傳感器智能家居設(shè)計(jì)報(bào)告

南通大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告南通大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告南通大學(xué)您 毒傳感器與檢測(cè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書學(xué)院：電氣工程學(xué)院班級(jí)：自143學(xué)號(hào)：目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1設(shè)計(jì)目的及要求 1\o"CurrentDocument"2總體設(shè)計(jì)方案 2智能家居——溫度檢測(cè)\o"CurrentDocument"1.1測(cè)溫器件DS18B20的簡(jiǎn)介 2\o"CurrentDocument"顯示器件介紹 3\o"CurrentDocument"硬件設(shè)計(jì)電路 4\o"CurrentDocument"軟件設(shè)計(jì)電路 5智能家居——?dú)怏w泄漏/火災(zāi)檢測(cè)\o"CurrentDocument"MQ-2/MQ-7氣體傳感器 7\o"CurrentDocument"A/D轉(zhuǎn)換電路 8\o"CurrentDocument"硬件設(shè)計(jì)電路 8\o"CurrentDocument"軟件設(shè)計(jì)電路 9智能家居——外人闖入干簧管簡(jiǎn)介 10干簧管電路 11\o"CurrentDocument"硬件設(shè)計(jì)電路 11\o"CurrentDocument"軟件設(shè)計(jì)電路 12\o"CurrentDocument"3各模塊與TC35之間的通訊 12\o"CurrentDocument"4TC35GSM模塊 14參考文獻(xiàn)………………..15南通大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告南通大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第第頁(yè)DQ=1;if(DQ)k|=0x80;Delay_us(60);}return(k);}?寫18B20時(shí)序：寫18B20程序voidwr_ds18_1(chardat){signedcharidatai=0;unsignedcharidataj;bittestb;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if(testb) //寫1{DQ=0;_nop_();_nop_();DQ=1;delay_18B20(8);}else //寫0{DQ=0;delay_18B20(8);DQ=1;_nop_();_nop_();}}}

2.2智能家居一一煤氣泄漏檢測(cè)MQ-2/MQ-7氣體傳感器MQ-2實(shí)物圖MQ-2實(shí)物圖MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫（SnO2）。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-2氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測(cè)也很理想。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)域號(hào)MQ-2產(chǎn)域號(hào)MQ-2產(chǎn)聯(lián)型半導(dǎo)體氣敏元件標(biāo)皓掾膠木（黑段木）檢測(cè)氣體可燃?xì)怏w、煙霧檢泅膿度30。-1如口即由、可燃?xì)鈳?kù).：，標(biāo)準(zhǔn)電路條件回踹電壓Vc立翼DC加切電壓*5.5±52VACorDC負(fù)蓑電阻Ri可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下氣瞰元件特性加切電阻%31ii±3n（室溫）加熱功耗FiOC'Cm'f敏感瘁表面電阻Rb皿-二版■匚2000Fpm工E；）靈敏度SRs[inair）/Rs[1OODppuS丁烷）?5除度斜率a=-S0-6（BlKCm/血蝌￥■C妣]標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件溫度、濕度20flC±2lC；g士5誑標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試電路Vc:5.C';±D.IV；V::6.0-±0.I'：預(yù)熱時(shí)間“卜少于敏卜時(shí)敏感體功耗（?=5值可用計(jì)算下式：傳感器電阻（R=可用下式計(jì)算：R3='：：'>..Vn-L）xRl由于轉(zhuǎn)換電路所輸出的模擬電壓隨著環(huán)境中氣體濃度的不同而不同，所以根據(jù)技術(shù)參數(shù)表可知，我所選取的分壓電阻為20k，供電電壓為5V（見(jiàn)右圖）。當(dāng)環(huán)境中氣體濃度很高時(shí)，MQ-2的等效電阻很小，所以輸出電壓近似5v，符合A/D轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809模擬輸入電壓的要求。

A/D轉(zhuǎn)換電路選用的A/D轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809,ADC0809轉(zhuǎn)換精度滿足要求，技術(shù)成熟STARTCLOCK V——%盛 GND——STARTCLOCK V——%盛 GND——B.一2123—■■i—5*—1—5—G25—ADCO8O02—920—U)19—11—1217—L?—11唐—ADDB

