【正文】 其次，我還要感謝我親愛的同學(xué)們，有時(shí)候我們一起討論自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的情況，一起為大家的點(diǎn)子做點(diǎn)評(píng)， 一起面對(duì)各自在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的疑問。再回首，驚訝地發(fā)現(xiàn)自己的進(jìn)步是如此大，這一次的實(shí)踐，也讓我認(rèn)識(shí)到，在即將到來的社會(huì)的考驗(yàn)中，我們需要定下心里，去掉身上的毛刺和嬌躁，為每一份工作，做出自己最大的努力。就這樣一件件的對(duì)比，看過了很多相關(guān)的元器件資料，了解了很多參數(shù)。 調(diào)試過程中，硬件的測(cè)試比較簡(jiǎn)單的，花費(fèi)時(shí)間最多的要數(shù)軟件調(diào)試，不僅要考慮參數(shù)和數(shù)組的類型，還要考慮程序的優(yōu)化等。最后選擇熱釋電紅外的原因是熱釋電紅外的測(cè)量范圍大、靈活性比較高，且隱蔽性也比較強(qiáng)。經(jīng)測(cè)試功能實(shí)現(xiàn)正常。見圖 51。 16 圖 42 軟件運(yùn)行截圖 5 軟硬件 測(cè)試 17 硬件測(cè)試 為了讓系統(tǒng)按要求完成功能設(shè)定和保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，硬件電路和程序軟件測(cè)試和調(diào)試環(huán)節(jié)是必不可少的。 (GSM 通信函數(shù) ) 函數(shù)中定義了單片機(jī)控制 GSM 模塊撥打電話和發(fā)送短信的函數(shù)，也將 AT指令和短信內(nèi)容存放在系統(tǒng)的變量中，方便函數(shù)的調(diào)用?；鹧?、紅外和可燃?xì)怏w傳感器與單片機(jī) ， ， 三個(gè)接口相連。 11 圖 33 MCU 模塊電路 溫濕度傳感器電路 DHT11 溫濕度傳感器元器件有 4 個(gè)引腳，其中一個(gè)是 NC 腳（即不需要連接），所以在電路實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，只需要三個(gè)引腳就可以了，其信號(hào)輸出為單路數(shù)字信號(hào)輸出，通過 P4 排針和杜邦線跳線，我們可以靈活地選擇任意一個(gè)單片機(jī)空閑的 I/O 口作為 DHT11 的信號(hào)輸入，輸出口。 除了充當(dāng)下載器， PL2303 還可以用做單片機(jī)與主機(jī)之間的串行通信接口，亦可以充當(dāng)其它外設(shè)與主機(jī)之間的通信接口。 系統(tǒng)電源 供電是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，本安防系統(tǒng)分 兩個(gè)電源，一個(gè)是 GSM 自帶適配器 9 （ 12V,1A），為 GSM 模塊單獨(dú)供電用。 DS1302 的三個(gè)接口與單片機(jī)相連接， CLK/EN/DATE 三個(gè)接口分別是傳輸時(shí)鐘頻率，使能信號(hào)和數(shù)據(jù)的。傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體和部分煙霧顆粒， MQ2 傳感器對(duì)我們生活中常見的液化石油氣、天然氣和氫氣的檢測(cè)比較精準(zhǔn)，是一款適合多種場(chǎng)合應(yīng)用的低成本傳感器。 傳感器 為了檢測(cè)到不同類型的物理量，需要選擇不同類型的傳感器。 5. 短信（ SMS）：支持 MT/MO/CB/TEXT 和 PDU 模式的短信，短信儲(chǔ)存在 SIM卡里。在綜合對(duì)比功能、價(jià)格等因素后選擇使用此款 GSM 模塊。 8. 有 32 個(gè)通用 I/O 口， P0 口要加上 上拉電阻才能作為普通的 I/O 口使用。單片機(jī)引腳圖見圖 21。當(dāng)系統(tǒng)初始化時(shí)，以 DS1302 作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片為準(zhǔn)的時(shí)鐘信息和DHT11 溫濕度傳 感器采集的室內(nèi)空氣的溫濕度，都會(huì)顯示在 LCD1602 上。 這也是以一種物聯(lián)網(wǎng)的形式去實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，我相信這個(gè)方向會(huì)有很大的開發(fā)價(jià)值與廣闊的前景，希望可以從本次課題中試著去接近、去熟知、去掌握這個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)。