摘要：智能家居防火防盗报警系统是一种以智能化技术为基础，结合传感器技术、网络技术、人工智能等多种技术手段，实现智能化管理和远程监控的家庭安全保护系统。因此决定开发一种基于单片机的智能家居防火防盗报警系统。智能家居防火防盗报警系统以STC895C2作为核心控制器。系统通过MQ-2传感器检测环境烟雾数据。通过DS18B20传感器检测环境温度数据。系统通过LCD1602实时显示当前环境的烟雾值和温度值。可以通过按键设定温度和烟雾的报警值。当环境温度值超过上限，红灯亮，当烟雾值超过上限，黄灯亮，同时进行声音报警提示，同时通过SIM800L模块发送报警短信。当系统在布防状态下，通过HC-SR501传感器可以检测是有人闯入家中，绿灯亮，同时进行声音报警提示，同时通过SIM800L模块发送报警短信。通过实物验证了系统各项功能、验证系统功能逻辑都正确。

关键词：智能家居，方案研究；

1、系统方案设计

了解现有现有的智能家居防火防盗报警系统设计产品的功能样式，分析目前智能家居防火防盗报警系统设计产品功能设计是否合理，否有可以借鉴的方案，不合理的方案能否进行升级。接下来分析出目前智能家居防火防盗报警系统设计产品的缺点，产品还需要如何完善才可以更好。

2、系统整体方案设计

智能家居防火防盗报警系统由液晶显示、温度检测、烟雾检测、蜂鸣器报警、红外热释电人体感应模块、按键等设计、远程报警、指示灯组成。系统实时显示当前环境的烟雾值和温度值。可以通过按键设定温度和烟雾的报警值。当环境温度值超过上限，红灯亮，当烟雾值超过上限，黄灯亮，同时进行声音报警提示，同时发送报警短信。当系统在布防状态下，可以检测是有人闯入家中，绿灯亮，同时进行声音报警提示，同时发送报警短信。

3、 主控制器方案

智能家居防火防盗报警系统需要主控制器实现各项功能的控制，这部分将确定主控制器方案。STC89C52这款芯片具有丰富的资源配置。芯片属于STC公司开发的以超低成本、更快速度、极低能耗、极强稳定性为优势的单片机。芯片的外设接口可以通过编程选择需要使用的功能，极大了提高了开发效率。芯片内部为8位数据总线，搭配了8K字节的代码设计区域，工程师可以设计的代码量需要低于8K字节。同时搭配了512字节的可读可写存储区域，可以用于数据的存储。用户使用Keil完成软件代码的设计，通过Keil对代码进行编辑、仿真等操作，实现项目逻辑功能的开发，这款工具可以帮助工程师快速完成软件设计，并且帮助工程师找到软件设计上一些错误。软件开发方面可以使用主流开发C语言来完成，C语言在学习上容易理解、好上手。在烧写程序方面可以使用ISP下载方式，应用串口实现ISP下载，在硬件上更加简单方便。为了保护设计者的软件代码，芯片设计了加密保护功能，外部无法读取芯片内部代码数据，有效的对产品进行了保护。最终确定STC89C52作为智能家居防火防盗报警系统的主控制器方案。

4、烟雾检测方案

智能家居防火防盗报警系统需要检测环境烟雾浓度数据，这部分将确定烟雾浓度检测方案。MQ-2传感器内部应用的气敏材料是二氧化锡，这种材料在空气的电导率极低。如果环境内有烟雾浓度出现，烟雾浓度的浓度变化会影响传感器的电导率，烟雾浓度的浓度越高，则传感器的电导率越大。传感器电导率的变化会导致电阻的变化，在电路设计中将传感器电阻变化转换为电压的变化。因此只需要完成对传感器电压变化的采集即可获取到烟雾浓度浓度数据。这款传感器具有高灵敏度性能，可以更加灵敏的检测多种烟雾浓度，因此能够完美的适用于很多应用领域。最终确定MQ-2传感器作为智能家居防火防盗报警系统的烟雾浓度检测方案。

5、温度检测方案

智能家居防火防盗报警系统需要检测环境温度数据，这部分将确定温度检测方案。DS18B20是一种数字温度传感器，由美国硅谷技术公司Maxim Integrated生产。它可以测量环境温度，并将其转换为数字信号输出。DS18B20采用单线数字接口，具有精准度高、抗干扰性强等优点，在低功耗单片机和嵌入式系统中得到广泛应用。传感器对环境温度的感知能够在1秒钟内实现温度的采集到输出。应用一条线束就能够获取温度数据。而且每个传感器内部都有自己的身份标识，所以任何一个传感器都是独一无二的，可以实现级联控制，通过身份来确认具体的传感器。最终确定DS18B20传感器作为智能家居防火防盗报警系统的温度检测方案。

6、 数据显示方案

智能家居防火防盗报警系统需要显示环境温度和烟雾浓度数据，这部分将确定数据显示方案。LCD1602液晶可以显示的多样化的内容，能够显示不限于数字、字母在内的多种字符。显示器通过对内部点阵的控制，达到不同样式的显示效果，进而形成各种字符的显示。由于LCD1602显示器内部带有字库，因此在控制上只需要直接输入显示内容，LCD1602显示器自动识别字符后控制液晶显示即可，对于点阵的控制显示器内部会自行处理。因此这也是这种显示器非常受欢迎的原因，很多工程师都会使用这种类型的显示方案进行产品设计。另一方面显示器在技术上开发难度低，很容易就可以上手开发，所以会大大的缩短开发时间。最终确定LCD1602作为智能家居防火防盗报警系统的数据显示方案。

7、远程报警方案

智能家居防火防盗报警系统需要显示环境温度和烟雾浓度数据，这部分将确定数据显示方案。SIM800L是一款无线通信模块，它可以在全球范围内使用GSM/GPRS网络进行数据传输。SIM800A支持短信息、语音、传真、邮件等多种通信方式。它还具备GPS定位、蓝牙连接、WIFI连接等功能。与此同时，SIM800A还可以通过AT指令控制，在硬件上支持串口透传和SPI接口访问等功能。最终确定SIM800A作为智能家居防火防盗报警系统的远程报警方案。

8、 人体检测方案

智能家居防火防盗报警系统需要检测是否有人体闯入，这部分将确定人体检测方案。HC-SR501热释电红外传感器可以感应人体在移动过程中发出的特定波长的红外信号，传感器将这种感应状态转换为电信号输出。如果传感器在红外线照射下，传感器中的感应材料的温度会上升，最终会产生热释电电荷。在检测范围内没有人处于移动状态下，其他静止的物体输出的红外辐射强度极低，所以传感器并不会对物体发射的红外线做出感应。在检测范围内有人并且处于移动状态下，红外辐射强度会产生变化，这时传感器会将在移动的人体和静止物体产生的红外辐射强度变化转换为电信号，为了保证输出信号的稳定，融入比较器对电信号进行处理。最终确定HC-SR501热释电红外传感器作为智能家居防火防盗报警系统的人体检测方案。

结束语

以上方案可以有效的设计出智能家居防火防盗报警系统设计系统的功能。有了这些分析后，可以对本智能家居防火防盗报警系统设计系统进行功能设计，设计出的智能家居防火防盗报警系统设计系统功能会更加合理。

参考文献

[1]于骄洋，王文鑫，唐雪莹.基于STC89C52单片机的智能火灾报警系统设计[J].电子制作，2022，30（22）：63-65.

[2]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.