畢業(yè)論文-基于gsm平臺(tái)的家庭智能防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)【精校排版】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　基于GSM平臺(tái)的家庭智能防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要III</b></p><p

2、>　　AbstractIV</p><p><b>　　第一章 引言1</b></p><p>　　1.1 研究的背景及現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 GSM概述2</p><p>　　1.3 主要研究內(nèi)容2</p><p>　　第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案3</

3、p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成3</p><p>　　2.2 系統(tǒng)功能及工作過程4</p><p>　　第三章 系統(tǒng)各功能子模塊設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 核心處理器STC89C52單片機(jī)7</p><p>　　3.2 無線傳輸模塊設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.3

4、 防盜傳感器設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.3.1 門磁傳感器11</p><p>　　3.3.2 熱釋紅外線探測(cè)器13</p><p>　　3.4 無線緊急按鈕17</p><p>　　3.5 時(shí)鐘電路17</p><p>　　3.6 單片機(jī)與短信模塊串口通信設(shè)計(jì)18</p>

5、<p>　　第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境20</p><p>　　4.2 系統(tǒng)主程序20</p><p>　　4.3 中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.3.1 外部中斷0子程序設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.3.2 串口中斷子程序

6、設(shè)計(jì)22</p><p>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試23</p><p>　　5.1 硬件調(diào)試23</p><p>　　5.1.1 探測(cè)器調(diào)試23</p><p>　　5.1.2 短信模塊調(diào)試23</p><p>　　5.2 軟件調(diào)試24</p><p>　　5.3 綜合調(diào)試

7、25</p><p><b>　　結(jié)論26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　附錄28</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p>　　基于GSM

8、平臺(tái)的家庭智能防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)方案是以單片機(jī)和GSM短信模塊為核心，依托強(qiáng)大的移動(dòng)電話通信網(wǎng)絡(luò)做傳輸媒介的短信報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程防盜報(bào)警，它利用無線通信和自動(dòng)控制技術(shù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)將家居內(nèi)的異常情況及時(shí)傳輸給用戶或保安人員，使人們遠(yuǎn)在千里也能夠?qū)依锏那闆r了如指掌。它是

9、一種能真正滿足新時(shí)期居民的居住要求、真正實(shí)現(xiàn)智能化報(bào)警的要求的方便實(shí)用的防盜報(bào)警系統(tǒng)。針對(duì)目前家庭防盜系統(tǒng)的現(xiàn)狀，擬在以下幾個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究：</p><p>　　（1）傳感器部分設(shè)計(jì)。對(duì)防盜傳感器進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，由單片機(jī)對(duì)處理好的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、存儲(chǔ)、發(fā)送等操作。</p><p>　?。?）GSM短信模塊的選擇和應(yīng)用。針對(duì)本系統(tǒng)完成功能的特點(diǎn)，選擇

10、一種合適的GSM短信模塊，借助強(qiáng)大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)完成通信任務(wù)。以短信模塊和單片機(jī)核心共同組成系統(tǒng)的主要控制部分，將居民家中具體的情況告知居民，家中出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)能及時(shí)的報(bào)警或通知家人。</p><p>　　（3）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。研究滿足系統(tǒng)工作需要的元件及其工作原理，單片機(jī)的外圍接口電路。主要包括遠(yuǎn)程短信報(bào)警GSM模塊電路；門窗非法入侵檢測(cè)電路；陽臺(tái)非法入侵報(bào)警電路；斷電報(bào)警電路；繼電器控制電路。</p>

11、<p>　　關(guān)鍵詞：GSM平臺(tái);家庭;防盜</p><p>　　Based on GSM Platform Family Intelligent Security System </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This topic design family intelligent ant

12、i-theft alarm system development design scheme based on SCM and GSM SMS module as the core, relying on current powerful mobile telephone communication network do SMS transmission medium to realize remote alarm system, al

13、arming, it USES the wireless communication and automatic control technology, through a wireless network in household the unusual situation of timely transmission give users or security personnel, make people far to home

14、far the back of his </p><p>　　(1) Sensor parts design. To guard against theft sensor for selection and design of sensor output signal corresponding processing, to handle the good of microcomputer signal conv

15、ersion, computation, storage, send operation. </p><p>　　(2) GSM SMS module choice and application. According to the characteristics of the system to accomplish function, choose a suitable GSM SMS module, wit

16、h powerful mobile communication network complete communications tasks. By message module and single-chip processor core composed the main control system, will be part of concrete inform residents home when residents, hom

17、e timely result shows the alarm or inform his family. </p><p>　　(3) The system hardware design. Research meet the system work need components and its working principle, microcontroller peripheral interface c

18、ircuit. Mainly include remote message alarm GSM module circuit; Windows illegal intrusion detection circuit; the balcony illegal invasion of alarm circuit; without electricity alarm circuit; Relay control circuit.</p&

19、gt;<p>　　Keywords: GSM platform , family，theft</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1 研究的背景及現(xiàn)狀</p><p>　　目前，社會(huì)上許多雙職工家庭，白天家中無人，其最主要的防盜方式是安裝防盜門、防盜窗，但是這類設(shè)備主要是以增加盜賊入室的難

20、度來達(dá)到防盜目的。這種單純的機(jī)械裝置在實(shí)際的使用中暴露了很多隱患，例如在較長時(shí)間無人在場(chǎng)的情況下防盜效果往往不盡人意，而且往往為犯罪分子提供翻越條件，影響房屋的美觀、在火災(zāi)時(shí)的逃生等方面也有很大的缺憾。因此，現(xiàn)在已有幾十個(gè)城市立法，強(qiáng)行拆除金屬防盜網(wǎng)。所以，家庭安防必須采用新的系統(tǒng)、新的方法來提供一個(gè)更加安全的居住環(huán)境。</p><p>　　目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的支持下，電子地圖、多媒體、

21、管理與控制軟件引入到防盜報(bào)警系統(tǒng)中。此種新的系統(tǒng)采用多媒體技術(shù)同時(shí)處理多種不同信息，并使信息之間、信息與設(shè)備之間、設(shè)備與設(shè)備之間建立邏輯關(guān)系，集成為一個(gè)交互式的系統(tǒng)，這樣來達(dá)到自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)預(yù)測(cè)、自動(dòng)處理情報(bào)，使整個(gè)安防系統(tǒng)成為一種智能化的活的系統(tǒng)，讓它發(fā)揮強(qiáng)大、有效、可靠、靈活的系統(tǒng)功能[1]。</p><p>　　現(xiàn)階段，中國市場(chǎng)上的防盜報(bào)警系統(tǒng)大多試是國外品牌，這些廠商不論是在資金和技術(shù)上，都具備很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)

