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随着社会的生长,为了提高生涯质量,人们普遍使用种种能源'如煤气,电,水等',给人们带来便利的同时,也存在一定的平安隐患,如漏风、漏水、火灾等。这给家庭带来了伟大的灾难。连系前面的剖析,家里没有人或者只有老人,对家里的智能平安提出了更高的要求。以下是广州莱安智能系统开发有限公司的谈话:

智能家居可以追溯到20世纪80年代的美国,智能家居的生长离不开计算机手艺、电子手艺和通讯手艺的生长。早期,人们行使电子手艺设计家庭自动控制电路,如门铃控制;随着计算机手艺的生长和大规模集成电路的普遍应用,人们逐渐使用单片机来设计程控家居控制器;近年来,随着通讯手艺的生长,人们最先探索行使无线传感器和移动通讯网络设计智能家居控制系统,并取得了一定的功效。20世纪80年代末,美国人行使can总线手艺设计了一种智能家居模子。

智能家居的生长不仅是控制手段的生长,也离不开控制内容的扩展。一些国家在早期制造了智能家居,主要控制水表、电表和天然气表等基本家庭数据。更好的家居控制系统,楼宇对讲系统,小区摄像头!家用电器的平安性被纳入控制局限,但这些布线贫苦、成本高的原始控制方式并没有随着网络手艺获得有用的推广!通讯手艺、计算机网络的生长!有线电视!数字电视!随着手机的逐渐普及,人们的家居结构也发生了玄妙的转变,响应的智能家居控制系统也最先泛起,但只是控制内容丰富,控制手段并没有大的创新。

现在人们对智能家居的界说加倍分等级。整个智能家居系统可以参考人体生理特征举行模块化。一是智能控制系统,类似人脑。系统的这一部门主要控制人们家中的种种硬件装备,好比微波炉!冰箱!空调等家用电器,水管!天然气!暖气等管道系统,有线电视!电脑!电话和其他数据通讯系统'其次是家庭平安系统,类似于人眼等。通过摄像头!修建对讲机、无线通讯网络或计算机网络实时毗邻家庭内外,确保整个家庭系统的平安。若是从内部系统化家居生涯的实用性和外部系统化家居生涯的平安性来说,那么整个家居智能系统就是家居生涯的恬静性。以是,家的内外部若何整合!硬件和软件的有机融合一直是种种智能家居系统的生长目的。

凭据硬件的漫衍,现代智能家居系统大致可以分为以下几个部门:

监控系统:现在海内新建住宅区都配备了摄像头等监控装备,而高等住宅区尤其是别墅区更是配备了视频采集装备。大楼对讲门取代了传统的按钮和电话挂机,在大楼门口安装了隐形摄像头。业主可以通过摄像头在室内led显示屏上一目了然地看到来访客人的情形,大大提高了修建的平安性。

防盗系统:自20世纪90年代以来,人们逐渐重视家庭防盗。早期,人们主要在门窗上安装防盗窗,厥后逐渐在门窗上安装报警器。现在,人们逐渐使门窗的平安设计加倍隐藏和准确。接纳摄像头和自动报警器相连系,可以同时存储防盗信息并传输给保安。

室内应用系统:以前,人们的家用电除了照明险些什么都没有。现在险些种种家用装备都可以自动化,这就带来了许多控制要求,好比天然气泄露报警装置a

人们在享受科技生长带来的便利和恬静的同时,也埋下了无数的平安隐患。若何控制这些众多家庭室内装备的平安是家庭平安智能系统的最大目的。科技生长是社会生长的总趋势,而享受科技生长带来的优越感和恬静感是宽大民众的内在追求,”住宅的平安关系到人们的生命和财富平安,尤其是随着人们平安意识的增强。人们对家居平安的要求越来越高,而我国社会生长正在逐步老龄化,人们的生涯节奏正在加速,因此智能家居平安系统具有伟大的市场前景。

随着科学手艺的快速生长,人们的生涯水平不断提高,我们的生涯质量也有了很大的提高,尤其是燃气的普及使得生产效率大大提高!市民的生涯质量有了很大提高,然则在用气过程中,煤气泄露了!废气引起的瓦斯爆炸、中毒、火灾等事故时有发生,对人民生命财富组成严重威胁。因此,家居平安问题受到了社会各界的普遍关注,其中防煤气泄露、防火、防盗和节能备受关注。我们设计了一个家庭智能平安系统来解决这些问题。

