未来智能化家居与互联网的设计
摘 要 1一、引言 2（一）课题背景 2（二）设计的目的和意义 2二、整体设计 2三、主要器件简介 3（一）STC89C51单片机 3（二）LCD1602液晶显示器 4（三）DHT11数字温湿度传感器 5（四）ADC0832 6（五）MQ-2气体传感器 7四、硬件设计 7（一）单片机最小系统电路 7（二）显示电路 8（三）温湿度检测电路 9（四）烟雾检测和模数转换电路 9（五）红外人体检测电路 10（六）按键电路 10（七）提示和告警电路 11（八）网络开关量信号采集模块 11五、软件设计 13（一）整体流程图 13（二）按键流程图 14六、实物调试 14七、小结 17致谢 18参考文献 19附录一 电路原理图 20附录二 实物图 21附录三 元器件清单 22附录四 源程序 23摘 要本文提出了基于STC89C51RC系列单片机的智能环境调控系统的制作与思想。该智能环境调控系统以STC公司的STC89C51RC单片机为主控芯片，同时使用温湿度传感器&气体传感器来收集外界温湿度、烟雾浓度数据，此外还配备了红外人体感应模块来实现智能提示功能，显示则采用了LCD1602，可同时显示32个字符。我在此次设计中使用LED代替了网络开关量信号采集模块。在本次的设计中，大概的步骤实现为，由温湿度传感器&气体传感器进行数据采集，直接或通过ADC电路交由主控进行处理、显示，可通过按键来设定温湿度以及烟雾浓度的阈值，通过片内程序判断是否符合设置，如果不符合则产生开关信号，通过网络开关量采集模块将数据发送至手机电脑或是发送开关指令至相关设备。
目 录
Abstract
This paper presents the STC89C51RC series of singlechip intelligent environment control system production and thinking. The intelligent environment control system to STCs STC89C51RC microcontroller as the master chip, while the use of DHT11 temperature and humidity sensor & MQ2type gas s
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ensor to collect outside temperature and humidity, smoke concentration data, in addition to the infrared body sensor module to achieve intelligent tips Function, display is used LCD1602, can display 32 characters at the same time. I used this design instead of the network switch signal acquisition module. In this design, the approximate steps to achieve, DHT11 & MQ2 data acquisition, directly or through the ADC circuit by the master to deal with the display, you can press the button to set the temperature and humidity and smoke concentration threshold, through the film Within the program to determine whether to meet the set, if not meet the switch signal, through the network switch module to send data to the mobile phone computer or send a switch to the relevant equipment.
【KEY WORDS】: SCM; temperature and humidity sensor; gas sensor; Network switch quantity acquisition module
一、引言
（一）课题背景
我们正在迈入智能化时代，越来越多的事物戴上了“智能”的帽子，智能家居更是炙手可热。智能家居通过物联网技术，向我们展示了一个光明的未来。与普通家居相比，智能家居不仅仅是提供了更舒适的家居环境，更可以提高家居的安全性，优化人们的生活习惯，帮助人们更加合理的安排时间，甚至还可以为人们节约能源开支，为节能做出贡献。而与之同时大热的还有单片机，在这个电路高度集成的时代，单片机已经无处不在，它不仅体积小，成本也极为低廉，门槛也相对较低，更重要的是，作为一个控制芯片，它几乎无所不能。而互联网，更是与我们的现代化生活密切关联，可以说，我们的生活已经离不开网络。
（二）设计的目的和意义
现今人们的收入越来越高，互联网的发展也愈发迅猛，人们对于自己的生活环境也越发的注重起来。本次的设计旨在促进人们生活的信息化程度，提高人们的生活质量，提供更舒适的生活环境以及更加舒适智能化的家居体验。
本次设计主要有五个大功能，分别为温湿度测量，烟雾浓度测量，接近提示，显示反馈信息和网络开关信号采集传输。我们可以将这几个功能与现在的智能家居结合。五个功能在现今背景下单独实现并不困难，而现在我们要做的是将五个功能通过单片机进行系统化反馈，通过网络调用外部调节电路进行环境的调节改善。
二、整体设计
本次设计以STC89C51RC单片机为主控，由温湿度传感器采集温湿度信息，由气体传感器进行气体烟雾含量监测。本次设计可以不断地扫描并显示当前温湿度、烟雾含量，此外还可以进行上限下限值的设置，交由单片机控制。
图1 整体设计框图
系统大致可分为以下几个模块：主控模块、显示模块、温湿度检测模块、气体检测模块、ADC模块、红外检测模块、网络开关信号采集模块、提示&告警模块、按键模块。本次系统设计的框架图图1所示。
(1)由温湿度传感器进行数据采集，直接发送至主控，将当前信息显示于液晶显示器之上，若温度超过设定值，则调用外部调节设备进行调节并报警；若温湿度降至设定值，则关闭外部调节设备并停止报警。
(2)由气体传感器对周围环境烟雾含量进行数据采集，该传感器可采集数据包括：煤气、甲烷，以及抽烟、燃烧产生的烟雾，如超过设定值，则蜂鸣器报警，并可通过开关量信号采集模块通过网络调用外部调节设备进行调节（如：排气扇，空气净化器），当环境恢复正常（设定值）后则自动停止。
(3)当该装置设置在门口时，通过红外人体感应模块可以实现智能提醒功能或防盗功能。
(4)网络开关信号采集模块可以采集当前产生的信号发送至相关设备，起到远程监控以及环境调节的目的。
三、主要器件简介
（一）STC89C51单片机
这次设计用的是现在常见的STC89C51系列单片机。相对于AT89C52来说，程序的下载更加方便，对于电压的要求也更加宽松，其内置的4K存储器也满足本设计的要求。
STC89C51引脚如下图2所示：
.
