摘要：家庭安防系统从早期的单一的防盗系统、防火系统等，经过功能的整合，逐渐地演变成现在的家庭安防系统。

本次设计的基于LoRa的家庭安防系统主要由检测节点和主控节点构成。检测节点主要功能是对各个传感器模块检测到的数据进行采集和处理；经过系统的通信模块上传给主控模块，主控节点的功能主要包括研究处理检测节点的数据是否大于设定的阀值，大于阀值就报警，此外，系统还包含了显示电路、报警电路等。

本设计主要使用了单片机和LoRa通信技术，有效地实现了室内防盗、防火灾、测温等功能，同时也无需布线大大地降低成本。

关键字：家庭安防  LoRa  传感器  系统

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-1

1.1 课题研究的基础-1

1.2 课题研究的现状和技术来源-1

1.3 研究的内容以及工作-2

1.4 本章小结-3

2. 系统的总体设计-4

2.1设计要求-4

2.2通信方案设计与论证-4

2.2.1 数据的通信方式-4

2.2.2 LoRa模块的简介-5

2.2.3 LoRa的通讯方式-5

2.2.4 系统的组网方案-6

2.2.5服务架构的选择-6

2.3总体结构与框架-7

2.4 本章小结-8

3. 硬件设计-9

3.1主控模块-9

3.1.1单片机的介绍-9

3.1.2 上电复位-9

3.2 LoRa模块接口电路设计-10

3.2.1 LoRa模块的简介-10

3.2.2 LoRa模块的使用以及特性-10

3.3 传感器模块的选择-11

3.3.1 热释电红外传感器-12

3.3.2 温度传感器-12

3.3.3 火焰传感器-13

3.4 报警模块的设计-14

3.4.1 蜂鸣器-14

3.4.2显示模块的设计-15

3.5 输入键盘的设计-15

3.6电源模块-16

3.7 本章小结-17

4. 软件设计-18

4.1系统的软件的主程序流程设计-18

4.2系统软件的从程序流程设计-19

4.3 芯片的初始化-20

4.3.1 LoRa模块的工作模式以及使用方式-20

4.4 基于LoRa的家庭安防系统的通信协议设计-21

4.4.1 LaRaWAN的结构-21

4.4.2 LaRaWAN协议-22

4.4. STC89C51与SX1278模块之间的通信协议-23

4.5 通信模块的软件设计-25

4.5.1 LoRa模块的数据发送-25

4.5.2 LoRa模块的数据接收-26

4.6 输出部分程序设计-27

4.6.1 火焰检测输出-27

4.6.2 人体红外检测输出-27

4.6.3 温度检测输出-28

4.7 液晶显示-28

4.8 按键功能设计-29

4.9 本章小结-30

5. 系统的调试-31

5.1 系统的调试-31

5.1.1  LoRa模块的配置-31

5.1.2 传感器模块的配置-31

5.1.3 程序的烧录-32

5.2 调试目的-32

5.2.1 调试环境-32

5.2.2 调试内容与分析-32

5.2.3 调试结果-34

5.3 本章小结-34

附录-36

附录一 系统主控端电路原理图-36

附录二 系统终端电路原理图-37

附录三 系统的程序-38

结束语-40

结论-41

参考文献-42

谢  辞-44