【正文】 I碼為259字節(jié)，所以單片機(jī)必須按259個(gè)字節(jié)接收PDU 數(shù)據(jù)。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(cè)AT+CREG?設(shè)置短信到達(dá)提醒方式AT+CPMS=設(shè)置短信存儲(chǔ)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。0：PDU 1：TEXTAT+CMGS=發(fā)送新短信AT+CMGSS=1發(fā)送存在SIM卡的短信AT+CMSR=1讀取模塊1號(hào)位置短信AT+CMGD=1刪除模塊1號(hào)位置AT+CPBR=1讀取卡1號(hào)位置電話號(hào)碼ATH掛斷電話 AT指令在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可詳細(xì)參看附錄中的程序部分。4 系統(tǒng)調(diào)試本設(shè)計(jì)由以下幾部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、加速度傳感器、溫濕度傳感器、GSM及其控制板、供電電源、顯示等六部分組成。由于本設(shè)計(jì)采用的都是數(shù)字傳感器，通訊方式是串行通信模式，故本系統(tǒng)的調(diào)試過程基本上是程序的調(diào)試。首先進(jìn)行調(diào)試的是顯示程序，只有有了顯示，才能觀察到讀取的各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，才能直觀的判定其他部分工作是否正常。顯示部分采用的是1602液晶顯示，1602液晶是字符型的顯示屏，只能顯示字母和符號(hào)。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。加速度單位為g。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。當(dāng)傳感器沒有插好，或者忘記供電時(shí)，液晶屏的第一行將會(huì)顯示“No acceleration!”以提示出現(xiàn)故障，當(dāng)正常工作時(shí)液晶的第一行將顯示溫度值，濕度值以及加速度的X軸的數(shù)據(jù)，第二行將會(huì)顯示Y軸和Z軸的加速度值。顯示的加速度值是在程序中經(jīng)過處理轉(zhuǎn)化的。在讀取X軸的數(shù)據(jù)后，需要將數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)手冊(cè)上的值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將每一位轉(zhuǎn)化成字符型的值放到數(shù)組中，通過1602液晶的控制字送到屏幕上顯示。顯示效果如下圖所示：圖41 液晶顯示調(diào)試結(jié)果有了顯示部分，就好像有了一只眼，這樣就能在程序中設(shè)置標(biāo)識(shí)，通過顯示屏來判斷程序運(yùn)行是否正常，就能夠直觀的判斷調(diào)試結(jié)果，給調(diào)試過程帶來了很大的方便。 GSM的調(diào)試GSM和單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞和大腦，動(dòng)作的執(zhí)行和處理都過這兩部分來組成，因此是調(diào)試中的重中之重。對(duì)于單片機(jī)最小系統(tǒng)來說，首先是正常工作，單片機(jī)使用的AT89S52單片機(jī)，在焊接過程中，由于EA引腳沒有接高電平，在用流水燈測(cè)試單片機(jī)最小系統(tǒng)時(shí)對(duì)I\O口單獨(dú)賦值時(shí)電平輸出有效，當(dāng)讓流水燈循環(huán)流動(dòng)時(shí)，卻沒有達(dá)到預(yù)期的效果。由于當(dāng)EA為高電平時(shí)，單片機(jī)先訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)尋址范圍超出內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的最大尋址空間時(shí)，就自動(dòng)跳向外部程序存儲(chǔ)器。因此才會(huì)出現(xiàn)上出現(xiàn)的情況。此外就是P0口的輸出問題，當(dāng)作為傳輸數(shù)據(jù)口時(shí)是不用接上拉電阻的，當(dāng)作為驅(qū)動(dòng)時(shí)就這排上拉電阻就會(huì)非常重要。調(diào)試好最小系統(tǒng)后就要與GSM模塊進(jìn)行聯(lián)調(diào)了。在這里利用的是GSM發(fā)短信和打電話的功能，對(duì)GSM模塊的控制是通過單片機(jī)和GSM進(jìn)行串口通信，通過串口通信發(fā)送AT指令給GSM，GSM進(jìn)會(huì)按照相應(yīng)的指令進(jìn)行工作。在這個(gè)過程中，程序的編寫都需要參考GSM數(shù)據(jù)手冊(cè)中的AT指令表，這樣編寫出的程序才能按照預(yù)期進(jìn)行工作。圖42 GSM與單片機(jī)相連接在單片機(jī)與GSM進(jìn)行聯(lián)調(diào)的過程，遇到了兩個(gè)經(jīng)常犯的錯(cuò)誤，一個(gè)是串口通信的端口連接，另一個(gè)就是晶振的選取。