AVR单片机的智能家居监控系统提高生活水平

随着科技的发展和人民生活水平的提高，智能家居成为了一个热门的研究领域。智能家居问题中面临的主要问题就是安全防盗、电器控制等问题。智能家居不仅能够完成出现问题对主人进行的报警功能，还应提供智能家居设备执行主人的命令操作，比如通过手机或是平板电脑等终端控制电器进行做饭或是空气清洁等工作。

因此，智能家居中用到的传感器主要有红外传感器、门磁传感器、实时时钟芯片等。

1 家居监控系统工作原理

系统主要由门磁报警、红外传感器报警、煤气传感器报警、正常工作、用户命令执行动作构成。

1.1 门磁报警

门磁系统完成对门出入安全的监测，主要有磁铁和干簧管组成。当主人离开房子的时候可以启动防盗功能，如果两者保持正对，那么在磁铁的作用下，干簧管两端处于导通状态。当门被打开时磁铁和干簧管不再处于正对状态，此时干簧管处于断开状态，系统可以通过短信进行报警。

1.2 红外传感器报警

当用户启动红外报警功能，在此状态下，假如红外传感器监测到有物体接触，可以10s后再次进行监测确认后，通过传感器输出有效电平信号(高电平)，通过报警器进行报警。然后通过短信通知用户完成报警功能。

为了增加系统的稳定性可以加入微波传感器或是门磁传感器协助红外传感器进行报警，可以较好地解决误报警问题。

1.3 煤气传感器报警

煤气的主要成分是CO，因此采用CO传感器进行报警检测，CO传感器输出信号线输出有效的电平信号进行报警，AVR单片机检测到CO传感器输出电压后，表示此时的煤气含量超标，立即控制执行器进行报警。如果用户未在家中，那么可以通过发送煤气超标的短信通知用户。用户可以通过主控机进行控制使得CO尽快地排除出去，保障家居安全。

1.4 正常工作状态

正常工作状态时各个AVR单片机进行各自正常的工作并实时地进行数据采集，一旦发现数据出现异常，进行简单的判断后，通过网络向主控机进行数据交换，报告异常，由主控机进行处理。

1.5 用户命令执行动作

当用户想进行操作家庭设备时，由短信通知主控机，主控机完成短信息的识别工作，并通过通信设备通知各个电器进行工作。此时，被控器件的输入与控制器的输出通过继电器电磁隔离连接，完成整个家居系统的控制工作。2 家居监控系统的硬件电路设计

2.1 电源电路设计

采用开关电源的稳压电源。开关电源的功率器件工作在状态转换过程中，功率损耗小，转换效率高，而且体积小、重量轻，与之相配套的散热器体积也大大减小，采用开关电源具有效率高、体积小、输出稳定等优点。

通过Boost升压变换器实现DC-DC变换，选用小导通电阻、高开关速度的IRF640管为开关管，快速恢复二极管RHRP15120整流，减少反向导通时间，降低损耗。单片机和脉宽调制控制器SG3525通过双闭环回路共同控制DC-DC变换电路，实现输出电压稳定。

2.2 红外传感器电路设计

红外人体检测在本系统中起到了至关重要的作用，采用红外检测芯片BIS0001，十分简单易行。其典型电路如图3所示。