【正文】 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn) 31 參考文獻(xiàn) 【 1】 陳凱 秦實(shí)宏等 .《基于 GSM 模塊 TC35I 的收發(fā)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 .武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) .2021 年，第 33 卷第1 期： 9294 頁 . 【 2】 田思源 姚玉霞等 .《智能化樓宇安防自動監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的研究》 .農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息 .2021 年，第 7 期： 2426頁 【 3】 馬士寶 張國玉等 .《基于 GSM 模塊的無線報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 .長春理工大學(xué) 學(xué)報(bào) .2021 年，第 32 卷第 1 期：5153 頁 . 【 4】 劉松 趙忠等 .《基于 GSM 的遠(yuǎn)程家庭智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 .產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .2021 年 3 月： 2427 頁 . 【 5】 劉霞等 .《嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》 .計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò) .2021 年： 246247 頁 . 【 6】 童詩白 .《 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 .高等教育出版社 【 7】 晁陽 . 《 單片機(jī)原理及應(yīng)用開發(fā)教程 》 .清華大學(xué)出版社 【 8】 張國峰 .《 單片機(jī) 原理及應(yīng)用 》 .機(jī)械工業(yè)出版社 【 9】 吳飛青 .《 單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)踐指導(dǎo) 》 .機(jī)械工業(yè)出版社 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 致謝 32 致 謝 在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo) 的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝他 的諒解與包容。 第二，本系統(tǒng)針對未來技 術(shù)發(fā)展的趨勢而設(shè)計(jì)，因此對系統(tǒng)的其他功能尚留有端口以供后續(xù)開發(fā) 。 其程序代碼詳見附錄二。測試時(shí)應(yīng)記錄系統(tǒng)前后狀態(tài)，看是否符合預(yù)期。檢測點(diǎn)如下圖所示 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 系統(tǒng)仿真及測試 23 每隔 5s 記錄一次數(shù)據(jù)，測試結(jié)果如下所示 紅外模擬電路測試（單位： V） 時(shí)間 ＶＣＣ Ｕ２ ０ｓ 5 5 ５ｓ 5 5 １０ｓ 5 5 按下開關(guān)后０ｓ 5 0 ５ｓ 5 0 １０ｓ 5 0 １５ｓ 5 0 通過分析上述數(shù)據(jù)可知，當(dāng)開關(guān)沒有按下時(shí)， 端口直接接單片機(jī)電源電壓，此時(shí)中斷端口處于關(guān)閉狀態(tài)，而當(dāng)開關(guān)按下后，電源直接被接地，此時(shí) 為低電平，中斷端口打開，當(dāng)開關(guān)后恢復(fù)后 端口又變成高電平，這一過程產(chǎn)生的脈 沖傳入中斷端口，繼而使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。 當(dāng)啟動模擬時(shí)如下所示： 可以看到檢測點(diǎn)顯示的電壓數(shù)據(jù)， 每隔 5s 暫停記錄數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)如下： 電源電路測試數(shù)據(jù) 時(shí)間 VI（單位： V） VO（單位： V） 測試前數(shù)值 0 0 模擬后（ 5s） 10s 15s 20s 25s 30s 分析以上數(shù)據(jù)可知，輸入電壓為 ，符合 7805 穩(wěn)壓器 的輸入電壓；輸出電壓為 5V 符合單片機(jī)的輸入電壓，并且 輸出 電壓起伏基本在 ，符合單片機(jī)系統(tǒng)要求。用一個(gè)電平表示 1，用另一個(gè)電平表示 0。 本系統(tǒng)仿真步驟和目標(biāo) ：（ 1）利用 Proteus 仿真系統(tǒng)電路，檢測電路是否正確，各端口電壓是否符合要求。在初始化階段系統(tǒng)還要 設(shè)置中斷模式——令 TMOD 寄存器（工作方式寄存器）為 0x10，該模式允許定時(shí)器 1 和外部中斷0 程序同時(shí)啟用；同時(shí)關(guān)閉 中斷端口，即將寄存器 EA（ 中斷允許控制位，置 0 表示關(guān)中斷 ）、 EX0（ 外部中斷 0 請求標(biāo)志位 ，置 0 表示關(guān)閉請求 ）、 TR1（定時(shí)器 1 運(yùn)行控制位，置 0 表示關(guān)閉）全部置 0。 3)共基電路的突出特點(diǎn)在于它具有很低的輸入電阻，使晶體管結(jié)電容的影響 不顯著，因而頻率響應(yīng)得到很大改善，所以這種接法常常用于寬帶放大器中。 (2)晶體管放大電路 紅外傳感器所發(fā)出信號均為低頻小信號，因此需要放大電路對其進(jìn)行放大處理方可輸入到單片機(jī)中。 本系統(tǒng)中最常見的電路由最基本的ＲＣ電路和晶體管放大電路組成，其原理如下： 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 方案設(shè)計(jì) 13 （ 1） RC 電路 在模擬及脈沖數(shù)字電路中，常常用到由電阻 R 和電容 C 組成的 RC 電路，在這些電路中，電阻 R 和電容 C 的取值不同、輸入和輸出關(guān)系以及處理的波形之間的關(guān)系，產(chǎn)生了 RC 電路的不同應(yīng)用。 如圖所示，串口模塊由一個(gè)ＭＡＸ２３２芯片和一個(gè) COMPIM 串口端組成，COMPIM 端口負(fù)責(zé)與 GSM 連接， MAX232 負(fù)責(zé)與單片機(jī)連接 。 0 接口 ，而LED 報(bào)警燈接單片機(jī) P1。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路是為單片機(jī)提供機(jī)器振蕩周期的電路，是單片機(jī)的重要組成部分。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。熱釋電傳感器具有成本低、不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源、靈敏度高、可流動安裝等特點(diǎn)。 處理器采用 51 系列單片機(jī) AT89C51。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 方案設(shè)計(jì) 6 3 方案設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)包括硬件、軟件兩部分。 /PSEN：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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)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。 