【正文】 天氣及雨量大小，提醒終端 操作者，及時(shí)關(guān)閉窗戶(hù)，防止雨水過(guò)大進(jìn)入房間，造成地板、家具或窗簾的損害，減小不必要的物品和財(cái)產(chǎn)損失，本課題選用模擬量輸出信號(hào)的雨滴傳感器，該傳感器檢測(cè)范圍寬泛，能夠根據(jù)雨水量的大小，對(duì)系統(tǒng)預(yù)警值進(jìn)行精確的報(bào)警，避免報(bào)警的誤觸發(fā)。該系統(tǒng)利用 GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的短消息業(yè)務(wù)快速性、穩(wěn)定性和相對(duì)低廉的費(fèi)用，可以很好的嵌入到一個(gè)大型的家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)和無(wú)人值守的系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足客戶(hù)所需要的高可靠性，及時(shí)性和易用性，以及性能穩(wěn)定，具有很高的性?xún)r(jià)比 [6]。并且 LCD12864 液晶屏 的顯示程序比較簡(jiǎn)單，與外部控制器的電路設(shè)計(jì)連接非常方便，能夠很好的嵌入到系統(tǒng)中。 經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)分析，最終選擇方案一作為本系統(tǒng)的人機(jī)交互顯示方式的模塊。紅色發(fā)天津職 業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 光 LED 實(shí)物圖如圖 29 所示。 圖 29 紅色發(fā)光 LED 實(shí)物 圖 210 蜂鳴器實(shí)物 天津職 業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第 3 章 系統(tǒng)模塊的電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)電路設(shè)計(jì) 此次設(shè)計(jì)的芯片采用的是 STM32F103C8T6 單片機(jī)，由于 STM32 系列基于ARM CortexM3 內(nèi)核的高性能單片機(jī)，其工作頻率高達(dá) 72MHz，芯片內(nèi)部集成有高速存儲(chǔ)器，豐富的 I/O 接口 [9]。本課題選用的單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖如圖 31 所示。 DHT11 溫濕度傳感器的濕度檢測(cè)范圍是 20％ ~90％RH； 177。 圖 32 的三個(gè)引腳中有兩 個(gè)是電源引腳，有一個(gè)是輸出數(shù)據(jù)的引腳，只需要給模塊供上額定的電壓，然后就可以通過(guò)單片機(jī)的某個(gè) IO 口從 DHT11 的輸出引腳采集到所需要的溫濕度數(shù)據(jù)。外部使用電位器來(lái)檢測(cè)閥值，電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)整以后送到 后面一級(jí)，經(jīng)過(guò)由 LM393 組成的比較器進(jìn)行比較，最終將得到的模擬量電壓信號(hào)輸出，以便控制器對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與處理 。輸出可直接連接到單片機(jī)，由單片機(jī) 來(lái)檢測(cè)電平的高低，從而檢測(cè)有無(wú)振動(dòng)，發(fā)出震感報(bào)警信號(hào)。為了使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，采用串口的方式與單片機(jī)連接，這樣僅需要三根線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 SIM900A 模塊之間的通信，即發(fā)送線(xiàn) TXD，接收線(xiàn) RXD，地線(xiàn) GND 三根線(xiàn)。 圖 37 SIM900A 模塊與單片機(jī)連接電路圖 顯示電路設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中 LCD12864 液晶 顯示 用于顯示 當(dāng)前的日期時(shí)間、系統(tǒng)周?chē)臏貪穸?、煙霧濃度及雨量檢測(cè)數(shù)據(jù) 。雖然 本系統(tǒng)中單片機(jī)接口資源豐富， 但是考慮減輕電路焊接的工作量， 所以采用 串 行傳輸?shù)姆绞脚c LCD12864 液晶顯示屏連接通訊。因?yàn)榉澍Q器的工作電流比較大，所以無(wú)法直接通過(guò)單片機(jī)的 IO 口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，一般需要通過(guò)放大電路才能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲響。 圖 39 報(bào)警驅(qū)動(dòng) 電路 天津職 業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 電源驅(qū)動(dòng)模塊 電源適配器能夠很好的輸出較為平穩(wěn)的直流電壓，其輸出電流也相對(duì)穩(wěn)定，并且電源適配器有塑料外殼能夠起到電源芯片的防塵和防爆作用，其內(nèi)部電路的功耗較低，穩(wěn)定性也相對(duì)比較好，攜帶也比較方便 。在該系統(tǒng)中還需要提供 的電壓作為單片機(jī)系統(tǒng)的供電電壓，因此還需要設(shè)計(jì) 5V 轉(zhuǎn) 的穩(wěn)壓整流電路，系統(tǒng)選擇 穩(wěn)壓 芯片， 通過(guò)該穩(wěn)壓芯片的內(nèi)部整流和穩(wěn)壓電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行精確的降壓，保證控制系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性 。 