Singlechip。 本系統(tǒng)主要由 51 單片機(jī)、 GSM 模塊及各類傳感器組成，系統(tǒng)憑借穩(wěn)定、成熟的 GSM 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以及最直觀的中文短消息和電話形式，直接把屋子里發(fā)生的警情反映到您的手機(jī)屏幕上。 遠(yuǎn)程的安防系統(tǒng)，使人們可以在任何地方 都能夠及時(shí)知曉布防空間所發(fā)生的險(xiǎn)情，因?yàn)楝F(xiàn)代家庭內(nèi)部的家電越來越多樣化和復(fù)雜化，導(dǎo)致室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、煤氣泄漏等危險(xiǎn)的概率越來越大，所以普通的監(jiān)控等單一的安防系統(tǒng)已經(jīng)滿足不了用戶的需求和時(shí)代的發(fā)展了，安全防護(hù)設(shè)備應(yīng)當(dāng)不僅包括防盜功能，還應(yīng)具有監(jiān)控煤氣泄漏和火災(zāi)報(bào)警功能。 5. 為了不干擾屋主正常生活，實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)時(shí)段開啟熱釋電紅外報(bào)警功能，防止誤報(bào)警。 STC89C52 有 40 個(gè)引腳，每個(gè)引腳的功能都比較簡(jiǎn)單明了，所有的接口基本滿足了我的設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需要的功能，所以采用此款單片機(jī)作為這次安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主控制器。 5. 芯片上已集成 512 字節(jié)的 RAM。蜂窩通信引擎 SIM900A 是Siemens 推出的一種無線通信模塊，并且已經(jīng)有國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證 [3]。 4. 工作溫度： 40176。通過 文本與Unicode 字符相互轉(zhuǎn)換的軟件（見圖 23），我們可以很輕松地得到文本的相關(guān)Unicode 碼，并寫入到單片機(jī)的指令代碼中。熱釋電紅外結(jié)構(gòu)圖如圖24 所示。單線數(shù)字信號(hào)輸出接口把 系統(tǒng)的集成變得更便捷。圖 31 為系統(tǒng)的硬件原理框圖。 UVCC 連接單片機(jī)供電系統(tǒng)，為單片機(jī)提供電力支持。如 R2 上拉電阻就是為了使 P0口能夠?qū)崿F(xiàn)高電平而加入的， P0 口主要是與 LCD1602 的 DB0DB7 進(jìn)行 8 位 2進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸，單片機(jī)的 三個(gè)接口分別連接 LCD 的數(shù)據(jù)和讀寫選擇等功能引腳上，實(shí)現(xiàn)指令的選擇。 VCC 則是備用電源（ 紐扣電池）接口，備用電源是為了防止系統(tǒng)掉電后，時(shí)鐘錯(cuò)亂而設(shè)定的，也是 DS1302 經(jīng)常會(huì)用到的電源。 (實(shí)時(shí)時(shí)鐘函數(shù) ) 在函數(shù)中已根據(jù) DS1302 時(shí)鐘芯片時(shí)序圖編寫好時(shí)鐘芯片的初始化和讀寫程序，通過 頭文件調(diào)用即可。此函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)傳感器的信息讀取和判斷，并對(duì)判斷后的警情做出相對(duì)應(yīng)的措施。 電壓測(cè)試 :接上電源后，應(yīng)不要急著把各部位的元器件都接到板子上，及時(shí)用萬用表直流電壓檔 測(cè)量單片機(jī)電源口， LCD1602電源接口和擴(kuò)展電壓口的電壓等。見圖 54. 圖 54 修改手機(jī)號(hào)碼界面 檢測(cè)到可燃?xì)怏w： 19 當(dāng)用打火機(jī)對(duì)著可燃?xì)鈧鞲衅鲊姎鈺r(shí)，系統(tǒng)顯示如圖 55，此時(shí)蜂鳴器響起，GSM 模 塊先發(fā)警報(bào)短信后撥打預(yù)設(shè)號(hào)碼，經(jīng)測(cè)試均可實(shí)現(xiàn)。 