【正文】 中不可缺少的部分。利用已經(jīng)比較成熟的移動通信技術(shù)達(dá)到遠(yuǎn)程控制報警就是在這樣的背景下產(chǎn)生的，國外一些發(fā)達(dá)國家在 遠(yuǎn)程控制報警領(lǐng)域的研究比我國起步要較早一些。 遠(yuǎn)程控制報警可以應(yīng)用的范圍相當(dāng)廣泛，無論是對住宅還是校區(qū)進(jìn)行監(jiān)控等諸多領(lǐng)域都能被廣泛的應(yīng)用，與以往的系統(tǒng)相比，其最大的優(yōu)點就是對監(jiān)控對象可以不受地域的限制，且實現(xiàn)實時的雙向通信 [1]。利用該技術(shù)，技術(shù)人員不用再親臨現(xiàn)場，能夠?qū)崿F(xiàn)對無人看守的環(huán)境進(jìn)行全天候的監(jiān)控，防止物品被盜，從而減少人力物力的浪費 [2]。 課題相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r 遠(yuǎn)程報警技術(shù)概況 遠(yuǎn)程報警技術(shù)是運用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實現(xiàn)對家庭等場所進(jìn)行遠(yuǎn)距離的檢測報警，這種技術(shù)機制的應(yīng)用對我 們來說其實很熟悉，比如說我們現(xiàn)在都熟知的汽車上安裝的遠(yuǎn)程遙控門鎖的開啟，就是利用了遠(yuǎn)程控制技術(shù)，車主利用遙控鑰匙在一個有效的距離內(nèi)就可以對車門遙控開鎖。遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以說已經(jīng)和我們現(xiàn)在的生活密不可分了，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，可以給我們得生活帶來很多的便利之處 [9]。 遠(yuǎn)程報警技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 國外一些發(fā)達(dá)國家在遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的研究比我國起步要早一些。在 20 世紀(jì)末期，曾經(jīng)就有媒體報道過日本在遠(yuǎn)程控制技術(shù)方面取得的可喜成績，開發(fā)出一種可以用手機遠(yuǎn)程控制的機器人，這種機器人可以通過手機發(fā)送的不同信息作出相應(yīng)的 動作。相比國外，我國再利用移動通信技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的研究相對較晚，隨著近些年來我國電子通信技術(shù)的快速發(fā)展 [10]。我國對遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的研究相應(yīng)的也多了起來，利用移動通信技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的便利性和重要性已經(jīng)越來越明顯 [6]。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2 第二章 總體設(shè)計 系統(tǒng)方案款圖設(shè)計 系統(tǒng)主要由各類探測傳感器。前端控制主機，無線 GSM 通信模塊， GSM 網(wǎng)絡(luò)，用戶等組成，結(jié)構(gòu)框圖如 圖 21 所示 。 圖 21 結(jié)構(gòu)框圖 探測器負(fù)責(zé)監(jiān)控警戒，探測器可安裝多個，如門磁開關(guān)，煙霧探測器，煤氣探測器等?？刂破髫?fù)責(zé)分析整理他側(cè)起發(fā)來的報警信息，識別警情類型，并利用串口控制 GSM模塊將相應(yīng)的報警信息通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶。 GSM 模塊選用的是德國西門子公司的 TC35i 模塊，用于建立無線通信鏈路，接收和發(fā)送報警短消息，以便再有情況發(fā)生時能夠及時的通知用戶本人。 前端控制器的核心是微處理 器 MCU， RS232 接口轉(zhuǎn)換電路等外圍電路，系統(tǒng)中微處理器選用的是 STC89C52 單片機，用于控制 GSM 模塊的相應(yīng)動作。 設(shè)計方案篩選 信息采集發(fā)送端的選擇 在通信技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟的今天，可以有多種實際可用的通信平臺以供選擇，從大的方面可以分為有線通信和無線通信兩種平臺，在無線平臺中 GSM 的通信平臺是目前覆蓋最廣，利用起來最方便，成本最低的。所以本次課題選擇了 GSM 作為信息床送的平臺，下面具體介紹一下 GSM 通信 平臺。 GSM 英文全稱為 Global System For Mobile Communications,就是現(xiàn)在已經(jīng)被我們所熟悉的全球移動通信系統(tǒng)，是移動通信領(lǐng)域當(dāng)前發(fā)展最成熟的一種通信平臺，它具華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 有以下幾個優(yōu)點： 1. 可在整個平臺覆蓋的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實現(xiàn)自動漫游，因為 GSM 通信平臺現(xiàn)在已經(jīng)在全球范圍內(nèi)被廣泛的應(yīng)用，所以 GSM 通信平臺內(nèi)的中斷可以在全球自動漫游 [11]。 2. 可以有多種業(yè)務(wù)供用戶選擇，當(dāng)然，發(fā)送和接收短信也在內(nèi)。 3. GSM 通信平臺的抗干擾能力和保密能力也相對較高。 4. 通信成本非常低廉。 5. 具有靈活，方便的 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。 正因為以上幾點的特點，考慮到傳輸速率，覆蓋范圍，成本等方面，本課題選用 GSM網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程報警的通信平臺 [1]。 