随着新时代的电子电路技术以及计算机技术的快速发展以及中国人均可支配收入的逐年提高，智能家居的市场需求也越来越大，人们的焦点也转变车成了家居设备与系统的安全性。比如说室内的温 度，家居的甲醛含量，厨房的煤气安全情况，家庭用电安全情况关注度越来越高。以往的家居仅仅可以使用，但是不能监测一些实时的安全数据，所以就不能够满足现代人们的需求。本文就是基于STC89C51单片机系统设计开发了一款智能的家居安全监测系统，可通过嵌入式处理器采集家庭环境中的温度值，一氧化碳浓度值，并通过STC89C51这一款单片机设计了一整套可以进行自动监测也能实现自动控制的系统。人们可以在LCD屏幕上观察家庭中实时的温度值，也可以通过检测环境中实时的一氧化碳的值，如果对应的浓度大于安全值，则进行LED和蜂鸣器报警，以及时的提醒人们当前环境不安全，请及时处理。同时能够打开排风扇降低室内的一氧化碳浓度。通过合理的验证以及评估本设计的方案，表明本设计整个系统运行稳定，能够实现稳定且准确的达到所设计的所有功能。
目录
绪论 1
（一） 课题的研究背景以及写作意义 1
（二） 国内外研究现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
一、 设计方案 3
二、 各个硬件模块设计方案 4
(一) 主控芯片的选择与设计 4
(二) 单片机的最小系统电路 5
(三) 液晶显示电路 5
(四) CO传感器电路 6
(五) 继电器驱动电路 7
(六) 温度传感器电路 9
三、 软件设计流程 10
四、 调试与分析 12
(一) 硬件调试 12
(二) 软件流程的调试 13
(三) 调试分析 15
五、 本文总结 16
六、 致谢 17
七、 参考文献 18
八、 附录 19
(一) 原理图 19
(二) PCB设计图 20
(三) 程序源代码 21
(四) 实物图 28
绪论
随着新时代的电子科技以及计算机技术的不断发展和人们生活的条件越来越 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ￥351916072￥ 
好的原因，人们关注的焦点也从很多家居的功能性转变为家居的安全性，进而也促使了室内的环境监测系统的流行与普及，包括室内温度的监测、家居中甲醛的监测、烧饭用的天然气的监测、以及用电安全的监测。简单的室内环境监测如温度等基础的环境监测设备，也有很多的公司在做，比如说国内做智能家居第一的小米公司就有很多这样的设备。同时随着这个行业的竞争和用户的追求不断提高的原因，各家的设备稳定性越来越好，兼容性越来越强，形成你中有我、我中有你的格局。
课题的研究背景以及写作意义
智能家居提供了结合家电控制、传感器网络、计算机技术、嵌入式技术和计算机网络等多种技术的智能生活手段，智能家居安全系统综合利用了网络通信技术、课堂所学的综合布线技术、以及通过单片机实现的自动控制的相关功能等先进技术，将家中使用的各种模块有机地连接起来。通过无线或者蓝牙网关将所有设备的信息进行采集，对家庭中每个房间的一些安全参数进行实时的监控，同时能够在远程控制家庭中各种家电的开关以及灯光的开关。
现代的家居与以前的家居相比，使用了很多现代化的手段进行制造。比如说家庭中使用的柜子，以前是直接先进行砍树获得木材，然后再由木工师傅进行手工制作而成。而现在一些做柜子的，有的厂家为了降低成本使用夹板当做家具的外层木板使用，这其中就会不可避免的会使用化学胶，同时与过去的相比，现代了家居为了成色好看，往往还会在外面使用油漆。这就会造成一些甲醛等的空气污染。所以开发出一款智能的家居安全监测系统就很有必要性。
所以我针对以上发现的现有家庭安全系统的缺陷，结合学校所学的STC89C51单片机为基础综合设计了一款家居安全监测与控制系统。此系统的主要组成部分包括有害气体的监测、可燃气体的监测部分、还包括了方便用户查看当前环境温度的液晶显示屏。主控单片机的型号为STC89C51这一款经典的单片机，通过核心单片机和相关模块的综合运用，实现了家居安全监测与控制系统的所有的功能并且调试成功，并且为家居安全带来保障。
国内外研究现状
自从第一个嵌入式家居系统在上世纪八十年代出现在美国之后，一些发达国家先后提出了很多先进的、超前的智能家居升级方案。随后这些家居被研发出来广泛的运用在欧美等发达国家。同时随着智能家居的普及，对应的家居安全监测系统也随之得到了快速发展。花园国家新加坡就是其中的主要普及者，新加坡的智能家居安全系统，包括了智能报警功能，视频监控功能，家电控制功能，气体泄漏报警功能。
中国自改革开放之后国内各个行业的市场大幅度开放，家电以及相关的安全监测行业获得大幅度发展。同时随着今年来5G和互联网的广泛普及，从而依赖于网络的智能家居和安全监测行业也得到了快速的发展。家居的安全监测行业市场潜力是非常巨大的。这种形势也对于国内的很多做智能设备的厂商带来无线的机会，使得整个行业和相关厂商也对于不断研发新产品、新功能越发重视。这么多年，智能家居从一开始概念的提出到现在真真切切的进入了寻常百姓家，这中间经历的是一个非常艰难的一个过程。
本文主要研究内容
本文通过网络和学校的图书馆等相关的专业资源，熟悉了当前家居安全监测系统的发展阶段和基本情况，基于这样的背景，设计了一款基于STC89C51的智能家居安全监测与报警系统。首先构建了单片机最小系统以给单片机提供一个稳定的运行环境，然后在通过DS18B20这一款温度传感器不断监测当前环境的实际温度，再通过CO检测模块来探测环境中的CO值是否超标。通过液晶显示模块在将当前环境中的实时温度值显示给用户查看，并且设计了LED灯和蜂鸣器报警电路，当检测到环境中CO值超标之后，单片机控制声光报警系统即LED灯和蜂鸣器报警电路进行提示。本设计主要需要解决的重点问题有以下几个：
了解89C51芯片的工作原理
学会运用所学的Protel软件进行电路图的绘制以及PCB的绘制
掌握基本的传感器的测量原理
能够独立完成电路板的焊接与调试
能够对本篇论文的完成过程以及设计研究心得进行总结
设计方案
本设计硬件部分主要由模块化搭建而成，而后经过手工焊接形成实物。主要的组成部分有STC89C51单片机、复位电路、晶振电路、显示电路、LED驱动电路、蜂鸣器驱动电路、继电器驱动电路、传感器电路等基础电路构建而成。主控芯片选择了非常经典的STC89C51单片机，完全能够胜任本设计的采集和判断以及驱动任务。其中环境温度监测部分选择了DS18B20这一款温度传感器作为感知环境温湿度的主要设备。CO传感器主要选择用了MQ5这一款可燃气体检测模块，其主要功能就是检测当前环境中的CO浓度是否超标。如果CO浓度超标则输出信号给单片机并由单片机进行判断如果相关参数超标，单片机控制声光报警电路进行报警以提醒人们。同时驱动继电器电路打开排风扇进行浓度的降低。如图11所示，为本设计的主要系统框图。

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