在串口通訊時(shí)必須將單片機(jī)的TXD和RXD端子和對(duì)應(yīng)GSM的RXD和TXD相連，而且要共地。否則數(shù)據(jù)不能正常傳輸，也達(dá)不到預(yù)期的效果。晶振的選取是以通信的波特率為準(zhǔn)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的。GSM與單片機(jī)通訊的波特率是9600，不能選擇12MHz的晶振。~12M，由于一個(gè)機(jī)器周期是12個(gè)時(shí)鐘周期，所以使用12M的晶振時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期是1us，在進(jìn)行定時(shí)時(shí)容易計(jì)算，而且速度相對(duì)是最高的。，12M的頻率進(jìn)行串行通信不容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的波特率，比如9600，4800等。、串口通信的波特率等運(yùn)算中能夠得到一個(gè)整數(shù)，計(jì)算的結(jié)構(gòu)更加的精確和方便。12M的容易出現(xiàn)累積誤差，才能保證在傳輸數(shù)據(jù)的過程中不發(fā)生錯(cuò)誤。加速度傳感器采用的是MMA7455I，是一款數(shù)字傳感器，具有三個(gè)自由度，通過對(duì)CS端子進(jìn)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(shí)采用的是IIC通訊方式，低電平時(shí)為SPI通訊方式。IIC通信為串行通信，可通過一個(gè)時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線讀取加速度傳感器內(nèi)的數(shù)據(jù)。 MMA7455I加速度傳感器的測(cè)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。通過IIC協(xié)議來讀取加速度的值。每個(gè)軸上的加速度值的長(zhǎng)度都是一個(gè)字節(jié)（8bit），由于滿量程為4g，因此MMA7455I的分辨率為，也就是滿63為1g的加速度。按照這個(gè)方法送到顯示屏上顯示，顯示單位為g，可以精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。讀取加速度后就可以進(jìn)行位移的計(jì)算了。在程序調(diào)試時(shí)設(shè)置當(dāng)加速度大于時(shí)，開始采集加速度數(shù)據(jù)，并打開定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，并在循環(huán)采集程序中設(shè)置采集次數(shù)標(biāo)志位，當(dāng)加速度小于的時(shí)候，退出循環(huán)采集程序，然后求和，求平均算出加速度的平均值。有個(gè)平均加速度值，運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)間就可以求出移動(dòng)的大致距離。在采集的過程中，加速度值是帶有符號(hào)的，在相加的過程中如果出現(xiàn)來回的抖動(dòng)，有符號(hào)的只想加加速度值就會(huì)變小，甚至最終導(dǎo)致和位移為0。這樣就可以消除抖動(dòng)帶來的誤報(bào)現(xiàn)象。這就是這個(gè)過程的位移算法。，因此需要通過電壓轉(zhuǎn)化來進(jìn)行供電，轉(zhuǎn)換芯片采用RT9161，它具有很小的失調(diào)電壓，電流大，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，用此款芯片來對(duì)傳感器進(jìn)行供電，可靠性高。在調(diào)試過程總最容易忽略，最容易犯錯(cuò)的就是單片機(jī)最小系統(tǒng)和傳感器共地的問題，如果不共地，單片機(jī)讀取的數(shù)據(jù)就有錯(cuò)誤，只有共地后才有了統(tǒng)一的電平參考標(biāo)準(zhǔn)，才能正確的傳輸數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)上一般不會(huì)忽略這個(gè)問題，但是在調(diào)試過程中由于接線等問題，經(jīng)常會(huì)忘了共地而對(duì)調(diào)試帶來很大的麻煩。圖43 防盜報(bào)警電話 DHT11溫濕度傳感器 在本設(shè)計(jì)中DHT11用于采集溫濕度信息，可單總線串行輸出數(shù)字信號(hào)。DHT11總共有四個(gè)管腳，在焊接電路時(shí)，第一個(gè)管腳接VCC，第二個(gè)管腳為數(shù)據(jù)傳輸管腳，同時(shí)為了加強(qiáng)傳輸信號(hào)，在此管腳上加一個(gè)5k的上拉電阻，等待數(shù)據(jù)傳輸。 總線空閑狀態(tài)為高電平，主機(jī)把總線拉低等待DHT11響應(yīng)，主機(jī)把總線拉低必須大于18毫秒，此時(shí)調(diào)用一個(gè)18毫秒的延時(shí)子函數(shù),保證DHT11能檢測(cè)到起始信號(hào)。DHT11接收到主機(jī)的開始信號(hào)后,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束，然后調(diào)用一個(gè)80us低電平響應(yīng)信號(hào)。