【文章內(nèi)容簡介】 E B 2 5 3 0 核心 板E B 2 5 3 0 核心 板紅 外 熱 釋 電 傳 感 器H C S R 5 0 1繼 電 器Z i g b e e 協(xié)議蜂 鳴 器串 口 通 信P C 機O L E D顯 示屏 圖 31 硬件電路總體框圖 主控 設備 電路 主控 設備 框圖如 圖 32 所示 ： 18 EB2530核心 板PC機OLED顯 示 屏蜂 鳴 器 圖 32 主控設備框圖 主控 設備 接受來自傳感 設備 的信息并控制蜂鳴器和 OLED 顯示屏。 EB2530 核心板電路 主控 設備 的核心組成部分是 EB2530 核心板，下面著重介紹 EB2530 核心板。 作為主控 設備 的核心， EB2530 核心板 集成 了 CC2530 無線傳輸芯片，支持 zigbee 傳輸協(xié)議，集成度高，功耗低，運 行速度快。 最小模塊介紹 CC2530 最小模塊體積小（ *），重量輕，引出全部 IO 口，標準 排針接口?？芍苯討迷谌f用板或自制 PCB 上。模塊使用 全向天線，可靠傳輸距離達 250 米。自動重連距離高達 110 米。 [7] CC2530 最小模塊電路圖如 圖 33 所示 ： 19 圖 33 CC2530 最小模塊電路圖 核心板 底板電路 底板電路的設計主要是增強 ZigBee的使用性，加入一些按鍵和 LED的功能，其自帶的 usb轉(zhuǎn)串口芯片可方便用戶調(diào)試。 串口通訊：自帶 USB轉(zhuǎn) 串口功能（ PL2303） ,方便筆記本用戶。 供電方式：方口 USB。 功能接口： Debug接口，兼容 TI標準仿真工具，引出所有 I/O口，常用的串口引腳以及 5V/。 功能按鍵： 1個復位， 2個普通按鍵。 LED 指示燈：電源指示燈、組網(wǎng)指示燈和普通 LED。 圖 34為底板電路原理圖 ： 20 圖 34 EB2530 底板電路原理圖 OLED 顯示電路 顯示模塊用來顯示警報信息以通知用戶有人闖入監(jiān)控區(qū)。本文中顯示模塊采用 OLED 顯示屏。 OLED 顯示屏如 圖 35 所示： 圖 35 OLED 顯示屏 顯示屏介紹 OLED，即有機發(fā)光二極管（ Organic LightEmitting Diode），又稱為有機電激光顯示（ OrganicElectroluminesence Display, OELD）。 OLED 由于同時具備自發(fā)光，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應速度快、 21 可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡單等優(yōu)異之特性，被認為是下一代的平面顯示器新興應用技術(shù)。 [8] LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因為它是自發(fā)光的。這樣同樣的顯示， OLED 效果要來得好一些。以目前的技 術(shù)， OLED 的尺寸還難以大型化，但是分辨率確可以做到很高。在本設計中，我們使用的是 ALINETEK的 OLED 顯示模塊，該模塊有以下特點： ?模塊有單色和雙色兩種可選，單色為純藍色，而雙色則為黃藍雙色。 ?尺寸小，顯示尺寸為 寸，而模塊的尺寸僅為 27mm*26mm 大小。 ?高分辨率，該模塊的分辨率為 128*64。 ?多種接口方式，該模塊提供了總共 5 種接口包括： 6800、 8080 兩種并行接口方式、 3 線或 4 線的串行 SPI 接口方式 、 IIC 接口方式。 ?不需要高壓，直接接 。 但是應當注意 的是，該模塊不和 接口兼容，不能直接接到 5V 的系統(tǒng)上去，否則可能燒壞模塊。 顯示屏原理圖如 圖 36： 圖 36 .OLED 顯示屏原理圖 OLED 顯示屏通過插槽與 EB2530 核心板相連。 當有報警信號發(fā)出時，屏幕顯示“危險”，否之則顯示“安全”。 22 傳感 設備 電路 傳感設備 框圖如 圖 37 所示 ： E B 2 5 3 0核 心 板紅 外 熱 釋 電 傳 感 器H C S R 5 0 1繼 電 器 圖 37 傳感設備框圖 傳感 設備 利用紅外熱釋電傳感器采集闖 入信息并傳遞信息給主控模塊。在收到報警信號后控制繼電器接通報警電路。 EB2530 核心板電路 傳感 設備 的核心部分之一依舊是 EB2530 核心板，在這里不再累述。 探測器電路 紅外熱釋電傳感器 HCSR501 介紹 DSUN PIR 人體紅外感應模塊是基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品。