【正文】 感器有明確的擺長和擺心，其機理基本上與加速度傳感器相同。此系統(tǒng)可解決這些隱患，讓 貴重物品防傾覆 更及時、使用更方便。本文介紹了用 AT89S52單片 機實現(xiàn)的基于 GTM短信模塊的 防傾覆系統(tǒng)，以及 AT89S52 單片機的功能特點、 GTM 短信模塊工作原理、傳感器工作原理。 片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程 器?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作 。內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議模塊，使用簡單，易于集成 ,GTM900C 軟件、硬件兼容 GTM900B、畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 TC35i、 MC39i，使用 TC35i 或 MC39i 的用戶不用作任何更改就可以使用。 主要功能 : GSM/GPRS Phase 2/2+ ； GSM 短信業(yè)務(wù)； GPRS CLASS 10數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；支持 Group3， Class2 傳真業(yè)務(wù)；電路交換業(yè)務(wù)(， )；分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) () ；FR/HR/EFR/AMR 語音編碼；呼叫轉(zhuǎn)移、等待、保持、呼叫前轉(zhuǎn)；多方通話、來電顯示、可選鈴聲 接口特性： 40pin zip 連接器；紅外串口接口； SIM 接口；2 路模擬音頻輸入輸出接口；電源輸入接口和充電管理； ADC輸入；全雙工串行接口， TTL電平；支持 ， ； TCP/IP擴展 AT指令集 . 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 GTM900C模塊產(chǎn)品定位 華為 GTM900C 無線模塊是一款兩頻段 GSM/GPRS 無線模塊。 C 擴展工作溫度 :40176。 C 電源電壓 ～ （推薦值 ） 平均待機電流 (DRX=5) 關(guān)機漏電流 50uA 協(xié)議 支持 GSM/GPRS Phase2/2+ 支持華為 GT800 協(xié)議 AT命令 GSM 標準 AT 命令 AT 命令 華為擴展的 AT 命令 40PIN ZIF 連接器 UART 接口（最大串口速率可達 115200bit/s） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 標準 SIM 卡接口（ 或 3V） 兩路模擬音頻接口 電源接口 GSC 射頻天線連接器 50166。串行線對端的應(yīng)用設(shè)備包括終端設(shè)備 TE (Terminal Equitment）、數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE（ Data Terminal Equipment）或其他應(yīng)用設(shè)備。 AT+CXXX=? 查詢命令 該命令用于返回參數(shù)的當前值。在接收到非請求發(fā)送狀態(tài)報告結(jié)果碼時，使用該取值可進行消息識別。例如： 6th of May 1995， 22： 10： 00 GTM+2 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 Hours相當于“ 95/05/06,22:10:00+08”。 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 GTM900C 的信號連接器是一個 40 Pin 的 ZIF 連接器，引腳間距為 ，線距 ，結(jié)構(gòu)為單排彎式表貼型，帶電纜鎖緊機構(gòu)，型號是 Hirose 的 。 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 34 天線接口連接器尺寸圖（單位： mm） 表 37 信號連接器接口功能表 序號 信號名稱 I/O 接口電平 功能 備注 1 VBAT I － 電源 建議典型值： 2 VBAT I 3 VBAT I 4 VBAT I 5 VBAT I 6 GND 地 7 GND 8 GND 9 GND 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 10 GND 11 USB_D+ I/O 僅用于模塊調(diào)測 ,設(shè)計時懸空 12 USB_D I/O 僅用于模塊調(diào)測 ,設(shè)計時懸空 13 VBUS I 僅用于模塊調(diào)測 , 設(shè)計時懸空。) 振鈴指示 18 UART_RXD0 O (177。) 請求發(fā)送 GTM900C 上 PIN 腳定義為輸入信號 22 UART_DTR0 I (177。) SIM 卡復位信 號 26 SIM_DATA I/O (177。) 復位信號 低電平有效，對模塊復 位 32 LPG O (177。 