1家居智能安防系统方案确定

本课题要解决的内容已经逐一先容了。本文对系统的形貌主要从几个方面入手,如图2.1所示。本章对系统方案差别内容的种种方案举行了剖析和对照,最终确定了一个详细的方案供以后的软硬件设计使用。

图1.1系统方案路线图

1.1有害气体检测方案的选择

虽然市面上检测有毒有害气体的传感器种类许多,然则家里发生的有毒有害气体事故主要是指一氧化碳中毒和液化石油气管道气!天然气中毒,前者多见于冬季用煤炉取暖和,门窗紧闭,排烟不畅时,后者多见于液化气灶泄露或燃气管道泄露等。连系这一特点,本系统选用对天然气敏感的气体传感器ktr-5!液化石油气!气体灵敏度好。ktr-5传感器配合一定的电路组成采集模块。若是这些气体泄露到室内,到达一定浓度,信号采集模块就会发出报警信号。

1.2火灾探测方案选择

火灾探测是家居平安的重点探测工具。无论是市场上的火灾报警器,照样现在智能家居中的火灾检测,大部门都是通过远红外火焰传感器来实现的,主要用来检测家中是否有明火。它的事情原理是当:在屋子中心发现火焰时,火焰能发出波长为700-1000 nm的红外线,这个传感器能反射波长为700-1000 nm的红外线,即,能检测出来信号而且发出报警"当火焰发出的波长在880纳米时,传感器获得的信号最强烈"而且该类传感器的事情辐射角度为60度,即围绕火焰传感器的轴线600的圆锥立体空间内的火焰信号,可以被传感器检测到,这样就限制了此类传感器的作业局限,同时一这类传感器不适合在有明火的地方使用,好比用在厨房,做饭的时刻可能会发生误动作,由于红外传感器的局限性,连系每次火灾的发生前!中都市发生许多有害烟雾和很高的温度,本系统选用ktr-2烟雾传感器和温度传感器来配合检测"距消防部门统计,火灾中罹难的大部门人都是由于吸入有害烟雾的造成的,因此本系统特专门选用对烟雾对照敏感的ktr-2烟雾传感器来实现对烟雾的检测"在本系统中的温度检测并不是想知道详细的温度是多少,而是想知道温度是否到达上限值,对温度的检测接纳负温度系数的热敏电阻来实现"在这个部门中两个传感器同时检测,任何一个传感器的响应都市引发报警,同时安防主机也可凭据差别的响应信号,来执行差别的动作。

1.3非法入侵检测方案选择

非法入侵的检测方式对照多,有热释电手艺的,有红外对管的,也有门磁窗磁的"热释电手艺用起来对照利便,然则连系现在家居的特点,我们正在进入老龄化社会,宠物可能成为老人的精神寄托,家居中的宠物也会越来越多,宠物与人一样会向外辐射红外线,这样会使检测模块造成误动作"红外对管检测也对照成熟然则传感器容易被发现,而且一旦被发现,传感器形同虚设,而且对装修过的屋子安装起来不太利便"还有门磁窗磁对传感器,一样平常的讲,不管是正当照样非法手段,只要想进入室内都得经过门或者窗户,因此这部门的检测还可以从门窗上下手,只要有人不正常开门就会发生报警信号,本系统就接纳这种方式检测,常用的检测方式是通过光电开关检测或者磁开关检测,两种方式相比光电检测的成本较高,月.需用电较多,因此本系统选用磁性器件干簧管做的门磁窗磁开关来实现检测,可将门磁!窗磁开关装在门窗上,当门窗被打开时,使干簧管所处的磁场发生转变,使门!窗磁做出反映发生信号,实现报警。

1.4远程控制方案选择

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gsm移动通讯手艺与当前的3g移动通讯手艺相比,gsm通讯应用加倍普遍,美国!欧洲!日韩等国家的2g移动通讯都接纳gsm通讯尺度"gsm移动通讯网络稳固性能相当好,因此家居智能平安控制系统的研发探索使用gsm移动通讯手艺,将家居智能控制系统的数据信号,通过gsm信息平台,将各种家居报警信息通过移动电话或短信息的形式传送者终端客户"gsm手艺的家居智能系统,能够不受网络的限制,可以实现随时随地的接受报警信息,而且吸收终端只是一部通俗手机,再据不完全统计,我国的手机用户己到达9.2亿,从这点来说大大降低了整套智能系统的成本和使用成本"gsm通讯手艺智能家居控制的原理如图2.3所示

1.5 gsm通讯手艺智能家居控制的原理如图

gsm移动通讯有着很强的优势:

