基于传感器的智能家居监控系统设计 .pdfVIP

智能家居监控系统设计

设计目的：

以提高家居生活的安全性、舒适度、人性化为目的，设计智能家居监控系统。

利用所学的传感器与检测技术知识，实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾

（烟雾）的检测。

设计要求：

（1）用Protel画出设计原理图；

（2）采用QuatersII、MaxplusII、EWB、pspice、Proteus中的一种或几种

软件，完成系统电路中的部分或全部仿真，在设计说明书中体现仿真结果；

（3）写设计说明书。

总体设计方案：

分模块设计各个功能。

各模块设计（硬件设计、软件设计）：

一、室内环境温度检测和报警：

本设计主要是介绍了单片机控制下的温度检测系统，详细介绍了其硬件和软

件设计，并对其各功能模块做了详细介绍，其主要功能和指标如下：

●由于传统的热敏电阻等测温元件测出的一般都是电压，再转换成对应的温

度，需要比较多的外部元件支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。这里采

用DALLAS公司的数字温度传感器DS18B20作为测温元件。即利用温度传感器

（DS18B20）测量某一点环境温度

●测量范围为-55℃～＋99℃，精度为±0.5℃

●用液晶进行实际温度值显示

●能够根据需要方便设定上下限报警温度

（一）、温度传感器（DS18B20）的介绍:

1、DS18B20简单介绍:

DALLAS必威体育精装版单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体

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积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。DALLAS半导体公司的

数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。

温度测量范围为-55～+125摄氏度，可编程为9位～12位转换精度，测温分辨

率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM

中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工

作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并

联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微

处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。因此用它来组成一个测温系

统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

DS18B20的性能特点如下：

●独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可

实现微处理器与DS18B20的双向通讯

●DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实

现组网多点测温

●DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在

形如一只三极管的集成电路内

●适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据

线供电

●温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃

●零待机功耗

●可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、

0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温

●在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最

多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快

●用户可定义报警设置

●报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件

●测量结果直接输出数字温度信号，以一线总线串行传送给CPU，同时可

传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力

●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工

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作

以上特点使DS18B20非常适用与多点、远距离温度检测系统。

DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发

的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列、各种封装形式

如图4.2所示，DQ为数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在

寄生电源下，也可以向器件提供电源；GND为地信号；VD