UART 接口有 512 byte 的發(fā)送 FIFO（ First In First Out）和接收 FIFO，支持可編程的數(shù)據(jù)寬度、可編程的數(shù)據(jù)停止位、可編程的奇 /偶校驗或者沒有校驗。 本設(shè)計選用了 FM24C16來作為非易失性數(shù)據(jù)存儲器，其特點如下： 1. FM24C16A 是一種串行非易失存儲器，它的結(jié)構(gòu)容量為 512*8 位，接口方式為工業(yè)標準二線制造串行接口，與串行 EEPROM的功能操作相似，與 EEPROM具有相同的引腳排列，不同之處在于， FM24C16A具有非常出色的寫操作性能； 內(nèi)部采用讀恢復機制操作。鐵電的擦寫次數(shù)幾乎可以說是無限次。易失性的存儲器包括靜態(tài)存儲器 SRAM（ static random access memory)和動態(tài)存儲器 DRAM （ dynamic random access memory)。然而所有的主流的非易失性存儲器均源自于只讀存儲器（ ROM） 技術(shù) 。 這些存儲器不僅寫入速度慢，而且只能有限次的擦寫，寫入時功耗大。內(nèi)部電路感應(yīng)到電荷擊穿并設(shè)置存儲器。鐵電薄膜被放置于CMOS 基層之上，并置于兩電極之間，使用金屬互連并鈍化后完成鐵電制造過程。 Ramtron 新的單晶體管 /單電容器結(jié)構(gòu)可以像 DRAM 一樣，使用單電容器為存儲器陣列的每一列提供參考。最近采用的 微米的制造工藝相對于前一代 工藝，極大的降低了芯片的功耗，提高了單個晶元的利用率。鐵電效應(yīng)是指在鐵電晶體上施加一定的電場時，晶體中心原子在電場的作用下 運動 ，并達到一種穩(wěn)定狀態(tài)；當電場從晶體移走后，中沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 心原子會保持在原來的位置。但受鐵電晶體特性制約， FRAM仍有最大訪問（讀）次數(shù)的限制。 1T1C 的 FRAM所有數(shù)據(jù)位使用同一個參考位，而不是對于每一數(shù)據(jù)位使用各自獨立的參考位。 無論是 2T2C 還是 1T1C 的 FRAM，對存儲單元進行讀操作時，數(shù)據(jù)位狀態(tài)可能改變而參考位則不會改變（這是因為讀操作施加的電場 方向與原參考位中原子的位置相同）。但是寫操作仍要保留一個 預充 時間，所以總的時間與讀操作相同。 FRAM 與其它存儲技術(shù)比較 目前 Ramtron 公司的 FRAM 主要包括兩大類：串行 FRAM 和并行 FRAM。 FRAM 產(chǎn)品具有 RAM 和 ROM 優(yōu)點，讀寫速度快并可以像非易失性存儲器一樣使用。但是決定使用 FRAM 之前，必須確定系統(tǒng)中一旦超出對FRAM的 100億次訪 問之后絕對不會有危險。如果應(yīng)用中所有存儲器的最大訪問速度是 70ns，那么可以使用一片 FRAM完成這個系統(tǒng)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單。 DRAM的作用與成本是 FRAM無法比擬的，事實證明， DRAM 不是 FRAM所能取代的。 預充電信號的產(chǎn)生 在大多數(shù)的 8051系統(tǒng)中，對存儲 器的片選信號 通常允許在多個讀寫訪問操作時保持為低。快速型8051 如 DS87C520 或 W77E58 的一個機器周期僅需 4 個時鐘周期，而在一些新的如 PHILIPS 的 8051 中一個機器周期為 6 個時鐘周期，而在任何一個機器周期中 ALE信號都兩次有效。 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 根據(jù)前面的介紹，要實現(xiàn)對 FM1808 的正常操作，對于標準 8051/52來說主頻不能高于 20MHz，而對于高速型的 8051/52主頻不應(yīng) 高于 23MHz。 8051 的 RD信號與 PSEN 信號相 “ 與 ” 后作為 U3的輸出允許，所以 U3 作為程序或數(shù)據(jù)存儲器使用。 總之， FRAM 產(chǎn)品為我們提供了可使用的存儲器的一種新選擇，在原來使用 E2PROM的應(yīng)用中表現(xiàn)會更出色，為某些原來認為需要使用 SRAM和 E2PROM的應(yīng)用系統(tǒng)找到一種新的途徑。 DS12887 功能與特點介紹 DS12887 采用 CMOS 技術(shù)制成，把時鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部。 2．計秒、分、時、天、星期、日、月、年，并有閏年補償功能。 6．有 128個 RAM單元與軟件 音響器，其中 14個作為字節(jié)時鐘和控制寄存器， 114字節(jié)為通用 RAM，所有 ARAM 單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護功能。時間可選擇 12小時制或 24小時制，當選擇 12小時制時，小時字節(jié)高位為邏輯 “1” 代表 PM。第一種，當定鬧時間寫入相應(yīng)時、分、秒定鬧單元，在定時允許、鬧鐘位置高電平的條件下，定鬧中斷每天準時起動一次。 