基于无线传感器网络的智能家居安防系统初步构建

第五章 系统调试

5.1 后台处理软件调试和下位机调试

后台处理软件调试：

后台处理软件程序运行如图5-1所示，选择串口号打开串口，初始化设置：9600波特率，8位数据位，无奇偶校验，1位停止位.若当前要打开串口的存在且没有被其他串口程序占用，打开串口成功。否则打开失败。重新选择打开串口。

图5-1 后台处理软件软件串口打开

图5-2为未接传感器端子时候通过串口接收到的下位机数据，显示当前室内燃气含量为0ppm。

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浙江理工大学信息电子学院本科毕业论文

图5-2 无信号时

下位机数据采集模块接上传感器端子，用普通一次性打火机气体测试（丁烷）。当丁烷浓度上升时，下位机将采集到的可燃气体浓度数据传送给后台处理软件，后台处理软件通过串口接收数据并显示。数据曲线升高。当停止丁烷气体释放时候，浓度降低。相应数据曲线降低。测试结果如图5-3所示。

图5-3 丁烷测试图

下位机调试（下位机调试实物图见附录三）：

传感器端子，测试电压为可变电阻电压，范围19mv～900mv。

数据转换端，该部分功能是将传感器端子测试到的模拟量信号进行滤波与放大后转换成相应的数字量信号，模数转换芯片选用ADC0809。放大倍数4.5～5倍，与ADC0809基准电压相匹配。

数据采集模块的数据读取与发送模块，该部分MCU选用AT89S52单片机，该单片机相对于51单片机程序与管脚完全兼容。并且将程序写入FLASH扩充到4K，更有效的利于程序和系统的开发与应用。该模块以查询方式读取ADC0809转换后的数据，并设置PTR8000

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为发送模式，将数据发出。

数据接收模块，该部分MCU选用AT89S52单片机。该部分单片机通过设置PTR8000为接收模式，读取采集模块发送过来的数据。并具有电器控制功能。以中断方式相应后台处理软件命令，进行相应的电器开启与关闭。

下位机电器控制模块，该模块与接收模块单片机之间用三根线相连，即VCC（电源线）、GND（接地线）、P1.0（控制信号线）。接收模块接收到后台处理软件发送的命令控制字后，将单片机P1.0口置高电平或低电平，通过PC817光电耦合器将P1.0口电压信号放大，再经三极管二次放大后驱动继电器，从而控制电器的开启与关闭。在无需外围器件扩展情况下，该模块可扩展8路～10路电器控制。

接收模块检测到空中有匹配波段时候，设置PTR8000为接收模式，读取数据，模块上指示灯不停闪动，表示有数据接收。 5.2 联机调试（调试实物图见附录三）

后台处理软件和下位机联机调试。当检测到煤气浓度升高时，后台处理软件相应的图形变化，当煤气含量超过设定上限时，后台处理软件发送电器打开命令控制字，下位机响应命令打开电器（以台灯代替电器）。当煤气浓度降低时，后台处理软件图像相应变化。煤气浓度低于初始设定上限时候，后台处理软件通过串口向下位机发送关闭电器命令控制字，下位机响应命令，关闭电器。 5.3 小结

本章介绍了智能家居安防系统的后台处理软件调试结果、下位机调试结果以及上、下位机联机调试结果。本系统达到初步预期要求，实现了基于无线的对家居燃气含量的实时监测，并通过后台处理软件将监测到底数据显示、存盘。上、下位机系统工作，自主根据室内燃气含量开启和关闭排风扇等电器，实现了预防与消除灾难的发生。起到了家居安全防范的作用。

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第六章 结束语

6.1 工作总结

基于无线传感器网络的智能家居安防系统初步构建，对室内煤气含量，附加扩展有对湿度和温度含量的实时监测与显示，并具有根据预警值开启或关闭相应家电的功能。较好的实现了本系统设计与制作的初衷。本系统可扩展至多路监测（例如利用人体红外线传感器信号实现家居防盗），实现真正意义上的基于无线传感器网络的智能家居安防，防火、防盗，并控制调节室内温度、湿度，使新一代智能家居更加安全、舒适。 6.2 本文的不足与展望

基于无线传感器网络的智能家居安防系统初步构建，对室内煤气含量，附加扩展有对湿度和温度含量的实时监测与显示，并具有根据预警值开启或关闭相应家电的功能。

要实现全面的智能家居安防显得有些捉襟见肘。基于本系统实际运行调试过程中遇到的情况，总结有以下几点不足之处：

1、本系统在家电控制模块使用一个与启动电源相连接的反向二极管来防止电源通断瞬间产生的尖峰电压对单片机程序的影响。实际情况中与理想情况稍有偏差。而且当电压尖峰值过大时候，容易反向击穿二极管，致使二极管损坏。建议使用电容与电阻电路实现电压尖峰值的滤波与泻流作用，避免了二极管因反向击穿对整个系统的影响。

2、家电控制模块实际运行时，接地端要与数据接收模块共地，由于AT89S52的输入输出口低电平不是标准0V，而是在0.2V左右。所以要实现家电控制，电位必须要匹配，否则会产生误操作。

3、传感器端子使用MQ306A可燃气体传感器，端子外围电路要自己设计，实际元件电阻值有误差存在。而且，此传感器要有一段较长的预热时间。建议使用集成化种类的可燃气体传感器，使实际测量值更加精确。

4、本系统只实现了初步构建，实现单路测量。（可扩展多路）

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展望：

本系统提供了外围扩展接口与扩展空间，可根据具体需要扩展至多路监测（例如利用人体红外线传感器信号实现家居防盗），实现真正意义上的基于无线传感器网络的智能家居安防，防火、防盗，并控制调节室内温度、湿度，使新一代智能家居更加安全、舒适。

6.3 小结

本章客观的介绍了本文初步构建的智能家居安防系统的一些优点与不足之处，

并对系统实际调试时候遇到的一些问题进行了详细介绍，希望以后研究次方面的同学有所借鉴避免走不必要的弯路。

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