AVR單片機的智能家居監控系統提高生活水平

隨著科技的發展和人民生活水平的提高，智能家居成為了一個熱門的研究領域。智能家居問題中面臨的主要問題就是安全防盜、電器控制等問題。智能家居不僅能夠完成出現問題對主人進行的報警功能，還應提供智能家居設備執行主人的命令操作，比如通過手機或是平板電腦等終端控制電器進行做飯或是空氣清潔等工作。

因此，智能家居中用到的傳感器主要有紅外傳感器、門磁傳感器、實時時鐘芯片等。

1 家居監控系統工作原理

系統主要由門磁報警、紅外傳感器報警、煤氣傳感器報警、正常工作、用戶命令執行動作構成。

1.1 門磁報警

門磁系統完成對門出入安全的監測，主要有磁鐵和干簧管組成。當主人離開房子的時候可以啟動防盜功能，如果兩者保持正對，那么在磁鐵的作用下，干簧管兩端處于導通狀態。當門被打開時磁鐵和干簧管不再處于正對狀態，此時干簧管處于斷開狀態，系統可以通過短信進行報警。

1.2 紅外傳感器報警

當用戶啟動紅外報警功能，在此狀態下，假如紅外傳感器監測到有物體接觸，可以10s后再次進行監測確認后，通過傳感器輸出有效電平信號(高電平)，通過報警器進行報警。然后通過短信通知用戶完成報警功能。

為了增加系統的穩定性可以加入微波傳感器或是門磁傳感器協助紅外傳感器進行報警，可以較好地解決誤報警問題。

1.3 煤氣傳感器報警

煤氣的主要成分是CO，因此采用CO傳感器進行報警檢測，CO傳感器輸出信號線輸出有效的電平信號進行報警，AVR單片機檢測到CO傳感器輸出電壓后，表示此時的煤氣含量超標，立即控制執行器進行報警。如果用戶未在家中，那么可以通過發送煤氣超標的短信通知用戶。用戶可以通過主控機進行控制使得CO盡快地排除出去，保障家居安全。

1.4 正常工作狀態

正常工作狀態時各個AVR單片機進行各自正常的工作并實時地進行數據采集，一旦發現數據出現異常，進行簡單的判斷后，通過網絡向主控機進行數據交換，報告異常，由主控機進行處理。

1.5 用戶命令執行動作

當用戶想進行操作家庭設備時，由短信通知主控機，主控機完成短信息的識別工作，并通過通信設備通知各個電器進行工作。此時，被控器件的輸入與控制器的輸出通過繼電器電磁隔離連接，完成整個家居系統的控制工作。2 家居監控系統的硬件電路設計

2.1 電源電路設計

采用開關電源的穩壓電源。開關電源的功率器件工作在狀態轉換過程中，功率損耗小，轉換效率高，而且體積小、重量輕，與之相配套的散熱器體積也大大減小，采用開關電源具有效率高、體積小、輸出穩定等優點。

通過Boost升壓變換器實現DC-DC變換，選用小導通電阻、高開關速度的IRF640管為開關管，快速恢復二極管RHRP15120整流，減少反向導通時間，降低損耗。單片機和脈寬調制控制器SG3525通過雙閉環回路共同控制DC-DC變換電路，實現輸出電壓穩定。

2.2 紅外傳感器電路設計

紅外人體檢測在本系統中起到了至關重要的作用，采用紅外檢測芯片BIS0001，十分簡單易行。其典型電路如圖3所示。