【正文】 0IE1IT1IE0IT0TF1和TF0：分別為定時器1和定時器0的溢出標(biāo)志。IT1和IT0：分別為外部中斷1和外部中斷0的觸發(fā)方式選擇位。ET1為定時器1的中斷允許控制位。在本設(shè)計中，使用的是內(nèi)部中斷。 系統(tǒng)各功能模塊的軟件設(shè)計 溫度傳感器DHT11的軟件設(shè)計 在本設(shè)計中MMA7455主要是實現(xiàn)對家中門窗的動態(tài)運動進行監(jiān)控,進而作為防盜報警的依據(jù)。每個器件都有一個唯一的地址，而且可以是單接收的器件（例如：LCD驅(qū)動器）或者可以接收也可以發(fā)送的器件（例如：存儲器）。在IIC總線傳輸過程中，將兩種特定的情況定義為開始和停止條件（見圖3）：當(dāng)SCL保持“高”時，SDA由“高”變?yōu)椤暗汀睘殚_始條件；當(dāng)SCL保持“高”且SDA由“低”變?yōu)椤案摺睍r為停止條件。當(dāng)尋址的被控器件不能應(yīng)答時，數(shù)據(jù)保持為高并使主控器產(chǎn)生停止條件而終止傳輸。 n = 1:文本模式,通常要設(shè)置為PDU模式,在這種模式下,能傳送或接受透明數(shù)據(jù)(用戶自定義數(shù)據(jù))；：AT + CMGR = n, n為短消息號(十進制)；：AT =CMGL = n， n = 0:未讀的短消息；n = 1：已讀的短消息；n = 2：未發(fā)送的短消息；n= 3:已發(fā)送的短消息；n = 4：所有的短消息；：AT + CMGD = n，n為短消息號(十進制) 。這樣一個字節(jié)的16進制數(shù)就變成了2 個字節(jié)的ASMII 碼。常用的AT指令如下表：表34 常用AT指令A(yù)T指令功能AT命令設(shè)置不回顯命令A(yù)TEO查詢網(wǎng)絡(luò)是否已經(jīng)注冊AT+CREG?設(shè)置短信到達(dá)提醒方式AT+CPMS=設(shè)置短信存儲在模塊AT+CPBS=SM設(shè)置電話薄位置SIM卡AT+CMGF=0/1設(shè)置短信模式。在1602液晶的子程序的開始，定義了一系列的數(shù)組用于顯示的調(diào)用。因此才會出現(xiàn)上出現(xiàn)的情況。晶振的選取是以通信的波特率為準(zhǔn)進行參數(shù)設(shè)置的。 MMA7455I加速度傳感器的測量范圍為02g/4g/8g,可通過mode control register來設(shè)置工作模式（g為重力加速度），這里選擇量程為4g。這樣就可以消除抖動帶來的誤報現(xiàn)象。主機發(fā)送開始信號結(jié)束后，延時等待2040us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號，主機發(fā)送開始信號后，可以切換到輸入模式，或者輸出高電平均可，總線由上拉電阻拉高。由此，智能化小區(qū)建設(shè)近年來也是如火如荼，“智能家居”更是被炒得炙手可熱。目前，智能家居“錢”途無量，但目前國內(nèi)仍處于向國外企業(yè)學(xué)習(xí)階段。通過這次畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己對知識的理解還不夠透徹，要學(xué)習(xí)的東西還很多，畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗和總結(jié)，也是對自己能力的一種提高。因而智能防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計中要考慮這些因素。圖46 系統(tǒng)總體圖5 總結(jié)與展望本論文設(shè)計了基于單片機的智能家居報警系統(tǒng)，通過近段時間的努力研究，主要完成以下內(nèi)容：1. 通過分析家居生活中可能遇到的安全隱患，選擇了其中的兩個（防盜、防火災(zāi)）進行報警設(shè)計；2. 通過分析把整個系統(tǒng)分為若干個模塊；3. 分別對每個模塊進行了分析和設(shè)計（軟硬件設(shè)計）；4. 使用Altium Designer Summer09繪制了系統(tǒng)原理圖；5. 焊接、調(diào)試實物模型。 總線空閑狀態(tài)為高電平，主機把總線拉低等待DHT11響應(yīng)，主機把總線拉低必須大于18毫秒，此時調(diào)用一個18毫秒的延時子函數(shù),保證DHT11能檢測到起始信號。