居家养老系统室内安防软件设计子系统
如今经济和社会的发展迅速，但是人口老年化的问题日益严重，而且家庭小型化、单一化的发展趋势日益明显。老人独自在家生活的状态十分常见，同时丧偶也加剧了这个情况的严重性，独居老人越来越多。随着年龄的增长，老人对新鲜事物的接受能力下降，不能独立自如的适应一些家用电器，也不能及时地对潜在的危险做出有效的控制动作，所以人们对居家养老安防系统的需求量越来远大，要求也越来越高。然而现如今的一些安防措施或多或少都是有点缺陷的，所以我们急需一种“物美价廉，易操作”的居家养老安防系统来保障老人的人身安全。这种室内安防系统要采用基于GPRS远程无线通信模块的设计，让出门在外的户主可以有效的对家中人体红外、可燃气体、烟雾进行实时监控，提高家庭安防的可靠性，使老人独自在家时的安全可以得到保障。关键词 老龄化，居家安防，红外，可燃气体，烟雾，GPRS
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外居家安防现状 1
1.3 研究内容 2
1.4 论文结构 3
2 系统总体设计 4
2.1 火灾自动报警 4
2.2 可燃气泄漏报警 5
2.3 入侵报警 6
2.4 手机报警 6
3 硬件设计 6
3.1 硬件原理 6
3.2 GSM模块的芯片选择 7
3.3 STC89C52芯片 9
4 软件设计 10
4.1 Keil uVision5基本介绍 10
4.2 居家养老系统的主程序 11
4.3 传感器节点 12
4.4 GSM通信模块 16
4.5 NRF2401主要程序参考及功能 19
5 调试过程 20
5.1硬件调试 20
5.2软件调试 21
5.3 注意事项： 22
6 总结与展望 22
6.1工作总结 22
6.2 展望 24
致 谢 25
参考文献 26
附录1：设计实验程序 28
附录2：硬件主电路图 36
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附录3：常用AT指令表 37
1 绪论
随着社会和经济的快速发展，人们的生活质量也发生了翻天覆地的变化，人们开始享受自己的生活，对自己居住条件的要求也越来越高，尤其体现在室内安防方面，当家中有老人独自在家时，这方面的要求就变得尤为谨慎。现在人们的生活方式已经发生改变，液化石油气、天然气等可燃气也逐渐成为家家户户必备的家用燃气，正是因为这些家用燃气的出现，人们的生活变得十分便利，但是每年也会因为燃气的使用不当发生更多的火灾或者可燃气体中毒等事故。也许是受到社会的一些不良风气影响，现在盗窃、入室抢劫等违法行为也变得越来越严重。同时因为家庭发展的需要，很多青壮年选择外出打工，平时没有太多的时间留在家里，越来越多的老人要独自在家。由于老人年迈等原因，他们的一些感知功能逐渐下降，对身边一些潜在的危险并不能准确的判断和处理，所以提高居家安防系统的防护措施水准变成了当务之急。人们开始重视自己居家环境的安全就代表着智能家居生态与安防系统的研究与实现变得很有意义和发展前景[1]。
1.1 研究背景及意义
近几年来，由于经济的发展，家庭的发展模式让老龄化问题变得十分严重，丧偶也加剧了这个问题的严重性，独居老人越来越多[2]。我国的老龄化水平越来越高，逐渐步入老龄社会。而且随着社会经济的发展，各种科技水平得到明显提高，但是老人对于一些新发展的家用电器，却不能轻易地熟悉和掌握，这使得这些家用电器在使用的同时也存在危险，所以我们对于家庭安防的需求也越来越大。因此我们想拥有这样的一个室内安防养老系统：当青壮年出门在外时，户主能够实时对家中进行监控，如果出现可燃气体泄漏，火灾或者有人非法入侵的突发状况时，家中的系统可以把危险信号及时发送到他的手机上，这样就可以让户主提醒家中的老人要注意家中的险情，达到保护老人和家庭财产的目的[3]。
1.2 国内外居家安防现状
