1。2 国内外现状及问题

1。2。1国外智能家居的发展情况

1。2。2国内智能家居的发展现状

1。3本设计研究成果

本系统的核心控制器为STC89C52RC芯片，使用烟雾传感器MQ-2、火焰传感器、温湿度传感器DHT11等为测量元件，传感器所测得的数据会传到与它们相连的单片机上，经过分析处理由LED液晶显示屏显示具体数值。若发生火灾、煤气泄漏等时，将会及时准确的通过蜂鸣器发出报警，并辅之以语音模块进行提示，并且报警器及每个传感器均配有独立的报警灯，使得当某一环境参数超标时用户可及时做出相应的调整，如果所测数据持续升高并超出系统给定的延迟范围，则将会触发继电器动作，自动启动爆窗装置破窗。

1。4本章小结

本章节主要介绍了当前背景下智能家居系统对灾害预警的意义与研究的必要性，同时对于针对楼宇家居的国内外现状及问题进一步的加以阐释，最后详细说明了本设计的主要研究成果。

第二章  系统方案论证

2。1系统的总体设计

根据设计要求，本设计主要包括单片机，蜂鸣器，语音报警模块和继电器模块，烟雾、温湿度和火焰传感器。总体设计如下所示：

图2-1  系统总体设计图

2。2模块的选择与论证

（1）控制模块

方案一：STC89C51RC单片机具有4K字节，共有8位处理器，内部可编程I/O线为32位，定时器和计数器共有2个，中断源共有5个[5]，同时内部还具有可编程串行通道，以及可用来减少功耗的掉电模式，内部还存在一个片内振荡器以及一个内部时钟电路。

方案二：STC89C52RC单片机的CPU共有8位，系统的Flash存储器具有8K字节，数据存储器为256字节，同时内部I/O端口线共有32位和数据指针有2个，定时器和计数器共3个它们都是16位的，2级中断结构1个，还具备看门狗定时器和片内晶振。当单片机处于掉电保护模式时，数据存储器中的内容将会被自动保存，直至迎来下一个中断或者接收到复位信号，否则单片机不工作[6]。

方案论证：通过对比两种单片机的性能，STC89C52RC单片机有内部看门狗计时器，而STC89C51RC则需要通过外接来实现，才能抵抗外部或内部的干扰。STC89C52RC单片机不仅能够并行编程还可以通过ISP在线进行编程，而STC89C51RC不具备此功能。在编程电压方面，STC89C52RC单片机的编程电压只需要4-5V，而STC89C51RC单片机除了正常工作的5V电压外，还要给VPP单独提供12V的电压。STC89C52RC最高工作频率也远远高于STC89C51RC，且最高可以达到33MHZ，从而可以提供更快的计算速度。所以本设计最终决定选用STC89C52RC作为系统的主控制器[7]。

（2）烟雾传感器模块

方案一：构成MQ-2型的烟雾传感器属于N型半导体且它的表面为离子式。当温度过高时，半导体会吸收附着在空气中的元素氧，吸附氧的负离子附着在表面上，从而减少了半导体中的电子密度[8]，从而大大增加了电阻阻值。当与烟雾发生接触的时候，如果晶粒中临界处的势垒会随着烟雾的调制而发生变化，进而引起表面的电导率也随之发生变化。以此可以判别烟雾是否存在，如果浓度越大，那么电导率也随之变大而输出电阻则会降低。文献综述

方案二：MQ-5型烟雾传感器普遍适用于工业上对煤气、液化气和天然气的监测，却很少能够检测出烟雾和乙醇，具有较强的抗干扰能力和响应恢复快的特点，同时优点方面比较突出，使用寿命相对较长和稳定性可靠以及测试电路简单。

方案论证：通过对比以上两种类型的烟雾传感器可知，像瓦斯、液化石油气之类的烟雾MQ-2型传感器相对敏感一些，该传感器对干扰的抵抗能力较强，并且工作环境长期稳定。初始化时十分稳定，且响应时间较短，能够长时间工作。对于本设计来说，MQ-2型传感器在性能上基本满足本设计的需要，而且制作工艺以及成本相对便宜。所以本设计最终决定选用MQ-2型烟雾传感器[9]。