【正文】 設(shè)計主要采用 AT89C52 單片機(jī)作為主控制芯片，控制著整個系統(tǒng)的 正常運行，采用 HCSR501 熱釋電紅外傳感器進(jìn)行安保監(jiān)控，采用 MQ2 煙霧傳感器監(jiān)控火情，單片機(jī)接收傳感器采集的報警信號，通過判斷，及時控制 GSM 模塊發(fā)送相應(yīng)的報警信息給戶主。s wireless security alarm system based on the GSM(Global System for Mobile Communications). With the rapid popularization of GSM works and the fast development of mobile munication technology, GSM technology will be applied to achieve practical application of intelligent alarm home value. This design mainly relies on the most reliable and mature GSM mobile work, by the solution to send a message, directly sent the alarm information to mobile phone. This design mainly uses AT89C52 single chip microputer as the main control chip, controlling normal operation of the whole system。 Sensor。本設(shè)計是一種基于 GSM 短信模塊的家庭無線防盜報警系統(tǒng)，不再依賴有線電話來進(jìn)行報警提示，而是借助可靠、成熟的GSM 移動網(wǎng)絡(luò)，通過最直觀的中文短消息的形式直接把報警地點的基本情況反映到手機(jī)屏幕上。 本設(shè)計主要采用 51 系列單片機(jī)作為主控制芯片，控制著整個系統(tǒng)的正常運行，其接口簡單，方便使用，且功能強大 [2]。主要是通過安裝的紅外傳感器和煙霧傳感器來將 報警信號傳輸給單片機(jī)，然后單片機(jī)在控制 GSM 模塊發(fā)送短信給戶主，從而實現(xiàn)報警功能。主要的報警方法就是聲音報警，報警電路主要是由同相放大器和蜂鳴器組成。 方案 2 以 AT89C52 單片機(jī)為 核心，總共分為控制模塊、 GSM 模塊、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤輸入模塊、數(shù)碼管顯示模塊、遙控布撤模塊。方案 2 還具有功耗低、精確度高、智能化強，可遠(yuǎn)程監(jiān)控等。 AT89C52 簡介 AT89C52 引腳介紹 按照功能， AT89C52 的引腳可以分為主電源、外接晶體振蕩器、多功能 I/O 口、控制和復(fù)位等。 P0 口： P0 口是一個 8 位漏級開路雙向 的 I/O 口，可以驅(qū)動 8 個 LS 型 TTL 負(fù)載。 P1 口： P1 口是一個的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 P2 口： P2 口 的管腳 是 帶 內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口， P2 口可接收 數(shù)據(jù) ，輸出為 4 個 TTL 的門電流，當(dāng) P2 口被寫入 “1”時，其管腳 電壓 被內(nèi)部上拉電阻拉高，可以 作輸入 端口 。 P3口： P3口 的 管腳是帶內(nèi)部上拉電阻的 8個雙向 I/O口，可 以 接收輸出 的 4個 TTL門電流。 表 31 P3口的第二功能 信道位 第二功能 說明 RXD 串行口的輸出 TXD 串行口的輸入 INT0 外部中斷 0 的中斷請求輸入 INTI 外部中斷 1 的中斷請求輸入 T0 計數(shù)器 0 的計數(shù)輸入 T1 計數(shù)器 1 的計數(shù)輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器的寫選通信號 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器的讀選通信號 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 5 RST：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。在 一般情況下 ， 此端口 以不變的周期 頻率輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是ALE 才起作用。在由外部 ROM 取指期間，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。 XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端。 1. AT89C52 單片機(jī)的串口寄存器 AT89C52 串行口控制寄存器有兩個 ， 包括特殊功能寄存器 SCON 和 PCON，可以通過 軟件 來 改變兩者的內(nèi)容從而控制串行口的波特率 和 工作方式。 (1) SMO、 SM1 串行口的 4 種工作方式的選擇位，在這 4 種工作方式中，串行通訊只有 3 方式，方式 0 主要用于擴(kuò)展并行輸入輸出口。否則就將接收到的數(shù)據(jù)丟棄。 (4) TB8 發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù) 在方式 2 和 3 時， TB8 是要發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù)。在方式 0 時，不使用 RB8。 RI=1 表示一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束， RI 可由軟件清 “0” [6]。 4. 單片機(jī)的定時器 /計數(shù)器 單片機(jī)的定時器 /計數(shù)器共有四種工作方式，可以通過程序?qū)?TMOD 進(jìn)行設(shè)置來選擇， TMOD 的低 4 位用于設(shè)置定時器 /計數(shù)器 0，高 4 位用于設(shè)置定時器 /計數(shù)器 1。在 單片機(jī)的 芯片上，擁有 8 位 CPU 和系統(tǒng) 的 可編程 Flash，使得 AT89C52 為眾多嵌入式應(yīng)用控制系統(tǒng)提供了高靈活 并且 超有效的解 決方案。在空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、串口、中斷、定時器 /計數(shù)器繼續(xù)工作。 GSM 模塊是繼 GSM 手機(jī)外又一種重要的 GSM 移動通信系統(tǒng)的終端設(shè)備。 TC35 介紹 本設(shè)計采用的是西門子公司的 TC35雙核 900/1800MHZ高度集成的 GSM模塊， 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 9 該模塊是一個支持中文短信息的工業(yè)級 GSM 模塊 ,工作在 EGSM900 和 GSM1800雙頻段 ,電源范圍為直流 ～ ,休眠狀態(tài)消耗電流 為 ，空閑 時 消耗電流為25mA，發(fā)射 時 消耗電流為 300mA(平均 )，峰值 為 ；可 以 數(shù)據(jù)信號 和 傳輸語音 ,在 EGSM900(4類 )功耗為 2W， GSM1800(1類 ) 功耗 為 1W ,通過接口連接器連接 SIM卡讀卡器 ，通過 天線連接器 連接 天線 [9]。主要處理 GSM 終端內(nèi)的數(shù)據(jù)信號 和 語音 信號 ，并 包含 了蜂窩射頻設(shè)備中的所有數(shù)字 和 模擬功能。 1 12引腳 用作 充電 引腳 ，可外接鋰電池 來進(jìn)行充電 ， 13 引腳可以 對外輸出電壓 (供 外電路使用 )， 14 引腳是 用于鋰電池充電保護(hù) 的 ACCUTEMP 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻， 15 引 腳是 IGT 啟動腳， 當(dāng)給 系統(tǒng) 上 電后 ， 為 了保證 TC35 能夠 進(jìn)入工作狀態(tài) ,必須給 IGT 啟動腳 加一個大于 100ms 的低脈沖 信號 ,其中 電平下降持續(xù) 的 時間不 以 可超過 1ms。用 RTS0/CTS0 作為 硬件 的 握手信號，用 XON/XOFF， CMOS 電平 作為 軟件 的 流量控制，支持 AT 命令集。當(dāng) 顯示燈 熄滅時 ,表明 TC35 處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) 顯示燈 為亮 600 ms /熄 600ms 時，表明 TC35 正在登錄網(wǎng)絡(luò)或 者 SIM 卡沒有插入；當(dāng)顯示燈 為亮 75 ms /熄 3s 時，表明 TC35 已 經(jīng)正常 登錄網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。 模塊管腳圖如圖 35 所示。所以該模塊對電源 有 較高的要求，電源的內(nèi)阻 +FFC 聯(lián)接線的電阻必 須 小于200mΩ。這些模塊都大大方便了我們的開發(fā)與使用。串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的主要缺點是傳送數(shù)據(jù)比并行口慢，但是通過串行口傳送數(shù)據(jù)節(jié)省傳送線，尤其是當(dāng)傳送數(shù)據(jù)位很多很遠(yuǎn)時，串行口的這一優(yōu)點就更加突出，串行通信只用很少的信號線就能完成信號的傳送。單工是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個方向進(jìn)行，無法實現(xiàn)反向傳輸 。其中異步串行通訊規(guī)定了字符數(shù)據(jù)的傳遞格式，即每個數(shù)據(jù)應(yīng)該以相同的幀格式進(jìn)行傳遞。AT89C52 單片機(jī)的串口僅占用了單片機(jī)的 和 ，分別為接收端 RXD 和發(fā)送端 TXD。因為 GSM 串口與單片機(jī)的邏輯電平不一致，在實際應(yīng)用時，應(yīng)把微處理器的 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS232 電平，這種轉(zhuǎn)換是由專用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232 實現(xiàn)的。 單片機(jī)的波特率與串行口工作方式、系統(tǒng)的振蕩頻率、 PCON 寄存器的 SMOD位和定時器 TI 有關(guān)。把初值 x=F3H 裝入 TH1 和 TL1，則發(fā)出的波特率為 4800bps。起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位的約定，在一次傳遞過程中必須保持一致，這樣才能成功地傳遞數(shù)據(jù)。 R 1I N13T 2014R 2I N8T 207V+2V C C16C 1+1R 1012T 1I N11R 209T 2I N10V6G N D15C 2+4C 25C 13U2M A X 2 32C 13lu fC 15lu fC 16lu fC 14lu fV C CTXRX162738495J2D B 9圖 36 RS232轉(zhuǎn)換電路 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 13 GSM 模塊電路連接原理圖 單片機(jī)與 GSM 模塊之間的通信主要是通過 TXD,RXD 引腳來實現(xiàn)的，實現(xiàn) 正 常通信，需要設(shè)置正確的波特率?？蛇x擇 ME（ SIM 卡） 和 MT（機(jī)身） AT+CMGL 列出指定狀態(tài)的短信息的 PDU 代碼 AT+CMGS 發(fā)送短信 AT+CMGD 刪除指定的短信 AT+CMGF 短信格式。 PDU模式收發(fā)短信需要進(jìn)行編碼，可以使用的編碼有 3 種，包括 7bit、 8bit 和 UCS2 編碼。 J 數(shù)據(jù)編碼方案， 2 位十六進(jìn)制數(shù) K 有效期， 2 位十六進(jìn)制數(shù) L 用戶數(shù)據(jù)長度， 2 位十六進(jìn)制數(shù) M 用戶數(shù)據(jù)，其長度由 L 中的數(shù)據(jù)決定 鍵盤顯示模塊 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片 機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段 [11]。為了確保單片機(jī)對一次按鍵動作只確認(rèn)一次按鍵有效，應(yīng)該消除按鍵抖動。鍵盤連接電路如圖 38 所示。傳感器的電壓響應(yīng)度與 接收的 入射光輻射變化的頻率成圖 38 鍵盤連接電路圖 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 16 反比，當(dāng)恒定 不變 的紅外輻射 線 照射在 傳感器的 探測器上時，探測 器輸出 低電平 ，所以恒定 不變 的紅外輻射 無法 被 探測器 檢測到； 在相同 的入射功率下，物體移動 的速度越快，輸出 的 電壓就越小， 當(dāng) 達(dá)到閡值電平時，探測器才會有輸出 高電平 。 HCSR501 熱釋電紅外傳感器主要技術(shù)參數(shù) 包括 工作電壓 ： DC5V 至 20V； 靜態(tài)功耗： 65 微安 ； 電平輸出 ： 高 ，低 0V； 延時時間：可調(diào) ( 秒 ~18 秒 ) ；封鎖時間： 秒 ； 觸發(fā)方式： L 不可重復(fù)， H 可重復(fù)，默認(rèn)值為 H； 感應(yīng)范圍：小于 120 度錐角， 7 米以內(nèi) ； 工作溫度： 15~+70 度。 3. 兩種觸發(fā)方式 ： L 不可重復(fù)， H 可重復(fù)。 4. 具有感應(yīng)封鎖時間：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出 電平后 ，設(shè)置一個 感應(yīng)的 封鎖時間，在 這一 時間段內(nèi)感應(yīng)器 無法 接收任何感應(yīng)信號。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 17 當(dāng) MQ2 煙霧傳感器在潔凈空氣中時， A、 K 兩點間的電阻很大，流過 RP4的電流很小， K 點為低電位，三極管 不導(dǎo)通輸出為低電平。 MQ2 煙霧傳感器適用于家庭或工廠的氣體泄漏監(jiān)測裝置，適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等監(jiān)測裝置。 2. 與單片機(jī)連接電路 兩個傳感器的輸出分別與單片機(jī)的 、 管腳相連， 連接電路如圖 311所示。使圖 311 傳感器連接電路圖 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U1A T 8 9C 52C820 P FC920 P FY1X T A LC 1710 lu fS?S W P BR 1282 kV C CV C CV C C1