【正文】 ...... 22 外部中 斷 0 服務程序 .................................................................................... 23 第 5 節(jié) 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 ....................................................................................... 24 第 6 節(jié) 結束語 ............................................................................................................ 25 答謝辭 .......................................................................................................................... 26 附錄 A 系統(tǒng)元器件清單 附錄 B 程序清單 參考文獻 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 摘要 在 21 世紀的今天，人們生活質(zhì)量大大提高，物質(zhì)生活日漸豐富，人們更看重生活的質(zhì)量，更懂得享受生活，智能家居就應運而生了，而家用安防系統(tǒng)是智能家居領域中人們尤為關注的一塊，于是各種安防系統(tǒng)也就有了市場。 系統(tǒng)主要基于單片機與 GSM 通信技術，單片機不斷讀取外部傳感器信號量，通過串口向 GSM Modem 發(fā)送相應的 AT指令，控制 GSM Modem TC35i 做出相應的動作， 發(fā)送短信息向房主匯報家里實況，實現(xiàn)防盜、火災報警的安防功能。為了方便讀者對本設計文件的閱讀，作者將從系統(tǒng)組成及各模塊的工作原理、系統(tǒng)硬件電路的設計、系統(tǒng)軟件的設計和系統(tǒng)的安裝使用說明這四個方面來描述整個系統(tǒng)的設計過程。 該課題的主要任務是通過各功能模塊的結合，充分運用 EDA 軟件設計、仿真系統(tǒng)，令設計的系統(tǒng)具有可制造與實用性。 關鍵詞 ：單片機、通信、 GSM Modem、傳感器 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 Abstact In the 21st century, people will greatly improve the quality of life is abundant, the material life personal property problems will gradually be more people39。s attention, and various security systems have a market. This system mainly based on SCM and GSM munication technology, the microcontroller continuously reading outside of sensor signals, through a serial port to GSM Modem send corresponding instruction, control the GSM Modem migat make corresponding action, sending short messages to the owner, realize report home security, fire alarm security function. In order to facilitate readers of this design documents, the author will read from each module system and the working principle, system hardware circuit design, the design of the system software and system installation instructions on how to use these four aspects to describe the whole system design process. This topic is the main task of the functional modules bination by using EDA software, design and simulation system, the system can be designed and practicability. Keywords： MCU, munication, GSM Modem, sensors 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 1 第 1 節(jié) 前言 控制著整個 家用安防系統(tǒng)是智能家居的重要組成部分，在本次基于單片機與GSM 通信家用安防系統(tǒng)的設計中，充分利用了我們平時生活中所廣泛接觸的 GSM（ Global System For Mobile Communication）移動通信系統(tǒng)，它是目前基于時分多址移動通信中技術較為成熟、使用最為廣泛的通信網(wǎng)絡，在系統(tǒng)中著重用到其短信功能，通過文本的形式做到信息的傳送；控制模塊采用當下大受電子小系統(tǒng)所歡迎的單片機，我們 都知道單片機以其成本低、工作可靠、強大精確的控制功能而聞名，也正是它將 系統(tǒng)有有條不紊的工作。 本課題涉及到的內(nèi)容比較新，特別是 GSM 通信在各種控制過程中的應用現(xiàn)在各種領域中都在走智能化道路，這也應該是物聯(lián)網(wǎng)的一種形式，其中更接近于人們?nèi)粘Ｉ畹谋闶菢怯钪悄芑蚁嘈胚@個方向?qū)写蟠蟮拈_發(fā)價值與非常廣闊而美好前景，這也正是我選擇本課題的原因，希望可以從本次課題試著去接近、去熟知、去掌握這個領域的相關知識。 本系統(tǒng)的設計是符合市場需求的，我相信在以后的物聯(lián)網(wǎng)時代，它將會有更大的施展空間與消費前景。 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 2 第 2 節(jié) 系統(tǒng)概述 從信號流程上來看，當有人闖入被紅外探測器監(jiān)測到或者家里溫度超過預設值，單片機讀取信號后執(zhí)行相應程序，然后又單片機發(fā)送 AT 指令控制 GSM Modem 使短信貓?zhí)幱诖l(fā)射狀態(tài)，在單片機讀取到相應信息數(shù)據(jù)通過 UART傳送到 Modem后，由 Modem 以 GSM 為媒介發(fā)送到短信息中心，最后發(fā)傳送到用戶手機中顯示。