DS12887 引腳定義 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 45 圖 51 引腳定義 注： DS12887 應(yīng)用程序見附錄 第 6 章 傾角傳感器 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 46 傾角傳感器原理 傾角傳感器可以用來測量相對于水平面的傾角變化量。 當傾角傳感器靜止時也就是側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力 加速度。 傾角傳感器把 MCU， MEMS加速度計，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，通訊單元全都集成在一塊非常小的電路板上面。數(shù)據(jù)方式輸出，接口形式包括 RS23 RS485 和可定制等多種方式。如應(yīng)變式傾角傳感器就基于此原理。若液體擺 水平時，則 RI=RIII。 在液體擺的應(yīng)用中也有根據(jù)液體位置變化引起應(yīng)變片的變化，從而引起輸出電信號變化而感知傾角的變化。當腔體所在平面相對水平面傾斜或腔體受到加速度的作用時，熱線的阻值發(fā)生變化，并且熱線阻值的變化是角度 q 或加速度的函數(shù)，因而也具有擺的效應(yīng)。在熱線能量交換中對流是主要形式。氣體擺式慣性器件就是根據(jù)一原理研制的。在平衡狀態(tài)時，如圖 4(a)所示，熱線處于同一水平面上，上升氣流穿過它們的速度相同 ，即 V1=V1′ ，這時，氣流對熱線的影響相同，由式（ 7）可知，流過熱線的電流也相同，電橋平衡。傾斜角度不同，輸出的電信號也不同。但氣體運動控制較為復雜，影響其運動的因素較多，其精度無法達到軍用武器系統(tǒng)的要求。 典型應(yīng)用場合 角度測量，水平調(diào)整，零位調(diào)整 傾角開關(guān)（十二路開關(guān)信號）， 安全控制，監(jiān)控，報警 機械臂，大壩，建筑，橋梁角度測量 對準控制，彎曲控制。 傾角傳感器 在這種場合使用，只要將傳感器固定在一定的平面，測量前使用零位按鈕實現(xiàn)清零功能，沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 51 傳感器在此之后讀出來的數(shù)據(jù)就是相對于該平面的 圖 61 雙軸傾角傳感器 相對傾角。 全量程傾角測量： 通過雙軸的配合，可以實現(xiàn) 360度傾角的測量。 根據(jù)系統(tǒng)的目標任務(wù)以及總體設(shè)計方案，系統(tǒng)有主控機、傾角傳感器、 鐵電存儲器 ，實時時鐘構(gòu)成。 （ 3） 鐵電存儲器 ， 采用了能夠保證掉電數(shù)據(jù)不丟失的鐵電存儲器 。其次，控制單元根據(jù)算法模型分析、報確認上述異常情況的發(fā)生。 近年來， 防傾覆系統(tǒng) 正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的 發(fā)展 階段。如傳統(tǒng) 防傾覆 傳感器是由重力塊和彈簧等制成的，體積較大、穩(wěn)定性差、壽命也短，而利用激光等各種 微細加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器體積非常小、互換性可靠性都較好 向智能化數(shù)字化發(fā)展： 隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是一個單一的模擬信號（如 0～ 10mV），而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號，有的甚至帶有控制功能，這就是所說的數(shù)沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 56 字傳感器。 智能傳感器必須具備通信功能 ， 最起碼，除了滿足最基本應(yīng)用的反饋信號， ‘ 智能 ’ 傳感器必須能傳輸其它信息。 防傾覆系統(tǒng) 領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國競相加速新一代 防傾覆 傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭更加激烈。 論文以基于 GTM900C的防傾覆短信報警系統(tǒng)設(shè)計為模型，通過對當前防傾覆系統(tǒng)發(fā)展的分析，從單片機的選型、無線模塊的確定、通訊模塊的選擇、鍵盤、顯示器、閃存、計時器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊以及傳感器的選用來確定系統(tǒng)硬件配置方案； 近年來， 防傾覆系統(tǒng) 正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的 發(fā)展 階。 相信在不久的未來貴重物品防傾覆技術(shù)會走向?qū)儆谒约旱膸p峰！ 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 57 第九章 結(jié) 論