有個平均加速度值，運動時間，由于初始加速度值為0，有公式上面公式中的加速度值和時間就可以求出移動的大致距離。加速度傳感器采用的是MMA7455I，是一款數(shù)字傳感器，具有三個自由度，通過對CS端子進行賦值可以選擇通信方式即SPI和IIC兩種通信方式，當(dāng)CS為高電平時采用的是IIC通訊方式，低電平時為SPI通訊方式。在串口通訊時必須將單片機的TXD和RXD端子和對應(yīng)GSM的RXD和TXD相連，而且要共地。對于單片機最小系統(tǒng)來說，首先是正常工作，單片機使用的AT89S52單片機，在焊接過程中，由于EA引腳沒有接高電平，在用流水燈測試單片機最小系統(tǒng)時對I\O口單獨賦值時電平輸出有效，當(dāng)讓流水燈循環(huán)流動時，卻沒有達(dá)到預(yù)期的效果。顯示屏上需要顯示溫度值、濕度值、加速度傳感器的三軸加速度值。TC35i 模塊向單片機應(yīng)答PDU數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)時不包括前9個字節(jié)數(shù)據(jù)，但向單片機傳送PDU 數(shù)據(jù)包時，包括這9個字節(jié)的數(shù)據(jù)。當(dāng)TC35i 模塊接收到一條完整的AT 指令后，TC35i 模塊并不立即執(zhí)行該條指令，而是先把剛才接收到的AT 指令的ASCII 編碼序列全部反發(fā)送出來（含0DH）；其次發(fā)送一個回車符和一個換行符的ASCII 編碼，即0DH 和0AH；然后執(zhí)行該指令。液晶顯示屏選用1602，它主要用于顯示加速度傳感器采集到的X、Y、Z軸的加速度值以及溫度傳感器DHT11采集到的室內(nèi)溫度值，以便更清晰直觀地感受到報警系統(tǒng)的工作狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳送具有應(yīng)答是必須的。并且最近還增加了高速模式。IIC總線支持任何一種IC制造工藝，并且 PHILIPS和其他廠商提供了種類非常豐富的IIC兼容芯片。發(fā)送操作在T1=0時，發(fā)送電路自動在8位發(fā)送數(shù)據(jù)前后分別添加一位起始位和停止位,并在移位脈沖作用下由TXD引腳依次發(fā)送一幀數(shù)據(jù),“1”，需要由軟件將其請“0”。 EX0為定時器0的中斷允許控制位。ES為串行口中斷允許位。IE1和IE0：分別為外部中斷1和外部中斷0的觸發(fā)方式選擇位。五個中斷源的中斷請求標(biāo)志位及定時器/計數(shù)器的控制位，均設(shè)置在定時控制寄存器TCON和串口控制寄存器SCON中。在新的8051 系列產(chǎn)品中，SFR 在功能上經(jīng)常組合為16 位的，為了有效的訪問這類SFR，使用定義“sfr16”，當(dāng)“SFR”的高端直接位于低端后時，對SFR16 位的訪問是可能的?！?77。但在編寫復(fù)雜程序時，相對高級語言代碼量較大，而且匯編語言依賴于具體的處理器體系結(jié)構(gòu)，不能通用，因此不能直接在不同處理器體系結(jié)構(gòu)之間移植。這樣用符號代替機器語言的二進制碼，就把機器語言變成了匯編語言。C語言對編寫需要硬件進行操作的場合，明顯優(yōu)于其它高級語言，有一些大型應(yīng)用軟件也是用C語言編寫的。 C也是一種結(jié)構(gòu)式語言。它由美國貝爾研究所于1972年推出。傳感器主要是由MMA7455i加速度傳感器、溫度傳感器和煙霧傳感器組成，對家中情況進行監(jiān)控，并做簡單的信號處理。該模塊桶用探測器檢測模塊、延時和定時器模塊相結(jié)合防止探測器的誤觸發(fā)，提高系統(tǒng)可靠性。 程序是由主程序、開機初始化模塊、主人在家狀態(tài)模塊、延時和定時器模塊、無人在家狀態(tài)模塊、傳感器檢測模塊、串口初始化和GSM通信模塊組成。單片機與TC35i 的軟件接口其實就是單片機通過AT 指令控制手機的控制技術(shù)，首先設(shè)置TC35i 模塊的工作模式：AT+CMGF=n，n=0 為PDU 模式；n=1 為文本模式；通常設(shè)置為PDU 模式，在這種模式下，能傳送或接受透明數(shù)據(jù)（用戶自定義數(shù)據(jù)）。TC35i模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、天線接口留部分組成。 