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基于STM32单片机的智能家居系统设计

发布时间:2018-11-29 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    基于STM32单片机的智能家居系统设计作者: 张永昌 张通   目前市场上针对普通家庭的智能防盗、防火等产品很多,但基于远程报警系统的智能家居产品价格不菲。本次设计的基于STM32的智能家居报警系统实用性相当强,设计成本低廉,相当符合普通家庭使用,而且随时能够升级。本产品选取的是以意法半导体公司生产的单片机STM32F103RBT6作为主控芯片,AT24C02作为静态存储芯片,4*4薄膜键盘和红外热式感应作为探测器,GSM和扬声器的家庭报警模块。
  【关键词】智能报警 存储器 传感器 GSM
  1 方案的对照与选择
  本方案以STM32单片机作为抑制核心,通过密码锁进行验证,使用LCD模块进行显示,当密码输入错误次数大于三次时,将被视为非法入侵,语音报警模块发出报警。若通过其他途径非法侵入时,该系统将通过热释人体感应模块启动报警模块进行报警。
  2 模块分析
  2.1 STM32抑制模块
  微处理器模块,也便是由STM32F103RBT6单片机构成,因为本系统要实现密码检测、密码设定、声光提醒等功能,要求微处理器必须提供足够的I/O口,而且由于系统体积限制,所以选用STM32F103RBT6单片机。
  2.2 4x4密码锁键盘输入及存储模块
  本设计选取的是矩阵式按键键盘,它由行线和列线组成,也称行列式键盘,按键位于行列的交叉点上,密码锁的密码由键盘输入完成,与独立式按键键盘相比,要节省很多I/O口。
  2.3 人体热释感应模块
  当检测到非法入侵的人体时,启动报警模块报警。
  2.4 显示模块
  考虑到友好的人机界面,选取OLCD12864液晶显示。显示模块的作用主要是显示当前家居平安情况、提示信息和输入的密码,以方便用户使用。
  2.5 报警模块
  报警模块主要有两大局部组成。第一局部是由语音芯片、功放、扬声器组成的声音报警电路,当密码输入错误次数大于三次,或者有非法侵入等行为,系统会用扬声器实现声音报警;第二局部主要是由GSM模块构成的短信通知电路,当遇到前面所述的情况时,GSM模块会向主人手机发送短信提醒有非法入侵,如图1。
  3 仿真分析
  由于电路的其它局部功能相对大略,所以在硬件上直接能够实现,并未对它们进行仿真,这里只对GSM模块进行仿真调试,分析结果如下:
  通过RS-232将GSM模块和主抑制板连接起来。这样要注意要将RXD-RXD,TXD-TXD连接起来,不要凭经验交叉连接。
  这里我选取串口调试助手,通过RS-232与电脑连接来调试。把串口波特率设置为9600,效验为设置为NONE,数据位8位,中断位1位。
  模块有两种发送方式:TEXT模式和PDU模式。PDU模式能够用Unicode编码发送英文、汉字。选取PDU模式对照复杂,TEXT模式虽然只可发送英文,但其无需编码,发送大略,所以我在测试时选取TEXT模式。
  4 讨论及进一步研讨和建议
  本设计的功能主要包括,手动批改和清除密码,手动输入、批改和删除手机号码(最大容量为7个),输入密码错误3次报警,人体红外检测入侵及入侵报警,密码断电保护,GSM短信报警,手动复位。应该特别提到的是密码断电保护,由于批改密码后,如果没有断电保护装置的话,在下一次启动电路的时候,上一次的密码是不会保存的,这对密码的平安性有很大的威胁;在此次设计中,我们是通过AT24C02芯片可实现密码和手机号码的存储,进行掉电保护。同时GSM短信报警能够实现远距离监控。
  参考文献
  [1]刘火良,杨森.STM32库开发实战指南(第一版)[M].978-7-111-42637-0.北京:机械工业出版社,2013(02).
  [2]康华光.电子技能基础数字局部(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2012,431.
  作者单位
  石家庄工程职业学院 河北省石家庄市 050061
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