主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)結(jié)束后，延時(shí)等待2040us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號(hào)，主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)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。圖44 DHT11接上拉電阻用戶MCU發(fā)送一次開始信號(hào)后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采集，用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。送出的40bit數(shù)據(jù),是由兩個(gè)字節(jié)的濕度數(shù)據(jù)、兩個(gè)字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)和一個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)和數(shù)據(jù)，同時(shí)，溫、濕度數(shù)據(jù)是以一個(gè)字節(jié)按由高位到低位傳輸、一個(gè)由低位到高位傳輸，因此在程序中分別將一個(gè)字節(jié)的數(shù)移位后，將前四個(gè)字節(jié)相加，再和第五個(gè)字節(jié)相比較，如果相同即判定數(shù)據(jù)傳輸正確。圖45 火災(zāi)報(bào)警短信在連接好電路后，向DHT11哈氣，觀察液晶屏上濕度值是否增加，以此來判斷DHT11是否能實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度信息采集的功能。同時(shí)把電烙鐵加熱，等達(dá)到一定的溫度后，放置在DHT11的旁邊，從液晶屏中觀察溫度值的變化，同時(shí)但溫度升高到45176。時(shí)，觀察單片機(jī)是否會(huì)通過GSM給指定手機(jī)發(fā)送短信。圖46 系統(tǒng)總體圖5 總結(jié)與展望本論文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的智能家居報(bào)警系統(tǒng)，通過近段時(shí)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(gè)（防盜、防火災(zāi)）進(jìn)行報(bào)警設(shè)計(jì)；2. 通過分析把整個(gè)系統(tǒng)分為若干個(gè)模塊；3. 分別對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)（軟硬件設(shè)計(jì)）；4. 使用Altium Designer Summer09繪制了系統(tǒng)原理圖；5. 焊接、調(diào)試實(shí)物模型。中國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)過30 年的高速發(fā)展，居民的生活水平和消費(fèi)能力有了很大提高，新需求的增長(zhǎng)以及信息化對(duì)人們傳統(tǒng)生活的改變，讓許多人尤其是先富起來的一部分人，對(duì)智能家居的需求日益強(qiáng)烈。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。智能家居要走進(jìn)尋常百姓家中是指日可待的發(fā)展趨勢(shì)。中國(guó)是一個(gè)具有巨大的消費(fèi)潛力的市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)的智能控制理念推廣不夠，是由于這是一個(gè)新興行業(yè)，不同于普通消費(fèi)品市場(chǎng)的建設(shè)，消費(fèi)觀念的形成還需要時(shí)間，現(xiàn)在只是在部分高端市場(chǎng)得到應(yīng)用，并且主要是被國(guó)外品牌所占據(jù)，為此我們通過與國(guó)外公司的合作學(xué)習(xí)先進(jìn)的企業(yè)管理和品質(zhì)控制理念，相信未來國(guó)內(nèi)智能化產(chǎn)品市場(chǎng)一定會(huì)擁有美好的前景，智能化也將成為人們?nèi)粘Ｉ畹幕緲?biāo)準(zhǔn)。然而對(duì)于家居生活中存在的安全隱患，本設(shè)計(jì)并沒有做到十分全面，例如：關(guān)于甲醛等有害氣體檢測(cè)、管道泄漏情況檢測(cè)、電路安全狀況的監(jiān)測(cè)等，都沒有涉及，因此本系統(tǒng)還有很大的擴(kuò)展空間。隨著信息時(shí)代來臨，智能監(jiān)控進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，智能防盜報(bào)警系統(tǒng)作為智能化系統(tǒng)中的子系統(tǒng)之一，同樣承載著智能監(jiān)控所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。