靈敏度高、可靠性強、超低功耗，超低電壓工作模式。 ： 23 ① 產(chǎn)品型號 HCSR501 人體感應模塊 ② 工作電壓范圍 直流電壓 ③ 靜態(tài)電流 50uA ④ 電平輸出 高 ⑤ 觸發(fā)方式 L 不可重復觸發(fā) /H 重復觸發(fā) ⑥ 延時時間 (可調(diào) )可制作范圍零點幾秒 幾十分鐘 ⑦ 封鎖時間 (默認 )可制作范圍零點幾秒 幾十秒 ⑧ 電路板外形尺寸 32mm*24mm ⑨ 感應角度 100 度錐角 ⑩ 工作溫度 15+70 度 : ① 全自動感應 :人進入其感應范圍則輸出高電平，人離開感應范圍則自動延時關(guān)閉高電平，輸出低電平。 ② 光敏控制（可選擇，出廠時未設）可設置光敏控制，白天或光線強時不感應。 ③ 溫度補償 (可選擇，出廠時未設 )：在夏天當環(huán)境溫度升高至 30～ 32℃，探測距離稍變短，溫度補償可作一定的性能補償。 ④ 兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇） 不可重復觸發(fā)方式 :即感應輸出高電平后，延時時間段一結(jié)束，輸出將自動從高電平變成低電平； 可重復觸發(fā)方式：即感應輸出高電平后，在延時時間段內(nèi)，如果有人體在其感應范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘K檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點 )。 ⑤ 具有感應封鎖時間 (默認設置 : 封鎖時間 )：感應模 塊在每一次感 24 應輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設置一個封鎖時間段，在此時間段內(nèi)感應器不接受任何感應信號。此功能可以實現(xiàn)“感應輸出時間”和“封鎖時間”兩者的間隔工作，可應用于間隔探測產(chǎn)品；同時此功能可有效抑制負載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。 (此時間可設置在零點幾秒 — 幾十秒鐘 )。 ⑥ 工作電壓范圍寬：默認工作電壓 。 ⑦ 微功耗 :靜態(tài)電流 50 微安，特別適合干電池供電的自動控制產(chǎn)品。 ⑧ 輸出高電平信號：可方便與各類電路實現(xiàn)對接。 : ① 感應模塊通電后有一分鐘左右的初始化時間，在此期 間模塊會間隔地輸出 03 次，一分鐘后進入待機狀態(tài)。 ② 應盡量避免燈光等干擾源近距離直射模塊表面的透鏡，以免引進干擾信號產(chǎn)生誤動作；使用環(huán)境盡量避免流動的風，風也會對感應器造成干擾。 ③ 感應模塊采用雙元探頭，探頭的窗口為長方形，雙元（ A 元 B 元）位于較長方向的兩端，當人體從左到右或從右到左走過時 ,紅外光譜到達雙元的時間、距離有差值，差值越大，感應越靈敏，當人體從正面走向探頭或從上到下或從下到上方向走過時，雙元檢測不到紅外光譜距離的變化，無差值，因此感應不靈敏或不工作；所以安裝感應器時應使探頭雙元的方向與人體活動 最多的方向盡量相平行，保證人體經(jīng)過時先后被探頭雙元所感應。為了增加感應角度范圍，本模塊采用圓形透鏡，也使得探頭四面都感應，但左右兩側(cè)仍然比上下兩個方向感應范圍大、靈敏度強，安裝時仍須盡量按以上要求。 如圖 38 所示： 25 圖 38 HCSR501 感應范圍 原理圖 如圖 39 所示。 圖 39 HCSR501 原理圖 ： ① VCC:接電源正極（ 5V） ② OUT:檢測引腳 ③ GND:接電源負極 傳感模塊 使用 P0_4 作為檢測引腳 , 人進入其感應范圍模塊輸出高電平 ， 人離 開感應區(qū)后 輸出低電平 。 26 繼電器電路 傳感 設備 使用繼電器控制報警照明電路開閉 ，繼電器原理圖如 圖 310。 圖 310 繼電器電路 接線方式： VCC:接電源正極 GND:接電源負極 IN: 信號輸入端 繼電器的信號輸入端連接 EB2530 核心版上的 P0_5 口， 當 P0_5 輸出高電平時，繼電器吸合，接通報警照明電路；當 P0_5 跳變?yōu)榈碗娖胶螅^電器斷開，斷開報警照明電路。 27 第 4 章 軟件設計 最小系統(tǒng)程序 IAR 集成開發(fā)環(huán)境介紹 嵌入式 IAR Embedded Workbench IDE 提供一個框架，任何可用的工具都可以完整地嵌入 。 其中，這些工具包括： 1. 高度優(yōu)化的 IAR AVR C/C++編譯器； 2. AVR IAR 匯編器； 3. 