社会的进步推动着人们的精神境界直线上升，现在的人们开始享受生活，越来越注重自己的人生安全和财产安全，而室内生态环境质量的优劣直接影响着人们的身体健康。人们开始追求舒适安全的居家环境，一个具有较高水准的室内安防系统逐渐受到人们的青睐，所以研究出一种全新的居家养老安防系统成为了国内外室内安防产业的发展潮流。国内外现有的居家养老系统由于或多或少的缺点使得大多数的家庭不太愿意接受，而且传统的居家养老系统操作起来也略显难，所以市场也不景气。本文旨在研究并设计出一种比较经济实惠的室内养老安防系统，设计的结构相对简单，最大限度的适合大多数家庭使用。中国安防产业自上世纪70年代起步以来,经过三十多年的发展，取得了突飞猛进的飞跃。因为潜在客户的数量惊人，整个智能居家行业都开始飞速发展，现在它们整体都具有了一定的产业规模[4]。现如今，国内外居家安防系统虽然也逐渐完善，由古时候就一扇门到后来的在门上加锁，然后发明了各种各样的锁，再到装防盗门，安装摄像头等各类电子仪器探测，但是这些对于预防并不能取得很好的效果。现在家庭中用的较多的养老安防系统不能做到预防作用，一定程度上不能达到居家养老安防的效果。另外传统的防盗报警系统、视频监控系统大多安装在公共区域，覆盖面较小，居民家中基本不会设立安防系统，而且布线复杂，成本高[3]，存在一些缺陷，比如它并不能实现远程监控，出门在外的人不能及时了解家中的情况，它也不能起到提醒家中老人去处理存在危险的作用。而且它不能及时消除存在并且能够预防的危险，所以对于家庭安防来说并不能减少家庭损失和保障老人的人身安全。所以我们急需一种“物美价廉”的安全防护系统，通过编程来提高家庭防护的等级，而且所需要的经济付出也是在一定的可控范围之内[5]。
1.3 研究内容
根据现如今居家安防系统存在的缺陷，我们做出一些调整来改善它的功能。因为手机的出现，我们的生活方便了许多，没有了之前的距离感。现在几乎人人都有手机，所以我们打算把系统与手机连接起来，让出门在外的人能够通过手机短信及时了解家中发生的一切，此系统能够把危险信号及时传送到手机，让手机的主人来处理突发情况，通过短信内容就能很好，很迅速地发现老人可能发现不了的危险，及时消灭潜在的危险，达到保护独自在家的老人的安全的目的，还能减少家庭财产的损失。
经济生活的充实使得智能家居是现代发展必然趋势，为了克服传统安防系统功能单一、误报率高、不能实现实时远程报警的缺点和不足，采用了基于GPRS远程无线通信模块的能家居安防设计方案采用红外及GPRS通信技术实现了多方式遥控设防撤防并且采用先进的传感器，有效的对室内温湿度、人体红外、可燃气体、烟雾的实时监控，提高了家庭安防的可靠性[6]。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外居家安防现状 1
1.3 研究内容 2
1.4 论文结构 3
2 系统总体设计 4
2.1 火灾自动报警 4
2.2 可燃气泄漏报警 5
2.3 入侵报警 6
2.4 手机报警 6
3 硬件设计 6
3.1 硬件原理 6
3.2 GSM模块的芯片选择 7
3.3 STC89C52芯片 9
4 软件设计 10
4.1 Keil uVision5基本介绍 10
4.2 居家养老系统的主程序 11
4.3 传感器节点 12
4.4 GSM通信模块 16
4.5 NRF2401主要程序参考及功能 19
5 调试过程 20
5.1硬件调试 20
5.2软件调试 21
5.3 注意事项： 22
6 总结与展望 22
6.1工作总结 22
6.2 展望 24
致 谢 25
参考文献 26
附录1：设计实验程序 28
附录2：硬件主电路图 36
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附录3：常用AT指令表 37
1 绪论