圖 41 主程序工作 流程圖 各傳感器模塊軟件設(shè)計(jì) 溫濕度傳感器檢測(cè)的軟件設(shè)計(jì) 為了確保通信數(shù)據(jù)接收的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，對(duì)于 DHT11 溫 濕 度檢測(cè) 傳感器 軟件設(shè)計(jì)的測(cè)溫原理 必須 遵循 標(biāo)準(zhǔn) 的單總線(xiàn) 通信 協(xié)議，單片機(jī)通過(guò) 標(biāo)準(zhǔn)的 時(shí)序?qū)懭牒妥x出DHT11 寄存器中 的數(shù)據(jù)，包括初始化 命令 、 等待應(yīng)答脈沖、發(fā)送指令及數(shù)據(jù)合并計(jì)算等 操作 [14]。此運(yùn)行流程包括：系統(tǒng)初始化、預(yù)熱延時(shí)、配置 ADC 通道函數(shù)、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)線(xiàn)性計(jì)算，等待數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完畢后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。此運(yùn)行流程包括：系統(tǒng)初始化、預(yù)熱延時(shí)、配置 ADC 通道函數(shù)、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)線(xiàn)性計(jì)算，等待數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完畢后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。系統(tǒng)首先通過(guò) AT 指令進(jìn)行波特率的匹配，等待應(yīng)答指令的返回，通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)警值對(duì)比函數(shù)觸發(fā)報(bào)警中斷函數(shù)，實(shí)現(xiàn) GSM 遠(yuǎn)程異常環(huán)境變化報(bào)警的功能。 第三步： 將 SIM900A 模塊與 STM32 單片機(jī)通過(guò) RS232 串口 相連 接 ， 給單片機(jī)下載一個(gè) 撥打電話(huà)的測(cè)試 程序， 保證 STM32 與 SIM900A 模塊 單片機(jī)能夠進(jìn)行正常的通訊 。 第六步： 人為的改變每個(gè)傳感器的的周?chē)h(huán)境參數(shù)，將環(huán)境參數(shù)達(dá)到設(shè)定的預(yù)警值，測(cè)試報(bào)警系統(tǒng)是否能正常啟動(dòng)及報(bào)警短信能否正常發(fā)送到遠(yuǎn)程手機(jī)終端。由于人們對(duì)自己的生活質(zhì)量要求越來(lái)越高，大量的智能化產(chǎn)品和設(shè)備也慢慢進(jìn)入我們的日常生活。 由于對(duì)遠(yuǎn)程通訊方面知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)間不是很長(zhǎng)，缺乏相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累，因此在真?zhèn)€設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多困難，當(dāng)初選擇這個(gè)課題的時(shí)候，就是想通過(guò)這次實(shí)踐對(duì)自己的學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力能夠得到一定的鍛煉 和提升，經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)和自己的努力下，針對(duì)性的查詢(xún)大量的相關(guān)資料，終于完成了自己設(shè)定的目標(biāo)，很好的完成了本次課題的研究和制作。 //時(shí)鐘寄存器初始化配置 void GPIO_Configuration(void)。 //串口初始化配置 void Warning_device(void)。 u8 flag_chaxun。 } void Delay_MS(u16 dly) //毫秒級(jí)延時(shí)函數(shù) { u16 i,j。j0。 GPIO_Configuration()。 EXTI1_Configuration()。 ADC_Configuration()。 //時(shí)間顯示函數(shù) GetADCSConvertedValues()。 } } } include //包含所有的頭文件 include include include include u8 AM2301_ReadOnebyte(void) { u8 i=8,AM2301_RX_Data=0。 //等待 50us的低電平越高 Delay_us(35)。 while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0))。 u16 Checkdata_temp,Checkdata。 //置低電平 Delay_ms(30)。 //設(shè)置輸入 While(!(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0))) //判斷從機(jī)是否有低電平響 應(yīng)信號(hào) 如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則向下運(yùn)行 { While(!(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)))。 //濕度小數(shù)字節(jié) Tem_H=AM2301_ReadOnebyte()。 