通用 IAR XLINK Linker； 4. IAR XAR 庫創(chuàng)建器和 IAR XLIB Librarian； 5. 一個強大的編輯器； 6. 一個工程管理器； 7. TM IAR CSPY 調(diào)試器 ； 8. 一個具有世界先進水平的高級語言調(diào)試器 。 嵌入式 IAR Embedded Workbench 適用于大量 8 位、 16 位以及 32 位的微處理器和微控制器，使用戶在開發(fā)新的項目時也能在所熟悉的開發(fā)環(huán)境中進行。它為用戶提供一個易學和具有最大量代碼繼承能力的開發(fā)環(huán)境，以及對大多數(shù)和特殊目標的支持。嵌入式 IAR Embedded Workbench 有效提高用戶的工作效率，通過 IAR 工具，用戶可以大大節(jié)省工作時間。 我們稱這個理念為：“不同架構(gòu)，同一解決方案”。 [9] 28 軟件界面 如圖 41 所示： 圖 41 IAR Embedded Workbench IDE 軟件界面 通信網(wǎng)絡 建立 撇開本 系統(tǒng) 不談，先給大家介紹一下實現(xiàn)一個簡單的無線數(shù)據(jù)通信時的一般步驟： 組網(wǎng)：調(diào)用協(xié)議棧的組網(wǎng)函數(shù)、加入網(wǎng)絡函數(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡的建立與節(jié)點的加入。 發(fā)送：發(fā)送節(jié)點調(diào)用協(xié)議棧的無線數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)發(fā)送。 接收：接收節(jié)點調(diào)用協(xié)議棧的無線數(shù)據(jù)接收函數(shù)，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)接收。 對于一些基本的操作，協(xié)議棧都已經(jīng)封裝好了，用戶可以直接調(diào)用： afStatus_t AF_DataRequest( afAddrType_t *dstAddr, endPointDesc_t *srcEP, uint16 cID, uint16 len, //發(fā)送數(shù)據(jù)的長度 29 uint8 *buf, //指向存放發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的指針 uint8 *transID, uint8 options, uint8 radius ) 用戶 只需要調(diào)用該函數(shù)就 可 以 實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的發(fā)送 。 [10] 協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點通信網(wǎng)絡的建立 ： 由于協(xié)議棧本身代碼即可實現(xiàn)協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點通信網(wǎng)絡建立，因此只需要如下圖所示分別選擇 CoordinatorEBPro 和 EndDeviceEBPro 將代碼下載到開發(fā)板即可實現(xiàn)通信網(wǎng)絡 的 建立。 如圖 42 所示 。 圖 42 協(xié)調(diào)器與終端 建立 通信 設置串口 為了使 pc 機接受到來自協(xié)調(diào)器的報警 信息， 需要調(diào)用相應的函數(shù)進行配置，具體方法如 圖 43 所示 ： 30 圖 43 設置串口 MT_UartInit()。 //串口初始化 MT_UartRegisterTaskID(task_id)。 //注冊串口任務 配置 IO 口 寄存器的作用和配置方法。如 表 41 所示： 表 41 IO 口配置表 寄存器 作用 描述 P1 (0x90) 端口 1 端口 1。通用 I / O 端口。可以從 SFR 位尋址。 P1SEL(0xF4) 端口 1 功能選擇 到 功能選擇 0： 通用 I / O 31 將 P0_4 設置為普通輸入口；將 P0_5 設置為普通輸出口；代碼如下： P0SEL amp。= ~0x10。 //設置 為普通 IO 口 P0DIR amp。= ~0x10。 // 定義為輸入口 P0SEL amp。= ~0x20。