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摘要：随着科技的不断发展和人们生活水平的日益提高，人们对居家安全的关注度越来越高。本文设计开发一种基于STC89C52的智能家居安防系统，系统采用多种传感器对家中的烟雾、是否有人闯入等情况进行监测，并将监测结果以短信形式发送到用户手机，从而及时、有效防止偷盗、火灾等灾害，保证生命和财产安全。

关键词：STC89C52；家居安防；短信

1.引言

随着社会的不断进步，智能化的产品及系统不断涌现。由于人们对家居安全意识的提高，促进智能家居安防系统向着智能化方向发展。本文设计的系统主要通过前端传感器对家中火灾、偷盗等信息进行监测，并借助无线通信模块将监测信息实时传送到用户的手机，为人们及时了解家中情况提供便利。

2.系统总体方案设计

系统的总体方案设计框图如图1所示。本系统主要由STC89C52单片机、红外热释电传感器、烟雾传感器、A/D转换模块、显示模块、无线通信模块、按键模块、声光报警模块等组成。

系统通过前端烟雾传感器和红外热释电传感器来采集信号，通过A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号，送到单片机进行数据的分析与处理，显示模块显示烟雾浓度值及红外检测倒计时时间，当检测到的烟雾浓度超过阈值或有人闯入时，蜂鸣器会进行报警，报警指示灯亮起，同时，通过无线通信模块给用户发送短信，提醒用户家居环境有危险产生，及时进行处理，保护生命和财产安全。

3．系统硬件设计

3.1 单片机最小系统

本系统中单片机最小系统由STC89C52单片机、复位电路和晶振电路组成，STC89C52单片机是整个系统的核心部件，STC89C52单片机的功耗低，是一种高性能CMOS 8位微控制器，在整个系统中，STC89C52单片机不仅要接收来自前端传感器检测到的信号，还要对信号进行处理，从而更好地控制显示电路、报警电路等的相应工作。复位电路采用的是按键复位，晶振频率为11.0592MHz。

3.2 传感器模块

3.2.1烟雾传感器

烟雾传感器工作原理是利用气敏电阻的电导率随气体浓度的变化而变化，从而导致电路中电流的变化，即通过电路中电流的变化来表示气体浓度的变化。本系统采用的是MQ-2烟雾传感器，实物如图2所示，MQ-2烟雾传感器可以探测烟雾、液化气、酒精等多种气体，常用于家庭。MQ-2烟雾传感器的优点：稳定性好、灵敏度高、寿命长、响应快、驱动电路简单。

3.2.2红外热释电传感器

在本系统中，红外热释电传感器用于检测入室盗窃危险事件，工作原理：人体辐射的红外线中心波长为9-10um，而探测元件的波长灵敏度在0.2-20um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端装有滤光镜片，这个滤光片可通过光的波长范围为7-10um，适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。红外热释电传感器的优点：本身不发任何类型的辐射，器件隐蔽性好，功耗很小，价格低廉。

3.3 A/D转换模块

由于STC89C52单片机只能识别数字量，所以系统前端的烟雾传感器、红外热释电传感器采集的模拟信号需经A/D转换模块转换为数字信号后，单片机才能够据此进行运算、分析和控制处理。本系统采用的是ADC0832芯片来完成模数转换，ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片，它具有体积小、兼容性、性价比高等特点。

3.4 显示模块

智能家居安防系统需要实时显示烟雾浓度等信息，本系统采用的LCD1602液晶显示器，它是字符型液晶显示模块，可以显示字母、数字、符号等信息，使用比较方便，控制简单，相对成本较低，能够满足本系统的显示要求。LCD1602实物图如图3所示。

LCD1602技术参数：

（1）芯片工作电压：4.5-5.5V。

（2）模块最佳的工作电压：5.0V。

（3）工作电流：2.0mA（5.0V）。

（4）显示容量：16×2个字符。

（5）字符尺寸：2.95mm×4.35mm（宽×高）

3.5 通信模块

当危险事件发生时，为了能够及时通知用户，选用SIM800L无线通信模块，SIM800L具有标准AT命令接口，可以提供GSM短消息、语音等业务。

3.6 报警模块

系统的声光报警模块由蜂鸣器和两个LED指示灯组成，当家居环境烟雾浓度超过一定值，或是有人闯入时，系统蜂鸣器发出“嘀嘀”的报警声，同时对应的指示灯亮起，提醒用户有危险情况产生。

4. 系统软件设计

本设计的主程序流程如图4所示。首先进行系统初始化，然后传感器进行烟雾等数据采集，送到单片机进行数据处理和分析，判断是否有危险事件发生，当烟雾浓度超过阈值或有人闯入时，即发生了危险事件，启动声光报警，同时通过SIM800L向用户手机发送短信，告知用户危险事件的发生，实现远程预警。

5．测试结果

5.1烟雾报警

首先将系统上电，打开系统开关，通过按键模块将烟雾的浓度值设置为30，然后将打开的打火机慢慢靠近MQ-2传感器，会观察到液晶显示器上的浓度值不断上升，当烟雾浓度超过30时，蜂鸣器就会发出“嘀嘀”声报警且指示灯1亮起。如下图5所示。

5.2有人闯入报警

通过按键模块开启红外检测，系统设置红外检测的倒计时时间为10秒，当倒计时时间到，如将红外热释电传感器用盒子罩住，则没有红外检测报警；当拿掉盒子，有人靠近时，蜂鸣器发出警报声且指示灯2亮起。如图6所示。

6.结论

本文通过设计一个基于STC89C52的智能家居安防系统，实现了对烟雾气体和是否有人闯入信号的实时采集，并通过单片机对信号进行分析和处理，判断是否有险情发生，是否触发报警装置，从而可以提前发现险情，实现家居的防火和防盗。

参考文献

[1]步亚昆，郭俊美，刘海英.基于51单片机的智能火灾报警系统的设计与实现[J].齐鲁工业大学学报，2021，35（04）：53-58.

[2]李悦.基于物联网技术的智能家居安防系统设计研究[J].电子制作，2022，30（14）：89-91.

[3]李建华.基于单片机的智能居家火灾报警系统研究[J].电脑编程技巧与维护，2022（07）：118-120.

作者简介：贾雪松（1985.2-），女，辽宁沈阳人，讲师，硕士研究生，研究方向：无线通信，物联网技术，人工智能