（2）可维护扩展性：为便于系统维护和拓展，我们需要遵循同一生产标准，方便不同厂商生产的产品之间可以兼容。

（3）实用先进性：我们在设计过程中保持产品先进性的同时，还应以实用性为准则，避繁就简。

（4）适用性：低成本高质量。

1. 系统设计

1.1 系统构成

设计涉及主硬件为：以STC单片机为控制中心，用DHT11温湿度传感器来对家居温湿度值进行实时监测组成检测模块，利用红外感应器完成发现闯入者并报警的操作，运用MQ-2烟雾传感器对家居的有害气体浓度进行检测，按键设置与LCD液晶显示模块则完成系统的设置和系统各个数据的显示，蜂鸣器报警电路提供蜂鸣报警功能，和超标指示显示模块组成[1]。

本研究设计框图：

图1 系统组成结构图

1.2  方案设计

利用传感器检测家居中的温湿度值和烟雾值，如果系统检测值大于我们预先设定的安全值，那么蜂鸣器发出蜂鸣声。而系统的红外检测功能是实现报警的必要保证。当处于警戒并且有人的情况下，通过指示灯闪烁和发出蜂鸣报警声来提示有人入侵，直到手动撤防方能解除。此外，它还有断电保存的设计，即使人为关闭后再打开，也可以继续发出警报，所以显得产品更现代化。

本系统包含四个基本功能模块：

（1）单片机控制模块

（2）传感器模块

（3）报警模块

（4）显示模块

1.2.1 单片机的选择

因为在学校学习了很多相关课程，加上考虑成本和学校实验室能够给我提供便利，反复比较，我决定系统的核心用STC89S51RC单片机。并且在学校安排的实验课中也反复接触过STC系列芯片，进行设计时不至于无从下手，为此选择它也是比较合理的。足够本系统运行，且价格低，下载程序方便。

其DIP封装如图所示：

图2 STC89C52DPI封装图

2. 硬件设计

2.1主控电路

图3 系统总体电路图单片机主要功能如下。

表1：STC89C51主要功能

主要功能特性

兼容MCS51指令系统 4K可反复擦写Flash ROM

32个双向I/O口 256x8bit内部RAM

3个16位可编程定时/计数器中断 时钟频率0-24MHz

2个串行中断 可编程UART串行通道

2个外部中断源 共6个中断源

2个读写中断口线 3级加密位

低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能

2.2温湿度检测

本系统采用了复合一体的数字输出传感器DHT11。它采用最新技术，以其靠谱和持续安稳运行的特点深受了大家的青睐，禁受住了市场的考验。传感器由两部分构成：其一是NTC测温元件，另一部分为感湿元件。主要通过和单片机连接来实现其功能。DHT11传感器通过调用校准程序来处理需要探测的信号[2]。这些因素使其具有了快速反应的优点；另外，其具有4针单排针的特殊封装结构更便于连接。 它被广泛用于各种应用和恶劣条件下。

图4 DHT11传感器实物图

（1）引脚介绍：

Pin1（VDD）：电源引脚，供电电压为3~5.5V

Pin2（DATA）：串行数据，单总线

Pin3（NC）：空脚，请悬浮

Pin4（VDD）：接地端，电源负极

（2）接口说明 ：

接口条件：第一种是当接口线长度短于20米时，需在电路中加上一个阻值5K的上拉电阻；第二种情况是当接口线长度长于20米时，电路需根据需求实际状况进行选择[3]。