發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：當(dāng)發(fā)送中斷標(biāo)志位TI復(fù)位后，CPU執(zhí)行任何一條寫SBUF指令，就啟動一次發(fā)送過程。 CPU中斷響應(yīng)結(jié)束后即轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序的入口地址，從執(zhí)行中斷服務(wù)程序的第一條指令開始到執(zhí)行RETI返回指令為止，這個過程成為中斷處理或中斷服務(wù)。外部中斷有/INT0、/INT1，、可選擇低電平有效或沿下降沿有效。在閑置模式下，CPU停止工作。 AT89S52單片機的振蕩器特性和芯片擦除：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。：外部程序存儲器的選通信號。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容?，F(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機將LCD(液晶)驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，可實現(xiàn)的功能就越強大。AVR單片機是ATMEL在90年代推出的精簡指令集RISC的單片機，跟PIC類似。機電一體化產(chǎn)品是集機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和計算機技術(shù)于一體，具有智能化特征的各種機電產(chǎn)品。面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，從而獲得最佳性價比。比較普通計算機和嵌入式計算機的差異，說明這是由于它們應(yīng)用場合和應(yīng)用環(huán)境的不同而造成的，而單片機則屬于低端嵌入式計算機。圖211 PT2272無線接收模塊U12為一體化紅外接收頭，接收到信號后，經(jīng)2272解碼，將信息經(jīng)D0……D3口輸出，我們通過電路設(shè)置使不同的傳感器電路，觸發(fā)2262不同的數(shù)據(jù)I/O口，這樣單片機通過采集2272的數(shù)據(jù)接口就可以知道報警傳感器的位置，從而坐車相應(yīng)的處理。因此，在此論文中對這一模塊進行詳細(xì)地說明是十分必要的，同時也可提高我的知識面。從模式下，DHT11接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號，DHT11不會主動進行溫濕度采集。當(dāng)傳輸距離小于20米時使用5K的上拉電阻，當(dāng)傳輸距離大于20米時上拉電阻做相應(yīng)的改變。表22 DHT11各管腳功能Pin名稱注釋1VDD供電 3—2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，懸空4GND接地，電源負(fù)極 氣體的相對濕度，在很大程度上依賴于溫度。表21 DHT11的性能說明參數(shù)條件MinTypMax單位分辨率111℃888Bit重復(fù)性177。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。由于加速度傳感器的輸出采用了零點校正，因而只需考慮門窗運動的加速度積分得門窗運動的速度。各軸的信號在不運動或不被重力作用的狀態(tài)下（0g）。0g 偏置和靈敏度是出廠配置，無需外部器件。公司為客戶提供廣泛多樣的輔助設(shè)備，連接各種產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)和真實世界的信號(如聲音、振動和壓力等)。1992 年，飛思卡爾公司開始在天津開展業(yè)務(wù)，包括在天津的封裝和測試運行部門，北京、蘇州和天津3個研發(fā)中心，北京、上海和深圳3個銷售辦事處。下圖是總體硬件結(jié)構(gòu)：圖21 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)傳感器部分主要是采集家中安全信息，如溫度、門窗的移動情況，而本設(shè)計最有特色的部分也在于傳感器的選擇，采用新型的加速度傳感器，使防盜模塊更完善；AT2262/2272是用于無線連接傳感器與單片機的部分，此部分避免了防盜系統(tǒng)大量的布線工作；單片機主要是對采集信息的處理、判斷并做出相應(yīng)的處理過程，是整個系統(tǒng)的大腦；GSM模塊主要是用于聯(lián)系用戶，現(xiàn)代在手機十分普及的背景下，采用GSM模塊進行短息或語音通話直接通知戶主家庭安全情況，會非?？