選擇元器件也是一個(gè)糾結(jié)的過程，選擇芯片的型號(hào)這些事情是比較麻煩的，在對(duì)比過 AT89C52 和 STC89C52 后，由于 STC 的性價(jià)比比較高，所以選擇了 STC的芯片作為主控芯片，在 LCD1602 和 LCD12864 之間，因?yàn)楸景卜老到y(tǒng)的顯示內(nèi)容預(yù)計(jì)完全可以在 LCD1602 上面實(shí)現(xiàn)，為了節(jié)省制作成本和節(jié)省空間最后就選擇了 1602 作為顯示屏。 在電路設(shè)計(jì)過程，很多電路都是根據(jù)資料數(shù)據(jù)手冊(cè)上面的典型電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的，有部分也是根據(jù)自己平時(shí)積累的電路知識(shí)設(shè)計(jì)的。除了這些，程序上也 還有很多需要改進(jìn)和優(yōu)化的地方，比如開機(jī)初始化比較久，開機(jī)蜂鳴器鳴叫等問題還需要繼續(xù)深入研究。 寫程序的那段時(shí)間，是我最艱難的時(shí)候，寫程序的累，不是想法累，不是編寫累，最累的是程序運(yùn)行錯(cuò)誤的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)功能與自己想象的不符合的時(shí)候，這時(shí)候雖然 KEIL 軟件里面會(huì)有提示錯(cuò)誤的位置，可是還 是會(huì)有找一個(gè)錯(cuò)誤找了一個(gè)早上都沒有解決的時(shí)候。如果沒有歐老師的指點(diǎn)，我可能還是止步不前繼續(xù)做自己熟悉而無趣的事情。 。 在這里，首先我要真誠的感謝我的指導(dǎo)老師歐觸靈老師。畫電路板是一件很興奮的事情，那段時(shí)間常常熬夜到兩三點(diǎn)，總是期待自己能更快、更好的完成，所以就算再累也擋不住心里的激情。 總的來說，產(chǎn)品功能最后的實(shí)現(xiàn)是基本完成了，可是還是存在一些需要改進(jìn)的地方，比如沒有后備電源，后備電源在剛開始我也想過是否加上，系統(tǒng)板的后備電源比較容易制作，可是 GSM 模塊工作的電源為 12V/1A，這個(gè)在無 220V 交流電為基礎(chǔ)的時(shí)候相對(duì)于我來講是比較難實(shí)現(xiàn)的，所以最后就還是沒把后備電源加上。在類似的一系列問題得到解決的同時(shí)，新的創(chuàng)意點(diǎn)也不斷涌向腦海。經(jīng)測(cè)試，撥打電話和發(fā)短信的功能均能實(shí)現(xiàn)。（全天開啟則兩時(shí)間相同即可） 圖 53 修改預(yù)設(shè)時(shí)間段界面 修改手機(jī)號(hào)碼： 時(shí)鐘顯示模式下按鍵 5 進(jìn)入預(yù)設(shè)號(hào)碼修改模式，按鍵 2 光標(biāo)右移，按鍵 4 的數(shù)字增減功能均無異常。在我們的檢測(cè)中， 先 使用萬用表的蜂鳴器檔和直流電壓檔分別 對(duì) 電路板進(jìn)行短路和電壓測(cè)試。 (傳感器觸發(fā)函數(shù) ) 由于蜂鳴器、紅外、可燃?xì)夂突鹧鎮(zhèn)鞲衅鞯挠|發(fā)條件比較簡(jiǎn)單，程序也比較像相識(shí)。模塊化程序設(shè)計(jì)具有明顯的框架性，方便我們對(duì)程序的修改和功能擴(kuò)充，還能增加程序的可讀性和可移植性。在本系統(tǒng)程序中，使用高低電平切換輸入讓蜂鳴器能夠發(fā)出“嘀嘀嘀”的聲音的。 10 圖 32 電源及 PL2303 電路 MCU 模塊電路 MCU 模塊電路如圖 33 所示，單片機(jī)的典型系統(tǒng)電路都比較成熟了， PP2 接口是單片機(jī) I/O 口的引腳，方便接入傳感器。圖中電源電壓由右下角 USB 接口進(jìn)入系統(tǒng)， VCC 和 GND 分別是系統(tǒng)的電源和接地標(biāo)號(hào)。將在此章節(jié)中把各模塊在 Altium Designer 中設(shè)計(jì)好的電路進(jìn)行理性的分析，最后將設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)電路 PCB 導(dǎo)出，制作成有良好可焊性的實(shí)物 PCB 電路板。 DHT11 溫濕度傳感器 DHT11 溫濕度傳感器是一款能同時(shí)檢測(cè)空間溫度和濕度的復(fù)合傳感器，它輸出的是已校準(zhǔn)的溫濕度數(shù)字信號(hào)，模塊采用了專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，