随着社会和经济的快速发展，人们的生活质量也发生了翻天覆地的变化，人们开始享受自己的生活，对自己居住条件的要求也越来越高，尤其体现在室内安防方面，当家中有老人独自在家时，这方面的要求就变得尤为谨慎。现在人们的生活方式已经发生改变，液化石油气、天然气等可燃气也逐渐成为家家户户必备的家用燃气，正是因为这些家用燃气的出现，人们的生活变得十分便利，但是每年也会因为燃气的使用不当发生更多的火灾或者可燃气体中毒等事故。也许是受到社会的一些不良风气影响，现在盗窃、入室抢劫等违法行为也变得越来越严重。同时因为家庭发展的需要，很多青壮年选择外出打工，平时没有太多的时间留在家里，越来越多的老人要独自在家。由于老人年迈等原因，他们的一些感知功能逐渐下降，对身边一些潜在的危险并不能准确的判断和处理，所以提高居家安防系统的防护措施水准变成了当务之急。人们开始重视自己居家环境的安全就代表着智能家居生态与安防系统的研究与实现变得很有意义和发展前景[1]。
1.1 研究背景及意义
近几年来，由于经济的发展，家庭的发展模式让老龄化问题变得十分严重，丧偶也加剧了这个问题的严重性，独居老人越来越多[2]。我国的老龄化水平越来越高，逐渐步入老龄社会。而且随着社会经济的发展，各种科技水平得到明显提高，但是老人对于一些新发展的家用电器，却不能轻易地熟悉和掌握，这使得这些家用电器在使用的同时也存在危险，所以我们对于家庭安防的需求也越来越大。因此我们想拥有这样的一个室内安防养老系统：当青壮年出门在外时，户主能够实时对家中进行监控，如果出现可燃气体泄漏，火灾或者有人非法入侵的突发状况时，家中的系统可以把危险信号及时发送到他的手机上，这样就可以让户主提醒家中的老人要注意家中的险情，达到保护老人和家庭财产的目的[3]。
1.2 国内外居家安防现状
社会的进步推动着人们的精神境界直线上升，现在的人们开始享受生活，越来越注重自己的人生安全和财产安全，而室内生态环境质量的优劣直接影响着人们的身体健康。人们开始追求舒适安全的居家环境，一个具有较高水准的室内安防系统逐渐受到人们的青睐，所以研究出一种全新的居家养老安防系统成为了国内外室内安防产业的发展潮流。国内外现有的居家养老系统由于或多或少的缺点使得大多数的家庭不太愿意接受，而且传统的居家养老系统操作起来也略显难，所以市场也不景气。本文旨在研究并设计出一种比较经济实惠的室内养老安防系统，设计的结构相对简单，最大限度的适合大多数家庭使用。中国安防产业自上世纪70年代起步以来,经过三十多年的发展，取得了突飞猛进的飞跃。因为潜在客户的数量惊人，整个智能居家行业都开始飞速发展，现在它们整体都具有了一定的产业规模[4]。现如今，国内外居家安防系统虽然也逐渐完善，由古时候就一扇门到后来的在门上加锁，然后发明了各种各样的锁，再到装防盗门，安装摄像头等各类电子仪器探测，但是这些对于预防并不能取得很好的效果。现在家庭中用的较多的养老安防系统不能做到预防作用，一定程度上不能达到居家养老安防的效果。另外传统的防盗报警系统、视频监控系统大多安装在公共区域，覆盖面较小，居民家中基本不会设立安防系统，而且布线复杂，成本高[3]，存在一些缺陷，比如它并不能实现远程监控，出门在外的人不能及时了解家中的情况，它也不能起到提醒家中老人去处理存在危险的作用。而且它不能及时消除存在并且能够预防的危险，所以对于家庭安防来说并不能减少家庭损失和保障老人的人身安全。所以我们急需一种“物美价廉”的安全防护系统，通过编程来提高家庭防护的等级，而且所需要的经济付出也是在一定的可控范围之内[5]。
1.3 研究内容
根据现如今居家安防系统存在的缺陷，我们做出一些调整来改善它的功能。因为手机的出现，我们的生活方便了许多，没有了之前的距离感。现在几乎人人都有手机，所以我们打算把系统与手机连接起来，让出门在外的人能够通过手机短信及时了解家中发生的一切，此系统能够把危险信号及时传送到手机，让手机的主人来处理突发情况，通过短信内容就能很好，很迅速地发现老人可能发现不了的危险，及时消灭潜在的危险，达到保护独自在家的老人的安全的目的，还能减少家庭财产的损失。
经济生活的充实使得智能家居是现代发展必然趋势，为了克服传统安防系统功能单一、误报率高、不能实现实时远程报警的缺点和不足，采用了基于GPRS远程无线通信模块的能家居安防设计方案采用红外及GPRS通信技术实现了多方式遥控设防撤防并且采用先进的传感器，有效的对室内温湿度、人体红外、可燃气体、烟雾的实时监控，提高了家庭安防的可靠性[6]。
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