仙DCALE斗rI"?ADC0809引腳及功能圖聲音報(bào)警電路圖（9圖（9）報(bào)警電路、硬件設(shè)計(jì)電路:電位器電阻變化表示氣體傳感器檢測(cè)的氣體濃度的變化，調(diào)整電位器的阻值改變模擬輸入電壓。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換到單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，采集到的數(shù)據(jù)送入LED顯示出。若氣體濃度大于設(shè)定的某一數(shù)值，將發(fā)出聲光報(bào)警。

、軟件設(shè)計(jì)電路：?報(bào)警電路中p15為低電平時(shí)蜂鳴器響報(bào)警程序設(shè)計(jì)ucharin0,in1;init();while(1){in0=adin0();write0(in0);in1=adin1();writel(inl);if(in0>150llin1>150)p0_7=1;}LED顯示電路?數(shù)碼管采用四連體七段數(shù)碼管本系統(tǒng)采用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，逐一位選(P2口)，逐一顯示(P0口)。數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì)voidwrite0(ucharnum){uchari,j,k;k=num/100;j=num%100/10;i=num%10;P2=0xff;P0=dulatab[k];wei1=0;delay(4);P2=0xff;P0=dulatab[j];wei2=0;delay(4);P2=0xff;P0=dulatab[i];wei3=0;delay(4);}智能家居一一外人闖入干簧管簡(jiǎn)介干簧管通常有兩個(gè)軟磁性材料做成的、無(wú)磁時(shí)斷開(kāi)的金屬簧片觸點(diǎn)，有的還有第三個(gè)作為常閉觸點(diǎn)的簧片。這些簧片觸點(diǎn)被封裝在充有惰性氣體（如氮、氦等）或真空的玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構(gòu)成開(kāi)關(guān)的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)。干簧管比一般機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、速度高、工作壽命長(zhǎng)；而與電子開(kāi)關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，工作可靠性很高。干簧管的工作原理非常簡(jiǎn)單，兩片端點(diǎn)處重疊的可磁化的簧片、密封于一玻璃管中，兩簧片分隔的距離僅約幾個(gè)微米，玻璃管中裝填有高純度的惰性氣體，在尚未操作時(shí)，兩片簧片并未接觸、外加的磁場(chǎng)使兩片簧片端點(diǎn)位置附近產(chǎn)生不同的極性，結(jié)果兩片不同極性的簧片將互相吸引并閉合。依此技術(shù)可做成非常小尺寸體積的切換組件，并且切換速度非?？焖?、且具有非常優(yōu)異的信賴性。永久磁鐵的方位和方向確定何時(shí)以及多少次開(kāi)關(guān)打開(kāi)和關(guān)閉。如此形成一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān):當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管或繞在干簧管上的線圈通電形成的磁場(chǎng)使簧片磁化時(shí)，簧片的觸點(diǎn)部分就會(huì)被磁力吸引，當(dāng)吸引力大于簧片的彈力時(shí)，常開(kāi)接點(diǎn)就會(huì)吸合；當(dāng)磁力減小到一定程度時(shí)，接點(diǎn)被簧片的彈力打開(kāi)。電路如下圖所示：H1是一個(gè)干簧管,當(dāng)門閉合時(shí),H1吸合,C1兩端點(diǎn)位相同,Q1截止,Q2也截止;當(dāng)門打開(kāi)時(shí),干簧管觸點(diǎn)打開(kāi),有一個(gè)電流流過(guò)Q1的發(fā)射極、R32（和H12并聯(lián)）、C1、R31、地，使得Q2飽和導(dǎo)通,輸出低電平0給單片機(jī),發(fā)出報(bào)警信號(hào)。圖（12）干簧管控制電路硬件設(shè)計(jì)報(bào)警模塊P3.2（INT0）連接防盜探測(cè)器,用來(lái)檢測(cè)盜情,如果盜情發(fā)生,觸發(fā)外部中斷0,MCU接到報(bào)警信號(hào)以后,開(kāi)始啟動(dòng)LED等閃爍報(bào)警,同時(shí)啟動(dòng)100dB的聲音報(bào)警,來(lái)震懾入室的小偷。報(bào)警模塊電路如圖