AT89C 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 PIR 內(nèi)部電路圖如下圖所示： PIR 性能及檢測范圍 PIR 抗干擾性能比較強(qiáng)： 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 基礎(chǔ)知識介紹 3 (1)防小動物干擾： 探測器安裝在推薦地使用高度，對探測范圍內(nèi)地面上地小動物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。它 主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2*1mm 的探測元件。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 （ 1）根據(jù)市場需求及技術(shù)發(fā)展趨勢，模擬為一工廠倉庫設(shè)計(jì)基于ＧＳＭ模塊的被動式紅外防盜報(bào)警系統(tǒng) 。本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩部分。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)； 紅外傳感器； GSM 模塊；報(bào)警電路 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 ABSTRACT II ABSTRACT The system uses a pyroelectric infrared sensorand GSM module. Pyroelectric infrared sensor has produced a simple, low cost, easy installation, security and stable performance. It is easy to handle and the signal processed by the MCU system and PC, to facilitate munication. Type TC35 GSM module es with RS232 munication port and can be easily connected with the microcontroller and PC machines, enabling rapid transmission of the wireless alarm signal. At the same time alarm information can be transmitted directly to the client mobile terminal, to facilitate the timely warning. Through the GSM module also allows the system is connected with the PC terminal to facilitate the harmonization of multisystem management. The design includes both hardware and software parts. Hardware includes single chip control circuit, infrared detection circuits, alarm circuits, serial modules and other ponents. 51 series processor AT89C51, the whole system is under the control of the system software to work. Key words: MCU。工廠倉庫經(jīng)常處于無人狀態(tài)，需要不斷監(jiān)控是否有人 入侵。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具 有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大 70 分貝以上，這樣就可以測出 10~20 米范圍內(nèi)人的行動。 PIR 對人體的敏感程度還和人的運(yùn)動方向關(guān)系很大。 VCC：供電電壓。 P2 口 ： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高， 作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE 脈沖。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。軟件結(jié)構(gòu)有循環(huán)檢測、中斷報(bào)警兩個(gè)功能。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下： A T 8 9C 5 1復(fù) 位 電 路紅 外 檢 測 電 路聲 光 報(bào) 警 電 路G S M 報(bào) 警 電 路 具體電路模塊設(shè)計(jì) 電源電路 電源電路如下圖所示， 220V 交流市電可由 市場上典型 220V 轉(zhuǎn) 12V 變壓器降壓，經(jīng)橋式整流器 D1 整流，電解電容 C1 濾波，三端穩(wěn)壓器 78L05 穩(wěn)壓， C2 改善穩(wěn)定電源波動 最后得到整機(jī)要求的 +5V 穩(wěn)定直流電源。 由于熱釋電傳感器輸出的信號變化緩慢、幅值?。ㄐ∮?1mv），不能直接作為照明系統(tǒng)的控制信號，因此傳感器的輸出信號必須經(jīng)過一個(gè)專門的信號處理電路，使得傳感器輸出信號的不規(guī)則波形轉(zhuǎn)變成適合于單片機(jī)處 理的數(shù)字信號。 2） 信號處理電路 熱釋電傳感器信號處理電路 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 方案設(shè)計(jì) 9 熱釋電傳感器 S 極輸出信號送入 BIS0001 的 14 腳，經(jīng)內(nèi)部第一級運(yùn)算放大器放大后，由 C3 耦合從 12 腳輸入至內(nèi)部第二級運(yùn)算放大器放大，再經(jīng)電壓比較器構(gòu)成的鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號去啟動延遲時(shí)間定時(shí)器，最后從 12 腳輸出信號（ V0）送入單片機(jī)中斷 0 端口以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制。 使用晶振頻率為１２ＭＨＺ時(shí)，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于２ｕｓ。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 方案設(shè)計(jì) 11 串口模塊設(shè)計(jì) （ 1） TC35 簡介 TC35 是 Siemeils 公司推出的新 一 代無線通信 GSM 模塊。AT+CMGR=n 為讀 TC35i 模塊短消息數(shù)據(jù)， n 為短消息號。在本設(shè)計(jì)中主要用到了 RC電路的濾波作用。因此，共射電路被廣泛地用作低頻電壓放大電路的輸入級、中間 級和輸出級。當(dāng)有外人入侵時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生中斷，自動進(jìn)入中斷程序，即進(jìn)入防盜報(bào)警程序 。 其中斷工作流程如下圖所示： 中 斷 源 發(fā) 出 中 斷 申 請關(guān) 中 斷 、 保 護(hù) 現(xiàn) 場啟 動 報(bào) 警 模 塊 、 G S M 模 塊恢 復(fù) 現(xiàn) 場 、 開 中 斷中 斷 返 回 中斷報(bào)警程序主要靠兩個(gè)函數(shù)模塊來完成，報(bào)警函數(shù)模塊負(fù)責(zé)進(jìn)行聲光報(bào)警，而GSM 模塊負(fù)責(zé) GSM 無線網(wǎng)絡(luò)報(bào)警 ，當(dāng)警報(bào)結(jié)束后對現(xiàn)場進(jìn)行恢復(fù)。 系統(tǒng)仿真各步驟的具體過程及數(shù)據(jù)記錄 硬件仿真及測 試記錄 硬件的可靠性設(shè)計(jì)對于一個(gè)系統(tǒng)來說至關(guān)重要，因此在未設(shè)計(jì)出實(shí)