图2 STC89C51引脚图
单片机的引脚介绍：
主电源引脚
Vcc(pin40)：电源输入，此处接+5V电源；?Vss（pin20）：接地线。
外接晶振引脚?。
XTAL1（pin19）：片内振荡电路输入，在一般应用时，接12M晶振
XTAL2（pin18）：片内振荡电路输出，无特殊要求一般接12M晶振
控制引脚
RST/VPP(pin9)：复位针脚，当此脚上出现2个机器周期的高电平时，则单片机复位。
ALE/PROG(pin30)：地址锁存允许信号
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Abstract
This paper presents the STC89C51RC series of singlechip intelligent environment control system production and thinking. The intelligent environment control system to STCs STC89C51RC microcontroller as the master chip, while the use of DHT11 temperature and humidity sensor & MQ2type gas s
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ensor to collect outside temperature and humidity, smoke concentration data, in addition to the infrared body sensor module to achieve intelligent tips Function, display is used LCD1602, can display 32 characters at the same time. I used this design instead of the network switch signal acquisition module. In this design, the approximate steps to achieve, DHT11 & MQ2 data acquisition, directly or through the ADC circuit by the master to deal with the display, you can press the button to set the temperature and humidity and smoke concentration threshold, through the film Within the program to determine whether to meet the set, if not meet the switch signal, through the network switch module to send data to the mobile phone computer or send a switch to the relevant equipment.
【KEY WORDS】: SCM; temperature and humidity sensor; gas sensor; Network switch quantity acquisition module
一、引言
（一）课题背景
我们正在迈入智能化时代，越来越多的事物戴上了“智能”的帽子，智能家居更是炙手可热。智能家居通过物联网技术，向我们展示了一个光明的未来。与普通家居相比，智能家居不仅仅是提供了更舒适的家居环境，更可以提高家居的安全性，优化人们的生活习惯，帮助人们更加合理的安排时间，甚至还可以为人们节约能源开支，为节能做出贡献。而与之同时大热的还有单片机，在这个电路高度集成的时代，单片机已经无处不在，它不仅体积小，成本也极为低廉，门槛也相对较低，更重要的是，作为一个控制芯片，它几乎无所不能。而互联网，更是与我们的现代化生活密切关联，可以说，我们的生活已经离不开网络。
（二）设计的目的和意义
现今人们的收入越来越高，互联网的发展也愈发迅猛，人们对于自己的生活环境也越发的注重起来。本次的设计旨在促进人们生活的信息化程度，提高人们的生活质量，提供更舒适的生活环境以及更加舒适智能化的家居体验。
本次设计主要有五个大功能，分别为温湿度测量，烟雾浓度测量，接近提示，显示反馈信息和网络开关信号采集传输。我们可以将这几个功能与现在的智能家居结合。五个功能在现今背景下单独实现并不困难，而现在我们要做的是将五个功能通过单片机进行系统化反馈，通过网络调用外部调节电路进行环境的调节改善。
二、整体设计
本次设计以STC89C51RC单片机为主控，由温湿度传感器采集温湿度信息，由气体传感器进行气体烟雾含量监测。本次设计可以不断地扫描并显示当前温湿度、烟雾含量，此外还可以进行上限下限值的设置，交由单片机控制。
图1 整体设计框图
系统大致可分为以下几个模块：主控模块、显示模块、温湿度检测模块、气体检测模块、ADC模块、红外检测模块、网络开关信号采集模块、提示&告警模块、按键模块。本次系统设计的框架图图1所示。
(1)由温湿度传感器进行数据采集，直接发送至主控，将当前信息显示于液晶显示器之上，若温度超过设定值，则调用外部调节设备进行调节并报警；若温湿度降至设定值，则关闭外部调节设备并停止报警。
(2)由气体传感器对周围环境烟雾含量进行数据采集，该传感器可采集数据包括：煤气、甲烷，以及抽烟、燃烧产生的烟雾，如超过设定值，则蜂鸣器报警，并可通过开关量信号采集模块通过网络调用外部调节设备进行调节（如：排气扇，空气净化器），当环境恢复正常（设定值）后则自动停止。
(3)当该装置设置在门口时，通过红外人体感应模块可以实现智能提醒功能或防盗功能。
(4)网络开关信号采集模块可以采集当前产生的信号发送至相关设备，起到远程监控以及环境调节的目的。
三、主要器件简介
（一）STC89C51单片机
这次设计用的是现在常见的STC89C51系列单片机。相对于AT89C52来说，程序的下载更加方便，对于电压的要求也更加宽松，其内置的4K存储器也满足本设计的要求。
STC89C51引脚如下图2所示：
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图2 STC89C51引脚图
单片机的引脚介绍：
主电源引脚
Vcc(pin40)：电源输入，此处接+5V电源；?Vss（pin20）：接地线。
外接晶振引脚?。
XTAL1（pin19）：片内振荡电路输入，在一般应用时，接12M晶振
XTAL2（pin18）：片内振荡电路输出，无特殊要求一般接12M晶振
控制引脚
RST/VPP(pin9)：复位针脚，当此脚上出现2个机器周期的高电平时，则单片机复位。
ALE/PROG(pin30)：地址锁存允许信号
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