rfTHM.1圖（13）設(shè)計(jì)proteus仿真圖_L_J_3￥沁僅心叩I'Qln23心POMUrfTHM.1圖（13）設(shè)計(jì)proteus仿真圖_L_J_3￥沁僅心叩I'Qln23心POMU。PD4AMEPt>&AiaeTSNJSALE“口'用n41出口FK4IME口川川■川?.'M5田小小口Mi-W陶」而巾piiiinn向電j&Tipara.rfflT而7?軟件程序設(shè)計(jì)：#include<reg51.h>sbitp2_3=P2八3;voidinit_tx(){一EA=1;EX0=1;IP=0X00;}voidmain(){p2_3=1;init_tx();}voidtx0()interrupt0{p2_3=0;}3、各模塊與TC35之間的通訊總電路系統(tǒng)組成:各模塊與TC35之間的通訊由于在室內(nèi)，且各各模塊又安裝在室內(nèi)不同的地方，要把各各模塊連接起來(lái)布線就比較麻煩。所以采用無(wú)線傳輸比較合理。模塊原件介紹傳輸采用315/433MHZ的DF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊315/433MHZ的DF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊的介紹：315/433MHZ的DF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊抓藥由PT2262/PT2272芯片組成。傳輸距離比較理想，一般能達(dá)到600米以上。PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三態(tài)地址端管腳（懸空，接高電平，接低電平），任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位（D0-D5）數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。圖（14）PT2262發(fā)射電路

n~~=n~~=圖（15）PT2272接收電路圖（14）發(fā)射電路和圖（15）接收電路，兩部分通訊通過(guò)無(wú)線的發(fā)射模塊和接收模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩部分均有撥碼器，使用相同的地址碼。圖（14）發(fā)射電路接于溫度、外人闖入、煤氣泄漏、煙霧火災(zāi)各各模塊的報(bào)警輸出端（15）接收電路與GT35接通4、TC35GSM模塊總體設(shè)計(jì)利用GSM的短信息功能，把無(wú)線控制的智能家居安保系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)建立在的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上。通過(guò)PT2272傳來(lái)的信息，通過(guò)單片機(jī)處理，編輯不同信息內(nèi)容的短息由TC35GSM模塊發(fā)送的用戶的手機(jī)上。TC35簡(jiǎn)介GSM基帶處理器集成了一個(gè)與ISO7816-3ICCard標(biāo)準(zhǔn)兼容的SIM接口。為了適合外部的SIM接口，該接口連接到主接口（ZIF連接器）。在GSM11.11為SIM卡預(yù)留5個(gè)引腳的基礎(chǔ)上，TC35在ZIF連接器上為SIM卡接口預(yù)留了6個(gè)引腳，所添加的CCIN引腳用來(lái)檢測(cè)SIM卡支架中是否插有SIM卡。當(dāng)插入5皿卡，該引腳置為高電平，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作狀態(tài)。短消息服務(wù)作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一種基本的業(yè)務(wù)，它可以通過(guò)服務(wù)中心來(lái)對(duì)文本信息進(jìn)行收發(fā)和存儲(chǔ)，而且其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、傳輸特性好，為數(shù)據(jù)的采集提供了便捷的無(wú)線傳輸通道。所以為了實(shí)現(xiàn)報(bào)警顯示，在本報(bào)警顯示系統(tǒng)中利用GSM的短信息功能，把報(bào)警系統(tǒng)建立在的GSM網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)行報(bào)警信息的收發(fā)。RESETRDWRp詆I百皿|~|HHHIRESETRDWRp詆I百皿|~|HHHI1,n】啟HlrM.nrIQWTnoutTIOVT圖（16）通訊模塊TC35與單片機(jī)的連接電路設(shè)計(jì)通訊模塊TC35與單片機(jī)的連接電路如圖（16）所示，J4為通訊模塊TC35的串口端，它通過(guò)串口芯片MAX232A與單片機(jī)89C52的連接。單片機(jī)89C52通過(guò)RXD和TXD腳實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊模塊的收發(fā)信息的控制。圖（17）圖（17）通訊模塊TC35實(shí)物圖參考文獻(xiàn)：.張毅剛.基于Proteus的單片機(jī)課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)人民郵電出版社2012.施滂潮.傳感器檢測(cè)技術(shù).國(guó)防工業(yè)出版社2007.張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社2008.趙勇.傳感器敏感材料與器件.清華大學(xué)出版社2012.張洪潤(rùn).傳感器應(yīng)用電路200例. 北京航空航天大學(xué)出版社 2006.張憲.傳感器與測(cè)控電路.化學(xué)工業(yè)出版社2011.徐湘元.傳感器及信號(hào)調(diào)理技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社2012[8]周堅(jiān).單片機(jī)輕松入門加].北京：北京航空航天出版社2002[9]孫育才.MCS—51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M].南京：東南大學(xué)出版社2004[10]公孫茂，馬寶匍，孫晨.單片機(jī)入口接