break。 } } else { } } /******************************************************************************* * Function Name : GPIO_Configuration * Description : 初始化 GPIO外設(shè) * Input : None * Output : None * Return : None *******************************************************************************/ void GPIO_SDA_OUT(void) //數(shù)據(jù)接收端 IO配置為輸出 { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure。 天津職 業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 GPIO_Init(GPIOA, amp。 = GPIO_Speed_50MHz。 } include include include include extern u32 Smokescope,Rainfall,Temperature,Humidity。 printf(AT+CMGF=1\r\n)。Smokescope: %d PPM。 printf(ATI\r\n)。 printf(AT+CSCS=\UCS2\\r\n)。 case 2: //智能家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)緊急提醒：目前室內(nèi)溫度已到達(dá)設(shè)置上限，請(qǐng)及時(shí)排除隱情，避免造成損失！??！ printf(667A80FD5BB65C4573AF588376D163A77CFB7EDF7D27602563D09192FF1A76EE524D5BA451856E295EA65DF252308FBE8BBE7F6E4E0A9650FF0C8BF753CA65F663929664969060C5FF0C907F514D90206210635F5931FF01FF01FF01)。 天津職 業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 case 4: //智能家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)緊急提醒：目前室內(nèi)有強(qiáng)烈震感，請(qǐng)及時(shí)排除隱情，避免造成損失?。?！ printf(667A80FD5BB65C4573AF588376D163A77CFB7EDF7D27602563D09192FF1A76EE524D5BA4518567095F3A70C89707611FFF0C8BF753CA65F663929664969060C5FF0C907F514D90206210635F5931FF01FF01FF01)。 } Delay_MS(20xx0)。 Delay_MS(200)。 /*在發(fā)送完內(nèi)容以后，最后以十六進(jìn)制 (HEX)格式單獨(dú)發(fā)送： 1A（即 0X1A），即可啟動(dòng)一次短信發(fā)送 */ Delay_MS(50000)。 case 5: //智能家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)緊急提醒：檢測(cè)到室外有雨水天氣，請(qǐng)及時(shí)關(guān)閉門(mén)窗和收取室外晾曬物品?。?！ printf(667A80FD5BB65C4573AF588376D163A77CFB7EDF7D27602563D09192FF1A68C06D4B52305BA45916670996E86C3459296C14FF0C8BF753CA65F6517395ED95E87A97548C653653D65BA45916667E6652726954C1FF01FF01FF01)。 case 3: //智能家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)緊急提醒：目前室內(nèi)濕度已到達(dá)危險(xiǎn)程度，請(qǐng)及時(shí)排除隱情，避免造成損失?。。? printf(667A80FD5BB65C4573AF588376D163A77CFB7EDF7D27602563D09192FF1A76EE524D5BA451856E7F5EA65DF252308FBE537196697A0B5EA6FF0C8BF753CA65F663929664969060C5FF0C907F514D90206210635F5931FF01FF01FF01)。//接收端手機(jī)號(hào)碼： 15510973321 switch(type) { case 1: //智能家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)緊急提醒：目前室內(nèi)煙霧濃度已到達(dá)危險(xiǎn)程度，請(qǐng)及時(shí)排除隱情，避免造成損失！??！ printf(667A80FD5BB65C4573AF588376D163A77CFB7EDF7D27602563D09192FF1A76EE524D5BA4518570DF96FE6D535EA65DF252308FBE537196697A0B5EA6FF0C8BF753CA65F663929664969060C5FF0C907F514D90206210635F5931FF01FF01FF01)。 printf(AT+CMGF=1\r\n)。 USART1_SendByte(0x1a)。 printf(Temperature: %d 。 printf(ATI\r\n)。 GPIO_Init(GPIOA, amp。 } void GPIO_SDA_IN(void) //數(shù)據(jù)接收端 IO配置為輸入 { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure。