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)和家庭自動(dòng)化系統(tǒng)組成的家庭綜合服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)全面的安全防護(hù)、便利的通訊網(wǎng)絡(luò)以及舒適的居住環(huán)境的家庭住宅。
針對(duì)智能家居系統(tǒng)出現(xiàn)的一系列問題，本設(shè)計(jì)研發(fā)出一套基于手機(jī)控制的高安防系數(shù)且極具人性化的智能家居安防系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn)：
1.被監(jiān)控設(shè)備的正常運(yùn)行與監(jiān)控系統(tǒng)的操作使用互不干涉;
2.系統(tǒng)主要設(shè)備采用結(jié)構(gòu)功能的冗余設(shè)計(jì)，不會(huì)出現(xiàn)瓶頸問題;
3.系統(tǒng)具有全面監(jiān)測(cè)全方位覆蓋的特點(diǎn);
4.系統(tǒng)集檢測(cè)與控制于一體。
1 系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)硬件由控制模塊、檢測(cè)模塊、報(bào)警模塊、執(zhí)行器模塊組成。其中控制模塊選用的是C52單片機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、價(jià)格低。檢測(cè)模塊包括熱紅外傳感器、煙霧傳感器、可燃性氣體傳感器、門磁/窗磁傳感器、溫濕度傳感器，本設(shè)計(jì)因?yàn)榻?jīng)費(fèi)原因只選購了煙霧傳感器和熱紅外傳感器，其他傳感器均用模擬開關(guān)代替。本設(shè)計(jì)為了使演示更加直觀所以執(zhí)行器選擇的是步進(jìn)電機(jī)，在實(shí)際中可根據(jù)需求選擇其它執(zhí)行器(如繼電器、電磁閥等)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1所示：
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的輸入信號(hào)來輸入按鍵及各傳感器，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)通過LED狀態(tài)指示燈顯示，通信模塊是系統(tǒng)與用戶交換信息的橋梁，既負(fù)責(zé)將系統(tǒng)異常信息報(bào)告給用戶，又負(fù)責(zé)接收用戶的控制信息和控制系統(tǒng)的運(yùn)行。系統(tǒng)紅外人體檢測(cè)器選用ORIONEL-55型探測(cè)器，該傳感器為被動(dòng)探測(cè)型，在安裝時(shí)應(yīng)注意安裝高度，不要安裝在太陽直射的地方，探測(cè)器附近避免有散熱器、加熱/冷凍機(jī)器及空調(diào)，探測(cè)器前面避免有大型障礙物，探測(cè)器接線端子如圖2所示。
系統(tǒng)選用的煙霧傳感器為SS-168A型，該傳感器屬于電化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器，報(bào)警器對(duì)煙霧敏感，對(duì)于灰塵、水霧及揮發(fā)性氣體同樣敏感，因此對(duì)那些灰塵大、經(jīng)常有水霧等場(chǎng)所不適用，另外風(fēng)速5m/s的風(fēng)口也不宜安裝，因?yàn)檫@些地方煙霧很難聚積。
系統(tǒng)報(bào)警方式包括本地聲光報(bào)警、物業(yè)監(jiān)控室異地報(bào)警、基于GTM900C模塊的遠(yuǎn)程報(bào)警。系統(tǒng)選用的GTM900C通信模塊具有GSM無線通信的所有功能，并提供標(biāo)準(zhǔn)的DART串行接口支持GSM07.05定義的AT命令集指令，直接使用AT命令即可以簡便的實(shí)現(xiàn)短信息的收發(fā)，查詢和管理。 GSM是一種多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以依照用戶的需要為用戶提供各種形式的通信。習(xí)慣上，人們把話音業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(或稱非話音業(yè)務(wù))區(qū)別開來：話音業(yè)務(wù)中，信息是話音，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送包括電文、圖像、傳真及計(jì)算機(jī)文件等在內(nèi)的其他信息。
3 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)往往是一種事后分析行為，等到異常發(fā)生時(shí)，造成了居所財(cái)產(chǎn)和人員嚴(yán)重?fù)p失之后，才調(diào)出數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問題實(shí)時(shí)性安全性較低。本系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)有：
(1)采用多路報(bào)警，彌補(bǔ)人自身的缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控，由于人本身的生理特點(diǎn)，監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)疏忽，使不法分子有可乘之機(jī)。本系統(tǒng)多路自動(dòng)報(bào)警解決了這一問題，發(fā)現(xiàn)問題自動(dòng)報(bào)警避免人員疏忽。
(2)有效性，傳統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)有嚴(yán)重的誤報(bào)漏報(bào)情況，本系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控多傳感器融合，因此會(huì)有更高的有效性。
(3)快速性，傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)往往是發(fā)生事故響應(yīng)時(shí)間長，有人進(jìn)入處理事故，消耗的大量的時(shí)間，而本系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部就設(shè)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以自動(dòng)執(zhí)行管理程序，解決災(zāi)害。
4 總結(jié)與展望
本設(shè)計(jì)介紹了基于手機(jī)控制的智能家居安防系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)并詳細(xì)描述了系統(tǒng)軟件的運(yùn)行流程。硬件部分由單片機(jī)(80S52)、GTM900C 通信模塊、溫度檢測(cè)器、紅外人體檢測(cè)器、煙霧檢測(cè)器、聲波檢測(cè)器、視頻信息檢測(cè)器組成。軟件部分可設(shè)置為三種模式：接收模式、發(fā)送模式和收發(fā)模式，實(shí)際應(yīng)用中使用收發(fā)模式。應(yīng)用本系統(tǒng)能方便的實(shí)現(xiàn)家居系統(tǒng)的事故檢測(cè)、事故報(bào)警和事故處理，具有高效、實(shí)時(shí)的特點(diǎn)，極大程度上提高了住所的安全性。智能家居安防系統(tǒng)是未來智能家居業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此本系統(tǒng)的研究具有前瞻性和先進(jìn)性，應(yīng)用前景廣闊。
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