接到短信息報警的用戶便可以采取相應的措施以減小自身財產(chǎn)的損失。 從組成可將整個系統(tǒng)分三個模塊來看，分別是： MCU 控制模塊、短信發(fā)射模塊、傳感器 以及房主信息接收模塊。 1. 在 MCU 控制模塊中我們采用的是 STC89C52，采用串口下載； 2. 短信發(fā)射模塊是由西門子公司最新開發(fā)的 TC35i 完成； 3. 傳感器分別使用到熱釋電紅外傳感器和 DS18B20 溫度傳感器； 4. 房主接收模塊則為用戶手機。 系統(tǒng)的框架圖： 圖 21 系統(tǒng)框圖 單片機 STC89C52 簡介 單片機 Single Chip Microputer 又叫微控制器 MCU。自從 20實世紀 70年代末期誕生以 來，由 4 位、 8位單片機迅速發(fā)展到如今的 16位甚至 32 位單片， 各種單片機層出不窮，生產(chǎn)廠商也是百花齊放，但其中最為成功的當屬 Intel公司的 8031，后來 Intel 又在其基礎上發(fā)展到 MCS51,8 位單片機從此幾乎稱霸 傳感 器 MODEM TC35i MCU 系統(tǒng) GSM 用戶 接收 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 3 了各個工控領域。后來也有 16 位單片機，但其性價比實在不敢恭維，且很多領域 8 位單片機足以勝任工作，所以現(xiàn)在還是以 8 位單片機主導著市場。我們系統(tǒng)中用的 STC89C52,便是其中一員。 STC89C52 的基本組成 C P UR O M R A M T I M E RI / O串 口 通 信中 斷 系 統(tǒng)B U ST 0 T 1T X DR X DP 0 P 1 P 2 P 3 圖 22 單 片機的基本組成 如圖 22 所示，單片機 STC89C52 的基本組成包括 CPU、 ROM、 RAM 和 4 個全雙工的 I/O 口，一個串口通信借口和 5 個中斷源。單片機的一切工作都在 CPU的控制下根據(jù)指令按一定的時序有條不紊的進行。 DIP40 封裝引腳圖 STC89C52 多采用 DIP40 雙列直插式封裝，如圖 23 所示，四個全雙工 8位I/O 口有序的分布在單片機兩側(cè)，其余 8個引腳分別為引腳 ○20 ○40 工作地與電源接口、持續(xù)兩個機器周期復位信號幾口 ○ 9 、晶振接口 ○18 ○19 以及單片機系統(tǒng)擴展時控制信號 ○29 ○30 ○31 。下面是 STC89C52 主要特性 工作電壓 5v； 080MHz 時鐘范圍； 8kFlash 存儲器； 2k數(shù)據(jù)存儲器； 內(nèi)部看門狗。 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 4 圖 23 STC89C52 引腳圖 內(nèi)部資源介紹 I/O 口： STC89C52 是 8位單片機，與 8051 核兼容。與 AT89C52 一樣在市場上使用相當?shù)膹V泛，串口下載方式。 4個 8位 I/O 口，在系統(tǒng)擴展時， P0 口分時復用扮演DB 以及作 AB 的低 8 位的角色，地址總線高位由 P2 口擔當。 P0 口在作一般 I/O口用時，由于它是漏極開路輸出電路，應接上拉電阻才能輸出高電平。所有的I/O 口在做輸入使用時都必須先向鎖存器寫‘ 1’， P3口一般都使用其第二功能。 中斷系統(tǒng)： STC89C52有五個中斷源外部中斷 0(IE0)、定時器 T0(TF0)、外部中斷 1(IE1)、定時器 T1(TF1)與串行中斷 (TI,RI)。它們在單片機內(nèi)部都有相應的控制寄 存器，對寄存器寫入不同的指令代碼，可實現(xiàn)對中斷系統(tǒng)的控制。相關 SFR 如表 1 表 1 中斷相關 SFR IE AF AE AD AC AB AA A9 A8 A8H SM0 SM1 SMO REN TB8 RB8 TI RI SCON 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 98H SM0 SM1 SMO REN TB8 RB8 TI RI TCON 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 5 GSM MODEM 簡介 GSM MODEM 又叫短信貓或 GSM 調(diào)制解調(diào)器，隨著無線數(shù)據(jù)業(yè)務的迅速發(fā)展，要求越來越多的設備具有無線通信功能背景下的產(chǎn)物。一搬 GSM MODEM 都具備語音通信、短消息和數(shù)據(jù)通信三大功能，其中又以短消息功能使用的最為廣泛， GSM短消息具有隨時在線、價格低廉、覆蓋范圍廣的特點，特別適合小流量的數(shù)據(jù)傳輸，如家用安防，無人值守等領域。最初的 GSM 模塊都是國外公司生產(chǎn)的，比如德國的 SIMENS 公司和法國的 WAVECOM 公司。 圖 24是西門子公司開發(fā)研制的 TC35i 模塊： 圖 24 TC35i GSM MODEN 主要特性： 支持 GSM900、 GSM1800 雙頻段； 支持語音、短消息、數(shù)據(jù)和傳真服務； 工作電源：單電源 ； 峰值電流 ； 通訊接口： RS232； 串口通信波特率： 300bps115Kbps； 在本系統(tǒng)中 選 用的 GSM MODEM 模塊是市場上使用頻率高、技術成熟的模塊產(chǎn)品 TC35i，使用配套的獨立電源，具體的內(nèi)部結構請參考商家相關說明，這里著重介紹在本系統(tǒng)中使用單片機控制 GSM MODEM 發(fā)送短消息的方法與原則。 AT 指令 控制 GSM MODEM 普遍采用 AT 指令， AT 即 Attention 的簡稱，早在 90 年代初期， AT 僅用于 MODEM 操作，后來，由移動電話生產(chǎn)廠商共同為 GSM 開發(fā)了一套完整的 AT 指令集，并在此基礎上進一步發(fā)展加入 標準以及現(xiàn)在的 協(xié)議標準，其中就包括對 SMS 功能的控制指令。 SMS 中常用的 AT 指令見表 2。 卡座接口 TC35i 電源接口 RS232 接口 天線 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 6 表 2 常用的 AT 命令 命令 說明 AT+CSCA 設置短消息服務中心 AT+IPR 設置通信波特率 AT+CSMS 選擇短消息服務 AT+CMGF 設置短消息內(nèi)容格式 0:PDU 1:TEXT AT+CMGS 發(fā)送信息命令