22、，對(duì)國內(nèi)廠商的發(fā)展形成巨大的競爭壓力。國內(nèi)防盜報(bào)警產(chǎn)品的廠商發(fā)展時(shí)間短，真正取得巨大發(fā)展也是在2000年以后，在2004年國內(nèi)才有些廠商迅速成長，投資規(guī)模和企業(yè)規(guī)模都在快速發(fā)展和擴(kuò)大，但與國外廠商相比還有很大差距。報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展與電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。它大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：機(jī)械式防盜器階段，電子式防盜器階段和網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)階段這三個(gè)階段。目前市場(chǎng)上主要的防盜產(chǎn)品主要都是前面兩種，網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)還沒有很成熟的技術(shù)，所以本論文主要

23、針對(duì)網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)在人們以后的生活中會(huì)體現(xiàn)出它更方便更安全的一面，它更智能化的技術(shù)與設(shè)計(jì)讓你可以實(shí)現(xiàn)你對(duì)家里情況了如指掌盡管你在千里之外。</p><p>　　隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，以及安防等各行業(yè)的共同努力，防盜、防非法入侵報(bào)警系統(tǒng)必將為營造安全、舒適的工作和生活環(huán)境，為保障公共安全、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定、構(gòu)建和諧社會(huì)發(fā)揮更大的作用，并從中得到更大的發(fā)展。</p><p

24、>　　1.2 GSM概述</p><p>　　GSM(Global System for Mobile Communication)系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通訊體制中比較成熟、完善、應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)，GSM的短信息系統(tǒng)以其快捷方便而且廉價(jià)的特點(diǎn)擁有廣泛的用戶，同時(shí)也為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一種新的技術(shù)手段?；贕SM短信息功能可分為基于各種測(cè)試和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的控制命令制成，可廣泛應(yīng)

25、用于遠(yuǎn)程監(jiān)控，定位導(dǎo)航，個(gè)人通信終端等的GSM數(shù)字蜂窩終端短消息發(fā)送或接受新聞字母為基礎(chǔ)的能力，與普通的尋呼業(yè)務(wù)不同的是，GSM短信的傳遞是有保證的。即使蜂窩終端無法訪問的目的，該網(wǎng)絡(luò)還將保留其信息傳送到移動(dòng)終端時(shí)的f81通過網(wǎng)絡(luò)中間出現(xiàn)了。由于公眾GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全球聯(lián)網(wǎng)和漫游，建立沒有建立專用通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因此具有實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的短消息應(yīng)用的功能將得到迅速普及。 GSM數(shù)字在中國公用事業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍已覆蓋全國大部分地區(qū)。它提供

26、語音，短消息的其他增值服務(wù)，數(shù)據(jù)加載等業(yè)務(wù)。</p><p>　　1.3 主要研究內(nèi)容</p><p>　　針對(duì)目前家庭防盜系統(tǒng)的現(xiàn)狀，擬在以下幾個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究：</p><p>　?。?）傳感器部分設(shè)計(jì)。對(duì)防盜傳感器進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，由單片機(jī)對(duì)處理好的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、存儲(chǔ)、發(fā)送等操作。</p><p&g

27、t;　?。?）GSM短信模塊的選擇和應(yīng)用。針對(duì)本系統(tǒng)完成功能的特點(diǎn)，選擇一種合適的GSM短信模塊，借助強(qiáng)大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)完成通信任務(wù)。以短信模塊和單片機(jī)核心共同組成系統(tǒng)的主要控制部分，將居民家中具體的情況告知居民，家中出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)能及時(shí)的報(bào)警或通知家人。</p><p>　?。?）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。研究滿足系統(tǒng)工作需要的元件及其工作原理，單片機(jī)的外圍接口電路。主要包括遠(yuǎn)程短信報(bào)警GSM模塊電路；門窗非法入侵檢測(cè)電路；陽

28、臺(tái)非法入侵報(bào)警電路；斷電報(bào)警電路；繼電器控制電路。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報(bào)警系統(tǒng)。它的開發(fā)設(shè)計(jì)方案參照國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，并根據(jù)我國住宅建設(shè)的實(shí)際情況和各相關(guān)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r，來更好地滿足新時(shí)期居民讓家庭更安全、更舒適、更方便、更符合環(huán)保的居住要求。</p><p>　　

29、2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成</p><p>　　該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是將電子探測(cè)、單片機(jī)控制和通信技術(shù)相結(jié)合，從而形成一個(gè)可靠的防盜報(bào)警系統(tǒng)。家庭智能防盜系統(tǒng)以單片機(jī)和GSM短信模塊為核心，系統(tǒng)總體框圖如圖2.1和2.2所示。系統(tǒng)總體構(gòu)成包括時(shí)鐘電路、防盜信息采集與處理模塊、信息采集與處理模塊、溫度濕度檢測(cè)模塊、GSM移動(dòng)通信模塊、主控單片機(jī)STC89C52、家電控制模塊和鍵盤顯示模塊等。</p><p&

30、gt;　　圖2.1 局部流程圖</p><p>　　圖2.2 系統(tǒng)總體構(gòu)成</p><p>　　當(dāng)前已建成的覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，是我國公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的主要方式。GSM網(wǎng)絡(luò)可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，具有網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，用戶無需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)為客戶節(jié)省了昂貴的建網(wǎng)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。加上GSM的短消息本身具備的數(shù)據(jù)傳送功能，因此，短消息業(yè)務(wù)在

31、遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)經(jīng)過30多年的發(fā)展，目前己經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。因此我們選用單片機(jī)作為該防盜報(bào)警系統(tǒng)的各個(gè)控制單元的核心控制部件，整個(gè)系統(tǒng)有單片機(jī)主控模塊和各個(gè)功能子模塊構(gòu)成。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)功能及工作過程</p><p>　　GSM短信息模塊主要提供無線語音和數(shù)據(jù)傳輸功能，傳輸?shù)拿浇槭荊SM網(wǎng)絡(luò)。主

32、要是利用它的數(shù)據(jù)傳輸功能，本系統(tǒng)和用戶間的通信就和兩個(gè)手機(jī)用戶間通信一樣。STC89C52單片機(jī)是本設(shè)計(jì)的核心，它依照GSM短信通信模塊的通信協(xié)議與之進(jìn)行通信，進(jìn)行短信息的收發(fā)。主控制器電路接收和解釋的功能，控制系統(tǒng)上的短消息模塊的指示，連接。如圖2.2所示為GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2.2 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　一個(gè)GSM 系統(tǒng)可由三個(gè)子系統(tǒng)組成，即)Z*

33、},x!k+s3J.]4r移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單操作支持子系統(tǒng)(OSS)，基站子系統(tǒng)(BSS)和網(wǎng)路子系統(tǒng)(NSS)三部分組成。其中，6L.w!U7A1_;m移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單基站子系統(tǒng)BSS 是GSM 系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分，它)p*z-|!A1D(]移動(dòng)通信,通信工程師

34、的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單通過無線接口直接與移動(dòng)臺(tái)相連，負(fù)責(zé)無線發(fā)送接收和無線資源的管理。網(wǎng)路子2V1N1e-F7T7M8f4@移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它對(duì)GSM 移動(dòng)用戶之間及移動(dòng)用戶與其它通信網(wǎng)用戶$@;x,v*E&t.@"M+E$~5Gmscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬通信專業(yè)