GSM 模塊的選擇 GSM 模塊，是一種類似與手機的通信模塊，可以發(fā)送信息，也可以進(jìn)行通話，它擁有手機的核心部件，具備手機的很多功能。 GSM 模塊需要通過使用 AT 指令進(jìn)行控制，模塊可以和電腦通過 RS232 串口相連，也可以通過單片機進(jìn)行控制。 目前生產(chǎn) GSM 模塊的公司較多， GSM 模塊可供選擇的種類也有了很多。比如中興公司生產(chǎn)的 ZXGM18 模塊，西門子公司生產(chǎn)的 TC35 系列模塊， Ericsson 公司生產(chǎn)的 DM10 模塊等等。選擇一款性價比較高的模塊就成為了選擇的依據(jù)，很早就獲得我國無線電設(shè)備入網(wǎng)許可證的 Siemens公司生產(chǎn)的 TC35i模塊與其他模塊相比性價比最高。所以選擇 TC35i模塊作為課題的發(fā)送端模塊。 單片機的選擇 單片機作為整個系統(tǒng)的核心部件，起著至關(guān)重要的作用，應(yīng)為其他的電路都圍繞著他進(jìn)行設(shè)計，所以如何能夠更好，合理地利用片上資源，使得其可以發(fā)揮最大的功效，是電路設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。 單片機的種類很多，如何選擇一款適合本次課題的單片機，可 以考慮以下幾點在進(jìn)行選擇：其一，根據(jù)所需要完成的任務(wù)要求進(jìn)行選擇，其二，選擇單片機的時候盡量多考慮比較熟悉的單片機，這樣就可以是的在同等條件下的開發(fā)時間大大的縮短，提高工作效率。最后，還要綜合考慮開發(fā)環(huán)境，因為單片機的開發(fā)或者調(diào)試都需要仿真器系統(tǒng)，所以選擇的時候最好選擇比較熟悉的市場上比較容易仿真的，同時還要考慮加個是否合理。 STC89C52 單片機是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗，高性能 CMOS8 位微控制器，SRC89C52 單片機使用了經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多改進(jìn)，是的芯片具有傳統(tǒng) 5 單片機不具 有的功能 [3] [15]。他擁有 9 針串口，可以直接跟 GSM 模塊相連，這樣就大大減少了電平轉(zhuǎn)化帶來的麻煩和工作量，同時，我們在大學(xué)的學(xué)習(xí)階段也學(xué)習(xí)了 51 單片機， C 語言編程對單片機的控制 [14]，對 51 系列單片機可以說是非常熟華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 悉，并且 STC52 單片機應(yīng)用范圍廣，購買方 便而且價格便宜，所以針對本次課題，STC89C52 單片機是不二的選擇。 傳感器的選擇 振動探測器又可以稱為振動測量。是專門檢測振動信號的一種探測器。振動傳 感器可以把傳感器輸出的電信號變換企鵝能將其放大到觸發(fā)器所需的電平，觸發(fā)器則可 以把適調(diào)放大器輸出的電平轉(zhuǎn)化成繼電器開關(guān)狀態(tài)，探測器的核心部件是振動傳感器。其工作原理是當(dāng)檢測到機械振動信號是，能夠把檢測到的機械振動信號轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)行輸出。本系統(tǒng)采用高靈敏度振動探測器 [4]。 設(shè)計方案選定 綜上所述，本次課題將采用 STC89C52單片機作為系統(tǒng)的控制核心，單片機上面連接震動探測器，單片機的串口直接連接 TC35i模塊，加上外圍的供電電路， GSM網(wǎng)絡(luò) .系統(tǒng)的硬件連接完成，期望達(dá)到的目的就是當(dāng)振動傳感器接收到振動信號時，GSM模塊就會將一條相關(guān)的信息發(fā)送給相應(yīng)的手機 用戶。如 圖 22所示 。 圖 22 系統(tǒng)功能圖 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 STC89C52 單片機 STC89C52 芯片管腳信息 圖 31為單片機最小系統(tǒng) ，其 CPU STC89C52 芯片管腳信息如下 ： 圖 31 STC89C52 芯片管腳信息 VCC（ 40 引腳）：電源電壓 。 VSS（ 20 引腳）：接地 。 P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個漏極開路的 8 位雙 向 I/O 口。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動 8 個 TTL 負(fù)載，對端口 P0 寫入“ 1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。在 Flash ROM 編程時， P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉 到高電位，這是可用作輸入口。 P1 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流。 P2 端口（ ～ ， 21～ 28 引腳）： P2 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O端口。 P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 P3 做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。 圖 32 單片機輸入輸出串口 STC89C52 單片機外圍電路 圖 32 單片機通過串口連接 GSM 模塊 如圖 32，可以通過 RS232 直接將單片機和 GSCM 模塊的串口相連，完成數(shù)據(jù)的傳輸。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 TC35iGSM 模塊 TC35i 模塊相關(guān)電路 圖 33 TC35i 模塊相關(guān)電路 TC35i 外圍電路如上圖 33所示 電源電路分為充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分：充電電池主要為整個系統(tǒng)提