【正文】 能實(shí)時(shí)的知道家庭的安全狀況，實(shí)現(xiàn)家庭安全狀況的零距離監(jiān)控。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 GSM 的家庭安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本文研究和設(shè)計(jì)了一種基于 GSM 的家庭安全系統(tǒng)，該系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件組成嵌入式系統(tǒng)，具有人體紅外感應(yīng)、煤氣檢測(cè)、火焰探測(cè)、時(shí)間以及家庭安全狀況的實(shí)時(shí)顯示、遙控信息輸入、通過 GSM 短信功能實(shí)現(xiàn)家庭安全狀況的遠(yuǎn)距離傳輸?shù)裙δ堋? 3. 在參數(shù)設(shè)定方面，采用紅外遙控器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和設(shè)定功能。 GSM 智能防盜器，是利用最新材料技術(shù)、最新信息技術(shù)、最新人工智能設(shè)計(jì)讓防盜器具備智慧靈魂，使人與財(cái)產(chǎn)的安全保障突破時(shí)空限制。GSM 網(wǎng)絡(luò)防盜主要是突破了無距離的限制。對(duì)此，公安部門雖作了大量投入，仍不盡人意。 ? 公安部門時(shí)時(shí)有很多大案要案要辦，使破案周期變長(zhǎng)，破案率下降。 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (注意圖的擺放位置 ) 數(shù)據(jù)采集模塊主要由人體紅外傳感器、 MQ2 煙霧氣敏傳感器、紅外火焰?zhèn)鞲衅鹘M成，實(shí)現(xiàn)的主要功能是當(dāng)系統(tǒng)處于布防狀態(tài)時(shí)，人體紅外傳感器將室內(nèi)有無人體存在的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)， MQ2 煙霧氣敏傳感器將廚房有無煤氣泄漏的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，紅外火焰?zhèn)鞲衅鲗⑹覂?nèi)有無火源的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并將電信號(hào)交給單片機(jī)進(jìn)行處理。 時(shí)鐘模塊由 DS12C887 時(shí)鐘芯片組成，實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)發(fā)生家庭安全事故時(shí)間的記錄。 第 3章 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)作為普通的 51 單片機(jī)其接口簡(jiǎn)單、方 便實(shí)用、功耗低、價(jià)格便宜且功能強(qiáng)大，已廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品當(dāng)中。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 中斷或硬件復(fù)位為止。 II. 參數(shù) 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 通用 I/O 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是 準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。即 定時(shí)器 T0、 T T2。 DIP 封裝 、其引腳圖如圖 31 所示。 圖 32 51 最小系統(tǒng) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 GSM 模塊簡(jiǎn)介及其接口電路設(shè)計(jì) (是不是把 GSM 概述移到 2章 ) GSM(Global System for Mobile Communicatiom)系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中，比較成熟完善，且應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)。本系統(tǒng)便借用現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭安全情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控與信息的遠(yuǎn)程傳輸。在不需要額外硬件電路的前提下 ,可支持 FR、 HR 和 EFR 語音信道編碼。該產(chǎn)品除應(yīng)用于移動(dòng)電話外，也可廣泛應(yīng)用于各類便攜式設(shè)備的顯示系統(tǒng)。 ●LCD 控制器／驅(qū)動(dòng)器芯片已綁定到 LCD 晶片上，模塊的體積很小。 圖 34LPH7366 連接圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 DS12C887 時(shí)鐘 DS12C887 引腳定義 圖 35DS12C887 1 (MOT) —總線操作時(shí)序選擇端。 4~7（ AD0~AD7） —復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線。 13（ CS） —芯片片選 端。 15（ R/W） —讀 /寫輸入端。該引腳有兩種工作模式，當(dāng) MOT 接 VCC 時(shí)選用Motorola 工作模式，此時(shí)，每個(gè)總線周期的后一部分的 DS 為高電平，稱為數(shù)據(jù)選通。 18 （ RESET） —芯片復(fù)位引腳。只要引起中斷的狀態(tài)位置位，并且相應(yīng)中斷使能位也置位， IRQ 將一直保持低電平，處理器程序通常讀取 C 寄存器來清除 IRQ 引腳輸出， RESET 引腳也會(huì)清除未處理的中斷。