(1)可以实现实时通讯:凭据不完全统计天下没有手机用户己到达9.2亿,而且所有的手机都支持2g的gsm通讯,这一点是网络用户与牢固电话用户所没有办法比的。

(2)成本较低:人人都有手机这不需要另外设置装备,平时不需要任何用度只有在报警时出条短信息用度就行,而网络与牢固电话用户少,就需要另外开通网络或设置牢固电话机,这个资源属于应急应用,可能多少年都不用一次,突然发生报警刁-会用,显然这样的造成了资源种虚耗。

(3)报警准确且可备查:gsm报警可以通过短信息报警,这样可以将报警信息表达的更准确,而且手机中的短信息可以自动保留,若是只是电话报警,可能由于环境等因素影响吸收信息,一旦没有听清晰,就与没有报警一样,而短信息可一遍遍的仔细研究。

1.6传感器信息采集方案选择

单片机充分行使大规模集成电路手艺,将计算机系统的存储器、缓存器、计算器、计数器等简化,并集成到一块电路板上,极大的减小了微型计算机的空间和体积,降低了微型计算机的成本,普遍的应用在各种浅易智能控制装备上"归纳综合的讲:一块芯片就成了一台计算机"单片机是靠程序运行的,而且通过修改,让差别的程序去完成差别的功效"电压对照器能够通过对照输入与确定的尺度电压,输出崎岖两种信号模式,以是可以凭据单片机的特点,可设计控制系统框架如图2.3

2.1控制系统框架

3 基于at89552的系统硬件设计

3.1 硬件设计总体思绪

本课题的家居智能平安系统接纳at89552单片机为主控制芯片,将有毒有害气体检测检测部门、火灾检测部门、非法入侵检测部门等部门有机的组合在一起,有危险信号时行使tc35i模块,通过gsm移动通讯网络实现主机与家居主人的通讯整个家居智能平安系统的硬件组织 如图3.1所示。

图3.1智能家居平安系统硬件组织图

3.2 检测模块与主机之间的信息传输部门

为了保证家居平安,系统中会接纳许多的检测模块,这些检测模块并不可能与主机都同在一处,它们之间的信息通报,可以用有线也可以用无线,有线通讯加倍可靠,无线通讯的方式加倍天真,要害就是无线方式在使用!安装等过程中都很利便,是系统应用的生长趋势"在本系统中接纳了有线与无线相连系的方式,能允许的情形一f,能接纳有线就接纳有线,究竟加倍可靠,不利便时也可接纳无线方式"本系统的无线方式是通过无线编码芯片sc2262与无线解码芯片ktr2272来实现的.

3.3 gsm远程控制部门

gsm/gprs通讯部门接纳simcom公司的 sim900a模块来实现,simg00a是一个专门为中国大 陆市场设计的双频gsm/gprs模块,事情频段为: egsm 900 mhz和dcs 1 800 mhz。sim900a支持 gprs multi—slot class 10/class 8(可选)和gprs编码 花样cs_1,cs_2,cs-3和cs_4。模块尺寸只有 24 mm×24 mm×3 mm,险些可以知足所有用户应用 中的对空间尺寸的要求,例如m2m,数据传输系统等。 具有68个贴片引脚,键盘和spi接口,音频输入和输 出,可编程gpio等。simg00a接纳省电手艺设计,在 sleep模式下电流只有1。0 ma。其内嵌tcp/ip协 议,在数据传输方面异常有用。 gsm/gprs通讯电路结构如图4所示,由天线、天 线阻抗匹配电路、sim卡电路、esd静电珍爱电路和电 源控制器组成。其中,sim900a通过其串口1与 stm32f103的串口0举行数据通讯;电源控制部门通过 stm32f103的gpio来控制irfr9024芯片(n组织 mosfet)使能,控制系统适时进入休眠模式,关断 sim900a电源来降低功耗;esd静电防护接纳smf05c 芯片举行sim卡数据珍爱;阻抗匹配电路行使appcad 仿真软件举行5q传输线匹配,保证信号强度。

4 不足与展望

现在智能家居系统中的无线手艺控制距离方面还有些不足,它并不适用于别墅区,那地方太大,无线信息通报不过去"信赖随着手艺的生长,无线的应用距离会更远,究竟无线手艺是生长的趋势"同时由于gsm手艺利便应用,也必将会在智能家居的控制系统中大放异彩。

凭据我国现在的人民生涯水平和科技生长水平,可以推断智能家居市场的未来生长,主要有以下趋势:

(l)控制内容越来越多,整个系统也会越来越向智能家居靠近,最终二者会完全融为一体。

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