旖?，使得家中安全情況得到及時處理。同時本設(shè)計介紹了一種由嵌入式報警主機、無線發(fā)射裝置，手機終端，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點構(gòu)成的智能報警系統(tǒng)。比如超聲波傳感器，體積大，市場價在8 元左右，操作復(fù)雜，易受干擾；其次，誤報現(xiàn)象比較嚴(yán)重，困擾人們的生活，比如我們家里面電車或者汽車上常用的震動型傳感器，在人不小心碰到時就會發(fā)出刺耳的警笛聲，雖然起到了一定的報警作用，但是給人的生活帶來很大困擾，并且當(dāng)人距離報警聲音傳播范圍之外時，亦無法知道車輛的安全狀況。目前的、家居報警系統(tǒng)領(lǐng)域多用到開關(guān)振動、超聲波、紅外探測、門磁開關(guān)等類型的傳感器，其在應(yīng)用過程中暴露出諸多的缺點：首先，傳感器價格昂貴，體積龐大，難以集成。使得報警更加快捷方便，同時不用布線，避免了維修的復(fù)雜性。 圖11 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖2 硬件設(shè)計 本系統(tǒng)的硬件主要是由傳感器網(wǎng)路、PT2262/2267無線收發(fā)模塊、MCU控制器、GSM模塊組成。飛思卡爾根據(jù)輕資產(chǎn)(assetlight)戰(zhàn)略，有選擇地將內(nèi)部生產(chǎn)能力集中在處于領(lǐng)先地位的細(xì)分化或?qū)I(yè)加工工藝上，由第三方工廠提供標(biāo)準(zhǔn)工藝技術(shù)，作為內(nèi)部資源的補充。2006年，飛思卡爾在下列領(lǐng)域居于市場領(lǐng)先地位：汽車（全球汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品市場份額位居第一）、網(wǎng)絡(luò)（全球網(wǎng)絡(luò)通信處理器市場份額第一；全球用于蜂窩基站的射頻功率產(chǎn)品市場份額位居第一）、工業(yè)控制器、消費電子產(chǎn)品（微控制器和嵌入式處理器市場份額位居第二）和無線產(chǎn)品（無線通信應(yīng)用專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品市場份額位居第四；蜂窩手機數(shù)字基帶半導(dǎo)體產(chǎn)品全球市場份額位居第四）。MMA7455是一款數(shù)字輸出（I2C/SPI）、低功耗、緊湊型電容式微機械加速度計，具有信號調(diào)理、低通濾波器、溫度補償、自測、可配置通過中斷引腳（INT1或INT2）檢測0g，以及脈沖檢測（用于快速運動檢測）等功能。后面的圖片示出了它們的關(guān)系。這里根據(jù)門窗運動的特點，提出一種簡單方便的方法，用這種方法可以實現(xiàn)加速度傳感器的動態(tài)零點校正。圖24 DHT11實物圖每個DHT11 傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準(zhǔn)。在本設(shè)計中，DHT11主要是用來監(jiān)測室內(nèi)溫度狀況，當(dāng)家中有火災(zāi)發(fā)生時，居室中溫度升高，當(dāng)溫度超過一定的溫度閥值時，溫度信號被傳感器采集到發(fā)送給單片機，單片機經(jīng)過處理、判斷，執(zhí)行報警，有效地避免災(zāi)情進一步發(fā)生。在非正常工作條件下長時間使用會加速產(chǎn)品的老化過程。圖25 DHT11應(yīng)用電路 此電路即為本設(shè)計中DHT11的應(yīng)用電路。用戶MCU發(fā)送一次開始信號后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機開始信號結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。 PT2262/2272無線收發(fā)模塊 由于本設(shè)計成本和本人的能力