基于单片机和GSM的智能家居系统设计开题报告

 2022-10-01 20:59:28

1. 研究目的与意义

随着智能化家居的概念不断推广,逐渐向电子信息产业向大众生活渗透,实现家居信息化、网络化、智能化已成为家居系统发展的新趋势。随着生活水平的提高,人们对自己的个人安全和家庭财产安全越来越重视,安全已成为一种市场需求。传统的安全防护措施(防盗窗、防盗网)在实际使用中也暴露出许多安全隐患。例如:为其它没有安装防盗窗的相近楼层住户形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。

家庭智能防盗报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化方向发展,对家居的安全环境进行实时监控,一旦有安全事故发生,就会发出相应的报警信息,使得户主及时对所发生的事故进行紧急处理。通过手机终端接收报警短信,并且可以发送命令短信异地遥控系统实现各种操作。利用各种传感器对可能出现家居情况通过短信发送信息于预先设定好的手机号码,使生活更安全更智能。

2. 课题关键问题和重难点

本文设计了基于单片机和GSM的智能家居系统,此系统由单片机控制模块、GSM模块、LCD显示模块、烟雾检测电路、报警电路、继电器控制电路、人体红外检测电路以及温度检测电路等构成。本设计采用主动式红外传感器进行检测,变有形的传统防盗网防盗窗为无形的智能防盗系统。利用烟雾检测和温度检测实时监测室内是否有煤气泄漏和是否有明火出现,能及时检测到并通过GSM模块发送短信到手机终端提醒,这样大大降低了安全隐患。手机终端还可以发送命令短信到GSM模块,通过单片机控制继电器控制电路进行实时的异地遥控,实现各种操作。

课题难点:

(1) 烟雾检测电路的设计。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

随着计算机技术、通信技术、自动控制技术的快速发展,家居智能化得到了蓬勃发展[7]。2008年时,全球的GSM手机用户已达30亿,占全球移动无线用户总数的30%[4]。传统家居控制系统一般是通过有线的方式来组建的,功能需求越多安装越复杂,它具有以下几个弊端:1.布线复杂,安装空间大;2.电缆用量大,浪费材料;3.系统功能固定,扩展性差;4.运行维护成本高,损耗能量;5.移动性能差,且影响美观。随着GSM的快速发展,传统家居控制系统能够冲破这种有线的束缚,它成本低廉,消除了开槽、穿墙等繁琐的工作程序,总体费用低、移动性强、扩展性强,可摆脱线的限制。

随着GSM 移动通信网络的迅速普及和竞争的日益激烈,新技术和新业务的开发和应用已提到十分重要的位置。GSM 模块作为一种主要的GSM 网络接入设备,已得到越来越多的系统制造商和系统开发商的重视,基于它的各种应用也蓬勃发展起来。GSM 模块是继GSM 手机外又一种非常重要的GSM 移动通信系统的终端设备。它是传统调制解调器与GSM 无线移动通信系统相结合的一种数据终端设备,因此也叫无线调制解调器。它的出现给GSM 的发展注入了新的活力,改变了传统的以话音为主的通信手段,打开了GSM 网络数据通信及其应用的大门。所以在应用上,凡是使用调制解调器的地方大多数可以用GSM 模块代替。由于调制解调器必须通过PSTN 或者其他专用通讯网进行通信,因而受地域,线路等影响,在应用上有很大的局限性。而GSM 模块则无此限制,所以基于这种模块,以GSM 网络作为无线传输网络,可以开发出多种前景极其乐观的各类应用。TC35 模块是Siemens 最新推出的新一代GSM 模块,它与GSM phase 2/2 兼容、双频(GSM900/GSM1800)、RS232 数据口、符合ETSI 标准GSM0707和GSM0705 且易于升级为GPRS 模块;该模块集射频电路和基带于一体,向用户提供标准的AT 命令接口,为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输,方便用户的应用开发及设计[5]

此智能家居系统由单片机控制模块、GSM模块、LCD显示模块、烟雾检测电路、报警电路、继电器控制电路、人体红外检测电路以及温度检测电路等构成。

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4. 研究方案

本系统由单片机控制模块、GSM模块、LCD显示模块、烟雾检测电路、报警电路、继电器控制电路、人体红外检测电路以及温度检测电路等构成。系统设计原理图如图4-1示:

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5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;

第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;

第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;

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