當(dāng)供電電壓 VCC 大于 時(shí)， SWQ 引腳輸出方波此時(shí)，可以通過對(duì)控制寄存器編程來得到 13 種方波的輸出。 接收器對(duì)外只有 3 個(gè)引腳： Out、 GND、 Vcc 與單片機(jī)接口非常方便，如圖 67 所示。不同燃燒物的火焰輻射強(qiáng)度、波長(zhǎng)分布有所差異，但總體來說，其對(duì)應(yīng)火焰溫度的近紅外波長(zhǎng)域及紫外光域具有很大的輻射強(qiáng)度 ,根據(jù)這種特性可制成火焰?zhèn)鞲衅?，根?jù)檢測(cè)光譜的不同火焰?zhèn)鞲衅骺煞譃椋h(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅骱妥贤饣鹧鎮(zhèn)鞲衅?。外界紅外光越強(qiáng)，數(shù)值越小；紅外光越弱，數(shù)值越大，也可通過電壓比較器直接轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為數(shù)字量輸出。本設(shè)計(jì)直接使用該模塊的數(shù)字輸出端與單片機(jī)的 相連。 MQ2 氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測(cè)也很理想。本設(shè)計(jì)直接使用其數(shù)字輸出端，數(shù)字輸出短的輸出特性為，當(dāng)氣體的濃度達(dá)到一定限度時(shí)數(shù)字輸出端輸出低電平，否則輸出高電平。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后 就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。使熱釋電人體紅外傳感器 (PIR)靈敏度大大增加。 模塊參數(shù)： ： DC5V 至 20V ： 65 微安 ：高 ，低 0V ：可調(diào) ( 秒 ~18 秒 ) ： 秒 ： L 不可重復(fù)， H 可重復(fù)，默認(rèn)值為 H(跳帽選擇 ) ：小于 120 度錐角， 7 米以內(nèi) ： 15~+70 度 模塊特性： 這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反 ，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無信號(hào)輸出。 GSM 引擎提供的命令接口符合 和 規(guī)范。無論選擇哪種模 式，都可以通過 AT 指令控制手機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)短信得發(fā)送、接受、刪除等管理。程序初始化 AT 部分首先關(guān)閉回顯?？赡艿臄?shù)值和對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度如下： 0 113dBm及以下 1 111dBm 2...30 109...53dBm 31 51dBm及以上 99 錯(cuò)誤 AT+COPS 網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)商 AT+CSCA 短信中心號(hào)碼 AT+CMGD 刪除指定的短信 AT+CMGF 短信格式。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別適用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信。 特殊功能寄存器 SCON 用來存放串口的控制和狀態(tài)信息。 ? SBUF 寄存器 它是兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，可通過指令對(duì) SBUF 的讀寫來區(qū)別是對(duì)接收緩沖器的操作還是對(duì)發(fā)送緩沖器的操作 。 表格 42 串口工作方式 SM0 SM1 工作方式 功能 波特率 0 0 方式 0 同步移位寄存器輸出方式 fosc/12 0 1 方式 1 10位異步通信方式 可變?nèi)?，決定時(shí)器 1 1 0 方式 2 11位異步通信方式 fosc/32 或 fosc/64 1 1 方式 3 11位異步通信方式 可變?nèi)?，決定時(shí)器 1 其中， fOSC 為單片機(jī)的時(shí)鐘頻率；波特率指串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）的位數(shù)。接收機(jī)的串行口工作于方式 2 或 3， SM2=1 時(shí)，只有當(dāng)接收到第 9 位數(shù)據(jù)（ RB8）為 1 時(shí)，才把接收到的前 8 位數(shù)據(jù)送入 SBUF，且置位 RI 發(fā)出中斷申請(qǐng)引發(fā)串行接收中斷，否則會(huì)將接受到的數(shù)據(jù)放棄。 TB8 ：在方式 3 中， TB8 是發(fā)送機(jī)要發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù)。當(dāng) CPU 發(fā)送完一串行數(shù)據(jù)后，此時(shí) SBUF 寄存器為空，硬件使 TI 置 1，請(qǐng)求中斷。 CPU 響應(yīng)中斷后，用軟件對(duì) RI 清零。 SMOD=1，當(dāng)串行口工作于方式 3 時(shí)，波特率加倍。當(dāng) PD=1 時(shí)，進(jìn)入掉電方式。定時(shí)器寄存器用來設(shè)定波特率。當(dāng) PS=1，設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)；當(dāng) PS =0，設(shè)定為低優(yōu)先級(jí)。 //UART 為模式 1， 8 位數(shù)據(jù)，允許接收 TMOD |= 0x22 。 //Baud:19200 fosc=11.0592MHz TL1=0xFA。 //Enable Serial Interrupt TR1 = 1 。 ES=1。這個(gè)過程重復(fù)進(jìn)行直至所有數(shù)據(jù)接收完畢。 } } ? 發(fā)送數(shù)據(jù)過程 當(dāng)發(fā)送標(biāo)志位 TI 置位后， CPU 執(zhí)行任何一條寫 SBUF 指令，就啟動(dòng)一次發(fā)送過程。 void Print_Char(unsigned char ch)//發(fā)送單個(gè)字符 { SBUF=ch。單片機(jī)如何與 TC35 通信前面已經(jīng)論述過了，下面簡(jiǎn)單介紹一下如何判斷 TC35 連接網(wǎng)絡(luò)是否正常。 //關(guān)閉回顯。//短信存入 SIM 卡 code unsigned char CMGF0[]=AT+CMGF=0\r\n。 while(strstr(aa,OK)==NULL) { led(0x80)。 } clearBuff()。 while(1) { Print_Str(CREG_CMD)。)amp。))||((aa[9]==39。(aa[11]==39。 led(0x40)。sms_jMAXCHAR。下面僅介紹發(fā)送英文短信的具體步驟，假設(shè)我的手機(jī)號(hào)碼是“ 12345678912 ” 首 先 使 用 AT+CMGF=1 切 換 到 TEXT 模 式 ， 然 后 使 用AT+CMGS=“12345678912”然后發(fā)送回車字符給 TC35，等待 TC35 回復(fù)“ ”，然后傳遞你想發(fā)送的英文短信給 TC35，最后傳遞 0X1A 給 TC35。 delay_m(100)。 Print_Str(SMS)。 Print_Str(inf)。 led(0x20)。其主要功能如下： 1． 內(nèi)含一個(gè)鋰電池，斷電情況運(yùn)行十年以上不丟失數(shù)據(jù)。 5． MOTOROLA5 和 INATAEL 總線時(shí)序選擇。 時(shí)間和日歷信息通過讀相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)來獲取，時(shí)間、日歷和定時(shí)鬧鐘通過寫相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)設(shè)置或初始化，其字節(jié)內(nèi)容可以是十進(jìn)制或 BCD 形式。三個(gè)字節(jié)的定鬧字節(jié)有兩種使用方法。當(dāng)小時(shí)字節(jié)的不關(guān)心碼位置位時(shí)，定鬧為小時(shí)發(fā)生一次由于相線小時(shí)和分鐘定鬧字節(jié)置不關(guān)心位時(shí)，每分鐘定鬧一次；當(dāng)三個(gè)字節(jié)都置不關(guān)心位 時(shí)，每秒中斷一次。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 32 T_DS=1。 T_AS=0。 T_AS=1。 T_AS=1。 T_AS=0。 T_DS=1。 } 當(dāng)首次使用 DS12C887 時(shí)需對(duì) DS12C887 進(jìn)行初始化設(shè)置和激勵(lì)，以下是激勵(lì)程序： void time_init() 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 33 { write_ds(0x0A,0x20)。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制 01H；后 16 位為 8位操作碼（功能碼）及其反碼。如果鍵按下超過 108ms 仍未松開，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)碼）將僅由起始碼（ 9ms）和結(jié)束碼（ ）組成。 //定時(shí)器 1 為模式 2,8 位自動(dòng)重裝 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 35 TH0=0X00。 IT0 = 1。 k=1。j=8。} k++。//處理完畢標(biāo)志位置 1 } 鍵值判斷程序： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 36 unsigned char Ir_information() { unsigned char Ir_num。IRcord[1]==0xBFamp。IRcord[3]==0xf3) {Ir_num= 0。amp。 } else if(IRcord[0]==0x00amp。IRcord[2]==0x11amp。amp。amp。IRcord[1]==0xBFamp。IRcord[3]==0xeb) {Ir_num= 4。amp。 } else if(IRcord[0]==0x00amp。IRcord[2]==0x16amp。amp。amp。IRcord[1]==0xBFamp。IRcord[3]==0xe6) {Ir_num= 8。amp。} else if(IRcord[0]==0x00amp。IRcord[2]==0x01amp。amp。amp。IRcord[1]==0xBFamp。IRcord[3]==0xf1) {Ir_num= 12。amp。}else； { Ir_num=14。} 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器軟件設(shè)計(jì) 戶主的手機(jī)號(hào)碼是會(huì)時(shí)常更改，為了實(shí)現(xiàn)戶主的手機(jī)號(hào)碼更改后仍能使用該系統(tǒng)，本系統(tǒng)需具備更改戶主手機(jī)號(hào)碼和對(duì)戶主手機(jī)號(hào)碼的存儲(chǔ)，另外還需對(duì)報(bào)警信息的記錄。 STC 各型號(hào)單片機(jī)內(nèi)置的 EEPROM 是以 512 字節(jié)為一個(gè)扇區(qū)， EEPROM 的起始地址等于 FALSH 容量值加 1， STC89C52RC 的起始地址為 0x