35、人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。之間</p><p>　　本系統(tǒng)中GSM通過主控制器，可以使室內(nèi)的開關(guān)控制多個(gè)電源插座，如室內(nèi)溫度，濕度，監(jiān)測(cè)，對(duì)室內(nèi)和有毒氣體，煙霧和紅外線安全監(jiān)控窗口的燈光開關(guān)控制，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)量時(shí)，異常的短消息報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警器內(nèi)提供備用電源，在沒有市電的情況下，交直流供電自動(dòng)切換，確保系統(tǒng)在停電時(shí)能繼續(xù)工作。</p>

36、<p>　　將前端警情采集和控制模塊安裝在用戶家里需要防范的部位，例如門窗、陽臺(tái)、臥室等。在通常情況下，此防盜報(bào)警系統(tǒng)是處于撤防狀態(tài)。當(dāng)用戶離家時(shí)，把系統(tǒng)置于布防工作模式，安裝在不同位置無線門磁傳感器、無線熱釋紅外探測(cè)器、無線氣體傳感器、溫濕度傳感器不斷地進(jìn)行采集，并對(duì)從各個(gè)探測(cè)器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。當(dāng)在警戒范圍內(nèi)一旦有人入侵時(shí)或者家中發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時(shí)，與之相對(duì)應(yīng)的、防盜報(bào)警探測(cè)器無線發(fā)射電路啟動(dòng)發(fā)射，無線接收模塊在接收

37、到無線信號(hào)后向主控單元單片機(jī)發(fā)中斷請(qǐng)求。主控單元的單片機(jī)響應(yīng)中斷后，讀出發(fā)來報(bào)警信號(hào)的傳感器編碼確定是那個(gè)傳感器發(fā)現(xiàn)了異常，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，以引起周圍人的注意。若一分鐘后報(bào)警信號(hào)沒有解除，由GSM短信模塊向預(yù)先設(shè)置好的報(bào)警號(hào)碼進(jìn)行短信報(bào)警，報(bào)警號(hào)碼可以是用戶本人，也可以是公安或武警消防部門，短信內(nèi)容可以顯示出報(bào)警的內(nèi)容、具體地址及聯(lián)系人等信息。當(dāng)人們外出，家中長期處于無人狀態(tài)時(shí)，家里就很容易成為小偷偷盜的目標(biāo)，家主可以在特定的時(shí)間通

38、過手機(jī)短信遠(yuǎn)程控制語音芯片錄音的播放錄音和燈光的開關(guān)，以此來模擬出家中有人的效果，以迷惑踩點(diǎn)的小偷，使其主動(dòng)放棄偷盜，達(dá)到主動(dòng)防御的目的。最終</p><p>　　圖2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　第三章 系統(tǒng)各功能子模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)主控模塊由時(shí)鐘電路、防盜信息采集與處理模塊、GSM終端通信模塊、主控單片機(jī)STC89C52、家電控制模塊

39、和鍵盤顯示模塊等構(gòu)成。GSM短信息模塊依靠現(xiàn)在完善的GSM網(wǎng)絡(luò)提供先外報(bào)警的傳輸，短信控制的功能。STC89C52單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它承擔(dān)著對(duì)各功能子模塊的控制，短信息的發(fā)送和接收等任務(wù)。本章主要介紹各個(gè)主要模塊的原理及其軟硬件設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.1 核心處理器STC89C52單片機(jī)</p><p>　　單片機(jī)是一塊硅片上集成了微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM， RO

40、M， EPROM)和各種輸入、輸出接口(定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行I/O、串行口、A/D轉(zhuǎn)換器及脈沖調(diào)制器PWM等)的微控制芯片。</p><p>　　本系統(tǒng)所選用單片機(jī)為臺(tái)灣宏晶公司生產(chǎn)的STC89C52。STC89C52單片機(jī)是與INTEL MCS-51系列單片機(jī)完全兼容的一種高性能低功耗的8位微控制器，它采用CMOS工藝制造，具有40個(gè)引腳，片內(nèi)帶8KB的可編程的閃存(Flash programmable and

41、 erasable read only memory)作程序存儲(chǔ)器；片內(nèi)帶256字節(jié)RAM；提供32條I/0引腳，大部分引腳都可作數(shù)字和脈沖輸入或輸出；3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，其中直接提供外部中斷處理可使用P3：2(INTO)或P3.3(INT1)；1個(gè)全雙工可編程標(biāo)準(zhǔn)串行口，其引腳為P3.0(RXD)和P3.1(TXD)；時(shí)鐘頻率可達(dá)0～24MHz；具有睡眠狀態(tài)，指令系統(tǒng)與8031指令系統(tǒng)完全兼容。 STC89C52的內(nèi)部結(jié)

42、構(gòu)圖如圖3-1所示。</p><p>　　除上述技術(shù)性能外，它還有價(jià)格低廉，功耗低保密性強(qiáng)，應(yīng)用方便、靈活等特點(diǎn)。STC89C52為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種高效靈活的解決方案。用STC提供的STC-ISP.exe。工具可以將程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)，程序燒寫非常方便，故采用TC89C52單片機(jī)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心是較佳的選擇。</p><p>　　3.2 無線傳輸模塊設(shè)計(jì)</p>

43、;<p>　　在傳統(tǒng)的安全防范工程中，均采用有線的方式連接報(bào)警探頭和防盜報(bào)警主機(jī)，這種方式可靠性高，但由于受傳輸距離、布線、可變性等多種因素的制約，局限性很強(qiáng)，給工程安裝帶來很大的困難，而采用無線信號(hào)收發(fā)模塊可在保證可靠性的基礎(chǔ)上很大程度上方便了系統(tǒng)的施工。PT2262/PT2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造。本設(shè)計(jì)采用芯片PT2262/PT2272，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地

44、址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，能用于無線遙控發(fā)射電路[4]。  </p><p>　　編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳

45、也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。如果發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下，PT2262不接通電源，則17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平，期間315MHz高頻發(fā)射電路起振，發(fā)射等幅高頻信號(hào)，17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，因此高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，以此對(duì)高頻電路完成幅度

46、鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。PT2262/2272特點(diǎn)：CMOS工藝制造，功耗低，外部元器件比較少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬：2.6～15v ，數(shù)據(jù)可達(dá)6位，地址碼可達(dá)531441種。應(yīng)用范圍廣：車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具等.其外圍電路圖如圖3.2和圖3.3 示。</p><p>　　圖3.2 PT2262外圍電路圖</p><p>　　圖3.3 P

47、T2272 外圍電路圖    </p><p>　　圖3.4是從超再生接收模塊信號(hào)輸出腳上截獲的一段波形，可以明顯看到，圖的上半部分是一組一組的字碼，每組字碼之間有同步碼隔開，所以用單片機(jī)軟件解碼時(shí)，程序只要判斷出同步碼，再對(duì)后面的字碼進(jìn)行脈沖寬度識(shí)別即可。圖下部分是放大的一組字碼：一個(gè)字碼由12位AD碼組成，每個(gè)AD位用兩個(gè)脈沖來代表：兩個(gè)窄脈沖表示“0”；兩個(gè)寬脈沖表示

48、“1”；一個(gè)窄脈沖和一個(gè)寬脈沖表示“F”也就是地址碼的懸空（如圖3.5所示）  2262每次發(fā)射時(shí)至少發(fā)射4組字碼，2272只有在連續(xù)兩次檢測(cè)到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會(huì)把數(shù)據(jù)碼中的“1”驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動(dòng)VT端同步為高電平。因無線發(fā)射的特點(diǎn)，第一組字碼非常容易受零電平干擾，往往會(huì)產(chǎn)生誤碼，所以程序可以丟棄處理[4]。</p><p>　　圖3.4 超再生模塊輸出信號(hào)的一段波

49、形</p><p>　　圖3.5 PT2272的三種狀態(tài)</p><p>　　PT2272解碼芯片有著不同的后綴來表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)，一直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平為瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是否發(fā)射對(duì)應(yīng)，可以用在類似點(diǎn)動(dòng)的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采

50、用4路并行數(shù)據(jù)時(shí)（PT2272-M4)，相對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8位，當(dāng)采用6路的并行數(shù)據(jù)時(shí)(PT2272-M6)，對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位。 </p><p>　　PT2262/2272芯片的地址編碼設(shè)定和修改。在通常使用中，我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時(shí)編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1～8腳為地址設(shè)定腳，有懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)選擇，3的8次方為6561，因

51、此地址編碼不重復(fù)度為6561組，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，方可配對(duì)使用，廠家便于生產(chǎn)管理，出廠時(shí)遙控模塊的PT2262和PT2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想更改地址編碼，只將PT2262和PT2272的1～8腳設(shè)置相同即可， 例如將發(fā)射機(jī)的PT2262的第1腳接地第5腳接正電源，其余引腳懸空，則接收機(jī)的PT2272只要也第1腳接地第5腳接正電

52、源，其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。而當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的D1～D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí)VT端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。用戶可將這些信號(hào)加一級(jí)放大來驅(qū)動(dòng)繼電器、功率三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開關(guān)操縱。便于修改地址碼。下圖圖3.6我們以超再生插針式接收板A-L4的跳線區(qū)為例。</p><p>　　圖3.6 超再生插針式接收板</p><p>　　可以看到,跳線區(qū)是

53、由三排焊盤組成,中間的8個(gè)焊盤是PT2272解碼芯片的第1～8腳,最左邊有1字樣的是芯片的第一腳,最上面的一排焊盤上標(biāo)有L字樣,表示和電源地連同,如果用萬用表測(cè)量會(huì)發(fā)現(xiàn)和PT2272的第9腳連同。</p><p>　　盤上有H字樣,表示和正電源連同,當(dāng)用萬用表測(cè)量會(huì)發(fā)現(xiàn)和PT2272的第18腳連同.所謂的設(shè)置地址碼就是用焊錫將上下相鄰的焊盤用焊錫橋搭短路起來，例如將第一腳和上面的焊盤L用焊錫短路后就相當(dāng)于將PT2

54、272芯片的第一腳設(shè)置為接地，同理將第一腳和下面的焊盤H用焊錫短路后就相當(dāng)于將PT2272芯片的第一腳設(shè)置為接正電源，如果什么都不接就是表懸空。</p><p>　　設(shè)置地址碼的原則是：同一系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)依靠不同的地址碼加以區(qū)分。設(shè)置什么樣的地址碼完全隨客戶而定。PT2262和PT2272除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻也必須匹配，不然接收距離會(huì)變近甚至無法接收，隨著技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)上出現(xiàn)一批兼

55、容芯片，但實(shí)際使用中只要對(duì)振蕩電阻稍做改動(dòng)就能配套使用。</p><p>　　3.3 防盜傳感器設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 門磁傳感器</p><p>　　門磁傳感器用來監(jiān)控門和窗的開關(guān)狀態(tài)，它由傳感器和無線發(fā)射模塊兩部分組成。門磁就是接近開關(guān)的一種（如圖3.7為門磁傳感器實(shí)物圖，圖3.8為工作電路圖）?？梢允枪怆姷?，也可以是永磁的，但光電的成本很高。

56、永磁的原理和繼電器的原理一樣，當(dāng)門磁相對(duì)應(yīng)時(shí)，因永磁體與報(bào)警器的開關(guān)相互吸引使開關(guān)處于斷開位置，當(dāng)門磁分開時(shí)，報(bào)警器的開關(guān)因無磁體吸引受內(nèi)部彈簧的拉力影響，使開關(guān)閉合，報(bào)警器工作，產(chǎn)生報(bào)警。門磁傳感器一般安裝在門窗內(nèi)側(cè)的上方，但要注意無線發(fā)射器和磁塊相互對(duì)準(zhǔn)、相互平行，間距不大于15毫米。當(dāng)門窗被人非法打開后，門磁傳感器馬上發(fā)射特定的無線電波，向主機(jī)報(bào)警。門磁的無線報(bào)警信號(hào)可以在開闊地傳輸200米，在一般住宅中也能傳輸20米。門磁采用省

57、電設(shè)計(jì)，當(dāng)門關(guān)閉時(shí)它不發(fā)射無線電信號(hào)，此時(shí)耗電只有幾個(gè)微安，當(dāng)門被打開，立即發(fā)射1秒左右的無線報(bào)警信號(hào)，然后自行停止，這時(shí)就算門一直打開也不會(huì)再發(fā)射了，便是為了防止發(fā)射機(jī)連續(xù)發(fā)射信號(hào)造成內(nèi)部電池壽命耗盡，影響報(bào)警[5]。</p><p>　　門磁傳感器較小的部件為永磁體，內(nèi)部有一塊永久磁鐵，用來產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，較大的是無線門磁主體，它內(nèi)部有一個(gè)常開型的干簧管，當(dāng)永磁體和干簧管靠得很近時(shí)(小于5毫米)，由于磁鐵的吸

58、引力作用，門磁傳感器的報(bào)警開關(guān)處于斷開狀態(tài)，門磁傳感器不發(fā)生報(bào)警；當(dāng)永磁體離開干簧管一定距離后干簧管閉合，這個(gè)變化會(huì)觸發(fā)三極管導(dǎo)通，PT2262編碼集成電路加電工作，門磁傳感器立即發(fā)射包含地址編碼和自身識(shí)別碼315MHZ的高頻無線電信號(hào)，接收板通過識(shí)別這個(gè)無線電信號(hào)的地址編碼來判斷是否屬于同一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的，然后根據(jù)自身數(shù)據(jù)碼，確定是哪一個(gè)傳感器。</p><p>　　圖3.7 門磁傳感器實(shí)物圖</p>

59、;<p>　　圖3.8 門磁傳感器電路圖</p><p>　　3.3.2 熱釋紅外線探測(cè)器</p><p>　　熱釋電紅外線探測(cè)器和有線熱釋紅外線探測(cè)器原理是一樣的（如圖3.9為實(shí)物圖，3,10工作電路圖），只不過是在上面加了一個(gè)無限發(fā)射模塊，方便安裝，省去了用戶布線的麻煩，下面主要介紹熱釋紅外線探測(cè)器工作的主要原理。</p><p>　　熱釋電紅

60、外傳感器是一種能檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器。早在1938年，早在1938年,提出利用熱釋電紅外輻射的探測(cè)效果,但沒有受到重視,直到六十年代，隨著激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，才又推動(dòng)了對(duì)熱釋電效應(yīng)的研究和對(duì)熱釋電晶體的應(yīng)用。目前，熱釋電晶體已廣泛用于紅外光譜儀、紅外遙感以及熱輻射探測(cè)器，它可以作為紅外激光的一種較理想的探測(cè)器。它目標(biāo)正在被廣泛的應(yīng)用到各種自動(dòng)化控制裝置中。</p><p>　　圖3.

61、9 熱釋電傳感器實(shí)物圖</p><p>　　圖3.10 熱釋電傳感器</p><p>　　在自然界，任何高于絕對(duì)溫度的物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的。熱釋電效應(yīng)是指如果使某些強(qiáng)介電質(zhì)材料的表面溫度發(fā)生變化，則隨著溫度的上升或下降，材料表面發(fā)生極化，即表面上就會(huì)產(chǎn)生電荷的變化，從而使物質(zhì)表面電荷失去平衡，最終電荷變化將以電壓或電流形式輸出。熱釋電紅

62、外傳感器的原理是有些電介質(zhì)具有強(qiáng)烈的自發(fā)極化效應(yīng)，受到熱輻射而產(chǎn)生溫度變化時(shí)，其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷變化。</p><p>　　熱釋電紅外傳感器，通過接收移動(dòng)人體發(fā)射出的特定波長的紅外線，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為和人體運(yùn)動(dòng)速度、距離、方向等有關(guān)的低頻電信號(hào)。傳感器的電壓響應(yīng)度與入射光輻射變化的頻率成反比，當(dāng)恒定不變的紅外輻射照射在探測(cè)器上時(shí)，探測(cè)器沒有電信號(hào)輸出，所以恒定的紅外輻射不能被檢測(cè)到；而物體移動(dòng)速度越快，同樣的入射功

63、率下，輸出電壓就會(huì)愈小，只有報(bào)警閡值電平達(dá)到時(shí)，探測(cè)器才會(huì)有電壓信號(hào)輸出。根據(jù)此特性，選熱釋電紅外探測(cè)器在盜情信號(hào)的檢測(cè)也適用。當(dāng)人進(jìn)入警戒區(qū)，環(huán)境溫度輻射場(chǎng)就會(huì)變化。菲涅爾透鏡可以知道，熱釋電紅外探頭感應(yīng)到的是背景溫度與人體溫度的差異信號(hào)，就在負(fù)載電阻上產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，電信號(hào)的大小，由敏感元件溫度變化的快慢決定。通過狀態(tài)控制器與后級(jí)比較器與產(chǎn)生相應(yīng)輸出信號(hào)[6]。</p><p>　　在熱釋電紅外探測(cè)器中，會(huì)用

64、到兩個(gè)關(guān)鍵性的器件，一個(gè)是熱釋電紅外傳感器，它可以將紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，同時(shí)對(duì)自然界中的白光信號(hào)具有抑制作用。另一個(gè)是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡是一種由塑料制成的特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡，它有兩個(gè)作用，一個(gè)是聚焦作用，即將熱釋紅外信號(hào)折射或反射到熱釋電紅外傳感器上，另一個(gè)作用是將警戒區(qū)域劃分若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入警戒區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在傳感器上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)，這樣傳感器就能產(chǎn)生變化的電信號(hào)。用它來配合熱釋電紅外線傳感器，

65、以達(dá)到提高接收靈敏度。熱釋電紅外探測(cè)器電路采用的器件包括熱釋電紅外傳感器RE200B、紅外傳感信號(hào) 處理器BISS0001及一些外圍元件。</p><p>　　這里采用紅外探測(cè)器是RE200B雙元件型熱釋電紅外傳感器。在這種傳感器內(nèi)部，兩個(gè)敏感元件反相連接，當(dāng)人體靜止，兩元件極化程度相同，相互抵消。當(dāng)人移動(dòng)時(shí)，兩元件極化程度不相同，凈輸出電壓不為0，從而達(dá)到探測(cè)移動(dòng)人體的目的。在管殼頂端裝有濾光鏡片和窗口，用來

66、選擇接收不同波長的光。在窗口上裝濾光鏡是使不要的紅外線不能進(jìn)入傳感器。一般熱釋電紅外傳感器在光譜范圍內(nèi)的敏感度是相當(dāng)平坦的，并且可見光不能將其影響。通常用的是硅質(zhì)聚乙烯材料的濾光鏡，它能以不接觸形式檢測(cè)出物體放射出的紅外線的能量變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。將菲涅爾透鏡裝在傳感器探頭的前部，和熱釋紅外線傳感器的使用相配合，可以接收靈敏度提高，監(jiān)測(cè)范圍得到擴(kuò)大。</p><p>　　熱釋紅外電處理芯片BISS000

67、1是一種集成電路，對(duì)傳感信號(hào)處具有較好的性能。BISS0001，它由狀態(tài)控制器，運(yùn)算放大器,狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ玫募呻娐穂7]。有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，它可以和多種傳感器匹配，對(duì)信號(hào)預(yù)處理。另外它還具有雙向鑒幅器，能有效抑制干擾。它用少量外接元器件和熱釋電紅外傳感器構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。</p><p>　　本課題還涉及到煙霧傳感器（如圖3.11為煙霧傳感器

68、實(shí)物圖，3.12為工作電路圖），</p><p>　　圖3.11 煙霧傳感器實(shí)物圖</p><p>　　圖3.12 煙霧傳感器電路圖</p><p>　　煙霧傳感器是通過監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)進(jìn)行防范的，其內(nèi)部采用離子式煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作可靠的傳感器，被廣泛應(yīng)用到各種消防報(bào)警系統(tǒng)中，性能優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報(bào)警器。 </p&

69、gt;<p>　　它的內(nèi)外電離室里面有放射源镅，電離產(chǎn)生的正負(fù)離子，在電場(chǎng)的作用下分別向正負(fù)電極移動(dòng)。正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。旦凡有煙霧逃到外電離室。影響了帶電粒子的正常運(yùn)動(dòng)，電流，電壓就會(huì)有變化，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是無線發(fā)射器發(fā)出無線報(bào)警信號(hào)，告知接收人，將報(bào)警信號(hào)傳發(fā)送出去。煙霧傳感器在城市安防、小區(qū)，公司、學(xué)校、家庭、倉庫、石油、化工、燃?xì)廨斉涞缺姸囝I(lǐng)域廣泛應(yīng)用</p>

70、<p>　　如圖3.13所示是本系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖</p><p>　　圖3.13 系統(tǒng)流程圖</p><p>　　3.4 無線緊急按鈕</p><p>　　防暴緊急按鈕是設(shè)在暗處的，用于當(dāng)有搶匪或家中出現(xiàn)其他緊急情況時(shí)，可以按下并發(fā)出求救報(bào)警短信的一種裝置。在沒用使用防爆緊急按鈕時(shí)，PT2262的花腳處于高電平狀態(tài)，不會(huì)觸發(fā)報(bào)警。當(dāng)按下防爆緊急按鈕

71、時(shí)，PT2262的TE腳先被連到低電平，引發(fā)PT2262向主機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，主機(jī)經(jīng)過查詢把對(duì)應(yīng)的報(bào)警短信發(fā)送出去。</p><p><b>　　3.5 時(shí)鐘電路</b></p><p>　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘為系統(tǒng)提供時(shí)鐘和日歷的功能。過去多用并行接口的時(shí)鐘芯片，如DS12887等，它們可以滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的需要，但是這些實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片與單片機(jī)的接口復(fù)雜、占用接口多且芯片體積

72、大占用空間多，本系統(tǒng)中采用的是Dallas公司生產(chǎn)的DS1302，該芯片是一種高性能、低功耗、附加31字節(jié)靜態(tài)RAM的時(shí)鐘芯片，可通過簡單的串行總線與單片機(jī)進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，對(duì)于小于31天的月，月末的日期可自動(dòng)調(diào)整，還具有閏年補(bǔ)償功能，有效日期是至2100年[8]。有12小時(shí)或24小時(shí)方式計(jì)時(shí)，采用雙電源(主電源和備用電源)供電，備用電源充電方式能設(shè)置，芯片為8引腳小型DIP封裝。</p>

73、<p>　　為后備電源為VCC1，主電源為VCC2。在主電源關(guān)閉的情況下，時(shí)鐘也能保持連續(xù)運(yùn)行。VCCl或VCC2兩者中的較大者為DS1302供電。振蕩源為X1， X2，外接32.768KHz晶振。RST為復(fù)位片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種攻能：(1)RST接到控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；(2)RST提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有

74、的數(shù)據(jù)傳送便初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中置RST為低電平，則馬上終止此次數(shù)據(jù)的傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，必須保持RST為低電平。只有在SCL是低電平，RST才能置為高電平。為時(shí)鐘輸入端為SCL，雙向串行數(shù)據(jù)輸入輸出端為I/O，在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位 位0開始。同時(shí)，緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCL脈沖的下降沿讀出DS 1302的

75、數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)同樣也是從低位0位開始至高位7位的。</p><p>　　DS1302的控制字節(jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果為0。，則數(shù)據(jù)不能被寫入到DS1302中。位6為0，表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址：最低有效位(即位0)如為0表示進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。</p><p>　　3.6 單片機(jī)

76、與短信模塊串口通信設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)與JB35G短信模塊的通信是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分，它承擔(dān)著向外報(bào)警通信，通過短信控制的功能。通信方法通常有兩種：串行通信一級(jí)并行通信。串行通信，指數(shù)據(jù)字節(jié)一位一位串行的傳送，通過串行接口實(shí)現(xiàn)。串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的缺點(diǎn)是傳送數(shù)據(jù)要比并行口慢，但能節(jié)省不少傳送線。特別是當(dāng)傳送數(shù)據(jù)位很多和遠(yuǎn)距離傳送時(shí)，這一優(yōu)點(diǎn)更加突出，串行通信只用很少幾根信號(hào)線完成信號(hào)的傳送。并行通信是指

77、數(shù)據(jù)字節(jié)的各位同時(shí)發(fā)送，通過并行接口實(shí)現(xiàn)。它的特點(diǎn)就是傳輸速度快、控制簡單，但是由于傳輸占用接口線多，長距離傳輸時(shí)成本高且接收方的各位同時(shí)接收存在困難。</p><p>　　根據(jù)信息的傳送方向，串行通信可以分為單工、半雙工和全雙工三種。單工就是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個(gè)方向，不能實(shí)現(xiàn)反向傳輸；半雙工就指數(shù)據(jù)傳輸可以沿兩個(gè)方向，但需要分時(shí)進(jìn)行；全雙工兩個(gè)站可以同時(shí)雙向發(fā)送接收。串行通信依照通訊方式又可以分為同步通訊和異步

78、通訊。 JB35G移動(dòng)通信模塊的通信方式為異步通訊，因此設(shè)計(jì)時(shí)要用異步通訊方式才能和模塊匹配，字符數(shù)據(jù)的傳遞格式是由異步串行通訊規(guī)定，每個(gè)數(shù)據(jù)都以相同的幀格式傳送。每一幀信息由起始位，數(shù)據(jù)位，奇偶校驗(yàn)位和停止位組成。STC89C52單片機(jī)有一個(gè)工作在異步通訊方式下的全雙工串行口。全雙工的串行通訊只需要一根輸出線和一根輸入線。STC89C52單片機(jī)的串口僅占用了單片機(jī)的P3.0(10腳)和P3.1(11腳)，分別為接收端RXD和發(fā)送端TX

79、D。 </p><p>　　單片機(jī)串口的初始化程序如下：</p><p>　　Vode Init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0X20；//設(shè)置串口波特率為%00，定時(shí)器工作方式為方式2</p><p&g

80、t;　　TLI=OXFD；TH1=OXFD；//裝入TI初值</p><p>　　TR1=1； //啟動(dòng)定時(shí)器TI</p><p>　　REN=1；//啟動(dòng)串行口接收</p><p>　　SMO=0；//設(shè)置串行口，串口的工作方式為方式1</p><p><b>　　SM1=1；</b></p><p

81、>　　PCON=0X00； //波特率不倍增</p><p>　　IE=0X90；//開串口中斷</p><p><b>　　}</b></p><p>　　第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)中除了必要的硬件外，同

82、樣也離不開軟件，能夠直接被單片機(jī)執(zhí)行的是機(jī)器語言，但是機(jī)器與不便于讀寫和編寫。早期在研制單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，大多以匯編語言作為軟件工具，而后期廣泛采用的是c語言，這是因?yàn)閏語言是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，可讀性和可移植性都非常好，采用c語言編寫單片機(jī)應(yīng)用程序的周期短，而且調(diào)試和排錯(cuò)也比較簡單。所以常用的單片機(jī)編程語言是匯編語言和c語言。本文用到的STC89C52單片機(jī)支持匯編語言、C語言或者二者的混合語言編寫程序。為了提高編寫程序的效率，

83、改善程序的可讀性和可移植性，我們采用C語言作為開發(fā)軟件。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)主程序</p><p>　　作為智能防盜系統(tǒng)核心的主控單元單片機(jī)主要完成接收各監(jiān)控子功能模塊發(fā)送過來的信息，并通過串口與GSM通信模塊發(fā)送相應(yīng)的短信息到用戶的手機(jī)；還有就是通過接收到的GSM通信模塊發(fā)來的信息進(jìn)行解析工作，根據(jù)信息的內(nèi)容對(duì)控制執(zhí)行子功能模塊進(jìn)行相應(yīng)的操作。</p>&l

84、t;p>　　當(dāng)系統(tǒng)上電或者復(fù)位時(shí)，單片機(jī)開始運(yùn)行主程序，主程序首先完成I/O口、液晶顯示、串口、定時(shí)器、時(shí)鐘、開放外部中斷及串口中斷等初始化設(shè)置，然后執(zhí)行讀溫濕度、讀時(shí)鐘和鍵盤掃描子程序并在液晶屏上顯示。之后系統(tǒng)開始等待中斷，在單片機(jī)相應(yīng)中斷后進(jìn)入各自的中斷服務(wù)子程序。各個(gè)防盜監(jiān)控模塊通過外部中斷0申請(qǐng)中斷，發(fā)送接收短消息通過串口中斷進(jìn)行。（主程序見附錄一）</p><p>　　4.3 中斷服務(wù)子程序的設(shè)

85、計(jì)</p><p>　　4.3.1 外部中斷0子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)報(bào)警主機(jī)的無線接收模塊在接收無線傳感器發(fā)來的報(bào)警信號(hào)后，通過外部中斷0向單片機(jī)申請(qǐng)中斷，單片機(jī)在相應(yīng)中斷后，進(jìn)入外部中斷。的服務(wù)子程序。其流程圖如圖4.1所示。</p><p>　　根據(jù)用戶的需要，系統(tǒng)主要有布防和撤防兩種狀態(tài)，單片機(jī)通過檢測(cè)布防按鍵的開關(guān)狀態(tài)來判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)。&

86、lt;/p><p>　　當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，系統(tǒng)處于布防狀態(tài)，系統(tǒng)在完成I/0口、液晶顯示、串口、定時(shí)器、時(shí)鐘等初始化設(shè)置后，在液晶屏上顯示室內(nèi)的溫濕度和實(shí)時(shí)時(shí)鐘，然后系統(tǒng)就開始等待中斷請(qǐng)求，根據(jù)中斷優(yōu)先級(jí)判斷中斷請(qǐng)求源。當(dāng)是外部中斷時(shí)，單片機(jī)響應(yīng)中斷，單片機(jī)讀出PT2272數(shù)據(jù)碼，確定是哪個(gè)傳感器出現(xiàn)了報(bào)警，本地發(fā)聲光報(bào)警，引起周圍人的注意，延時(shí)并發(fā)相應(yīng)的短信通知家主。</p><p>　　布防接

87、口是高電平時(shí)，系統(tǒng)處于撤防狀態(tài)，系統(tǒng)完成初始化之后，只在液晶屏上顯示室內(nèi)溫濕度和實(shí)時(shí)時(shí)鐘，單片機(jī)在響應(yīng)報(bào)警中斷后，不做報(bào)警處理，直接跳出中斷[9]。</p><p>　　4.3.2 串口中斷子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　STC89C52通過串口對(duì)外設(shè)進(jìn)行控制的方式有程序查詢方式和中斷處理方式兩種。在程序查詢方式下，單片機(jī)通過端口指令詢問指定外設(shè)當(dāng)前的狀態(tài)，如果外設(shè)準(zhǔn)備就緒，則進(jìn)行數(shù)據(jù)的

88、輸入或輸出，否則單片機(jī)等待，循環(huán)查詢。不過單片機(jī)通常處于等待狀態(tài)，工作效率很低等是這種方式的最大缺點(diǎn)。在中斷處理方式之下，單片機(jī)不再被動(dòng)等待，而是還可以執(zhí)行其他程序，一旦外設(shè)為數(shù)據(jù)交換準(zhǔn)備就緒，便向單片機(jī)提出服務(wù)請(qǐng)求，單片機(jī)響應(yīng)了此請(qǐng)求，便暫時(shí)停止執(zhí)行當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行與該請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的服務(wù)程序，完成一以后再執(zhí)行原來被中斷的程序。中斷處理方式的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的，它不僅為單片機(jī)省去了查詢外設(shè)狀態(tài)和等待外設(shè)就緒所花費(fèi)的時(shí)間，大大提高單片機(jī)的工作

89、效率，而且也滿足了外設(shè)的實(shí)時(shí)要求。但需要為每個(gè)通信設(shè)備分配一個(gè)中斷請(qǐng)求號(hào)和相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。</p><p>　　本課題采用的是單片機(jī)按中斷方式接收串口數(shù)據(jù)，這樣設(shè)計(jì)用來提高單片機(jī)利用的效率及響應(yīng)的及時(shí)性。串行口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，采用中斷方式可以大大節(jié)省，單片機(jī)資源。</p><p><b>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　

90、　本系統(tǒng)的調(diào)試分為軟件調(diào)試，硬件調(diào)試、綜合調(diào)試三大部分。經(jīng)過初分析設(shè)計(jì)后，在制作硬件電路的同時(shí)，調(diào)試也在進(jìn)行。這樣便有利于問題的分析和解決，不會(huì)造成問題的累積，而不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小問題而影響對(duì)整體電路的檢查，則可以節(jié)約很多的調(diào)試時(shí)間。軟件編程中，首先，完成單元功能模塊的調(diào)試，再進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，大體上與硬件調(diào)試的方法差不多，最后進(jìn)行綜合調(diào)試[10]。</p><p><b>　　5.1 硬件調(diào)試</b&

91、gt;</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)模塊包括單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的監(jiān)控模塊和GSM通信模塊JB35 G。為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，硬件的調(diào)試工作非常重要。具體步驟如下：</p><p>　　第一步，檢查實(shí)驗(yàn)電路的焊接是否正確，用萬用表檢查是否有短路和斷路的地方，查看各主要元件的型號(hào)是否匹配，電解電容、二極管、三極管極性是否正確等。</p><p>　　第二步，電源連接好

92、，靜態(tài)檢查STC89C52芯片和各芯片和的電源和地線是否正常，各芯片輸入輸出電壓是否是符合理論值。</p><p>　　第三步，調(diào)試程序用下載線寫到單片機(jī)，看單片機(jī)能否正常工作，反復(fù)的檢查硬件和程序，查找原因，及時(shí)解決問題。</p><p>　　第四步，利用串口調(diào)試軟件，對(duì)短信模塊調(diào)試，掌握對(duì)短信模塊的基本配置和發(fā)送和接收短信的基本指令。</p><p>　　5.1

93、.1 探測(cè)器調(diào)試</p><p>　　探測(cè)器硬件部分調(diào)試相對(duì)較簡單，主要是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定給每個(gè)探測(cè)器設(shè)定正確的地址碼和數(shù)據(jù)碼，然后再測(cè)試收發(fā)電路是否正常工作，PT2262/PT2272是否能進(jìn)行正確的編解碼。在此，我們將PT2262/PT2272的地址全部設(shè)置為10000000，將PT2262的數(shù)據(jù)碼設(shè)置為1010。系統(tǒng)電源接通，將發(fā)射端的PT2262的引腳，測(cè)試結(jié)果為1010。更改PT2262數(shù)據(jù)碼，再多次用

94、萬用表測(cè)量PT2272數(shù)據(jù)輸出，皆能獲得與PT2262數(shù)據(jù)碼相同的輸出，因此來判定收發(fā)電路工作正常，能夠正確接收315MHz無線信號(hào)。</p><p>　　5.1.2 短信模塊調(diào)試</p><p>　　首先在JB35G上的SIM卡座內(nèi)括入一張?zhí)柎a為159000000000的SIM卡。給JB35G上電開機(jī)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。然后將計(jì)算機(jī)的COM1串口通過隨JB35G附帶的串口電纜，連到JB35

95、G的RS232串口.上，打開串口調(diào)試助手。在串口調(diào)試助手中的“串口選擇”選中的COMl ，“波特率”=9600，“奇偶校驗(yàn)”=無NONE，“數(shù)據(jù)位”=8，“停止位”=1。</p><p>　　單擊串口調(diào)試助手的“打開串口”按鈕，串口調(diào)試助手上一個(gè)紅色的指示燈亮了，說明JB35G己成功的連接到計(jì)算機(jī)的COM1上。在串口調(diào)試助手的發(fā)送區(qū)輸入" 23313337363638343933313123"

96、，再按“手動(dòng)發(fā)送”按鈕，這時(shí)我們能在號(hào)碼為159****手機(jī)上收到JB35G發(fā)來的短信，這說明可以通過串行口成功的控制JB35G發(fā)送短信息。</p><p>　　以向手機(jī)15900000000 發(fā)中文信息“你好”為例介紹：</p><p>　　首先計(jì)算或查表得到“短信”的UNICODE編碼為：4D8B（短），2CD3（信）；</p><p>　　向GSM MODEM

97、下發(fā)數(shù)據(jù)幀：</p><p>　　AA 02 31 35 39 38 35 31 34 37 31 35 32 4D 8B 2C D3</p><p>　　GSM MODEM可能返回以下信息：</p><p>　　AA 01‘ERROR’短信未從GSM MODEM送出，可能是未登錄網(wǎng)絡(luò)或SIM卡故障。</p><p>　　AA 01‘OK’短

98、信已從GSM MODEM 送出，但未送達(dá)短信中心，可能是線號(hào)質(zhì)量差或者是天線連接不好。</p><p>　　AA 01‘SEND OK’短信已送達(dá)短信中心，并且短信中心已經(jīng)下發(fā)給接收方。</p><p>　　AA 01‘SUCCESS 15900000000:0304111023123203041110231532’接收方已經(jīng)收到短信。</p><p>　　AA 0

99、1‘FAILURE 15900000000:0304111023123203041110231532’短信中心未能將短信送達(dá)接收方或接收方已收到短信，但其給短信中心的回應(yīng)短信中心沒有收到。</p><p>　　由于HRH GSM Modem 內(nèi)嵌高可靠性的GSM引擎（GSM Cellular Engine）和51單片機(jī)系統(tǒng)（MCS51），標(biāo)準(zhǔn)串行接口和精簡的軟件接口協(xié)議將用戶從繁雜的GSM通信</p>

100、<p>　　標(biāo)準(zhǔn)解析和調(diào)試中解脫出來，其協(xié)議是: 一 ‘A’表示ASCII字符A，00或00H表示16進(jìn)制數(shù)據(jù)00；二 幀結(jié)構(gòu)：幀頭（固定為0AAH）+指令碼+數(shù)據(jù)。GSM MODEM要求12V/500mA供電，與計(jì)算機(jī)或單片機(jī)通過串行通信，波特率9600bps，通過SIM卡座來安裝SIM卡。GSM Modem 有收發(fā)短信，借助短信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程小批量數(shù)據(jù)傳輸；語音通話（GSM電話）；數(shù)傳模式實(shí)現(xiàn)無線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信；無線上網(wǎng)（自動(dòng)

101、應(yīng)答型）等這些功能。</p><p><b>　　5.2 軟件調(diào)試</b></p><p>　　對(duì)于本系統(tǒng)而言，軟件所實(shí)現(xiàn)的功能比較多，主要采用c語言編程，軟件的調(diào)試比較繁瑣。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求編寫了軟件后，經(jīng)下載線將程序下載到電路板的單片機(jī)里與硬件一起調(diào)試。由于軟件的正確運(yùn)行是建立在硬件的基礎(chǔ)上的，所以大部分軟件的調(diào)試是和硬件部分穿插進(jìn)行的。</p>

102、<p><b>　　5.3 綜合調(diào)試</b></p><p>　　系統(tǒng)綜合測(cè)試是在各個(gè)模塊測(cè)試成功之后的聯(lián)合測(cè)試，主要目的是測(cè)試系統(tǒng)能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。綜合調(diào)試是系統(tǒng)成功完成的關(guān)鍵，是調(diào)試過程中非常重要的部分。單片機(jī)系統(tǒng)的程序在在Keil C下編寫調(diào)試后生成hex文件，由STC.ISP下載器寫入STC89C52單片機(jī)中。然后將單片機(jī)控制模塊和GSM短信模塊通過RS232串口連接起

103、來。</p><p>　　防盜系統(tǒng)調(diào)試時(shí)先讓磁鐵傳感器處于常閉狀態(tài)。當(dāng)磁鐵突然拿開時(shí)，這時(shí)無線發(fā)射模塊開始工作，發(fā)送信息給報(bào)警主機(jī)，單片機(jī)在應(yīng)答后會(huì)自動(dòng)發(fā)短信給手機(jī)，表明家里有外人入室。</p><p>　　調(diào)試時(shí)，將固態(tài)繼電器接到指定的家用電器上，給單片機(jī)發(fā)送一條“打開電器”的短信，這時(shí)此電器打開，并且系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給手機(jī)上回一條確認(rèn)電器己打開的短信。</p><p>

104、;<b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)以單片機(jī)和GSM短信模塊為核心，設(shè)計(jì)了一種適合單個(gè)家庭使用的防盜報(bào)警系統(tǒng)。本文主要完成了以下工作：</p><p>　　(1)完成了基于單片機(jī)的家庭智能防盜系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，確定了系統(tǒng)的整體構(gòu)成和系統(tǒng)的工作過程，詳細(xì)介紹了各功能模塊的工作原理及電路設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)功能要求，編寫了相應(yīng)的單片機(jī)程序。系統(tǒng)主要是為了滿足

105、普通家庭安防的需求，以單片機(jī)和GSM短信模塊為核心，結(jié)合各種探測(cè)器，對(duì)家中的情況進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)生警情，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)短信通知家庭主人。設(shè)計(jì)采用成本很低的315MHz無線網(wǎng)絡(luò)，用戶可以根據(jù)需要選擇不同的無線防盜報(bào)警探測(cè)器，既方便系統(tǒng)的安裝、探測(cè)器的更換又使得系統(tǒng)靈活多變。</p><p>　　(2)在完成了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編寫后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。通過對(duì)系統(tǒng)短消息的發(fā)送與接收以及各功能電路調(diào)試，系統(tǒng)可以正常運(yùn)