針對(duì)居住的環(huán)境不同，用戶對(duì)于防盜報(bào)警系統(tǒng)的要求也不是一成不變的。因而智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要考慮這些因素。既要易于使用，又要易于安裝和維護(hù)，還要有利于擴(kuò)張和升級(jí)，還要考慮與其他系統(tǒng)的集成和信息共享，還要關(guān)注計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)系統(tǒng)帶來的影響。目前，智能家居“錢”途無量，但目前國(guó)內(nèi)仍處于向國(guó)外企業(yè)學(xué)習(xí)階段。這里的學(xué)習(xí)并非統(tǒng)統(tǒng)照搬，而是根據(jù)我們國(guó)家的環(huán)境、政策，學(xué)習(xí)國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，借“機(jī)”生蛋，增加國(guó)內(nèi)企業(yè)成功的“籌碼”，使得國(guó)內(nèi)智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)生水起。因此智能報(bào)警系統(tǒng)可作為智能家居的一部分進(jìn)行擴(kuò)展，本設(shè)計(jì)只是做了單方面的報(bào)警，如果繼續(xù)拓展的話，可通過GSM對(duì)家中的一些電器進(jìn)行雙向的控制。例如：在烈日炎炎的夏日，當(dāng)主人準(zhǔn)備回家時(shí)可查看家中溫度，如果超過了主人需求的溫度，則可通過手機(jī)直接和家中安裝的GSM模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線連接，進(jìn)一步可控制空調(diào)的開放和關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)對(duì)家中溫度的調(diào)節(jié)，這樣當(dāng)主人到家時(shí)立刻就能享受到家中的溫馨清涼。 基于單片機(jī)的智能家居報(bào)警系統(tǒng)是智能家居中的一部分，為智能家居正常工作提供有力的保障，但如果融入智能家居設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)會(huì)得到進(jìn)一步的完善、更廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更可觀的價(jià)值。參考文獻(xiàn)【1】 張?。甋MS短消息傳愉的遠(yuǎn)端控制技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)[J]．儀器儀表學(xué)報(bào)，2003，24(4)：610—611．【2】魯昌華．基于GSM無線防盜報(bào)警系統(tǒng)的研制[J]．電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2006，20(1)：45—47．【3】吳文佳．Pr2262／PT2272編解碼IC在無線智能報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．世界電子元器件，2004，4：4849．【4】李冰，姜波．BISS0001在熱釋電紅外開關(guān)上的應(yīng)用[J]．應(yīng)用科技，2006，2：36—38．【5】劉沛．基于ISDl420的語音報(bào)警器設(shè)計(jì)[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，5(12),12—23．【6】秦大興．基于GPRS模塊MC35i的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．儀表技術(shù)與傳感器，2007，3(2)：23—25．【7】李良隙．如何使用AT命令來控制Modem工作[J]．電腦新時(shí)代，2002(7)：92—93．【8】唐桃波，陳玉林．基于AT89C52的智能無線安防報(bào)警器[J]．電子設(shè)計(jì)應(yīng)用，2003，3(6)：48—51．【9】余發(fā)山，王福忠. :中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2008,【10】徐仁貴,:機(jī)械工業(yè)出版社,2005,2528.【11】：科學(xué)普及出版社，2005,3035.【12】：清華大學(xué)出版社,2003,6572【13】蘇鐵力，. 北京：中國(guó)石化出版社，2008,6773.【14】孫傳友，. 北京：電子工業(yè)出版社，2001,5558【15】胡乾斌，. 武昌：華中理工大學(xué)出版社 2002,112118.【16】何立民 ：北京航空航天大學(xué)出版社，2007,8996.【17】. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002,7882.【18】唐光榮，李九齡，(上). 北京：清華大學(xué)出版社,2006,6672.【19】. 北京：電子工業(yè)出版社，2003,3342.【20】楊連武火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)施工［M］ 北京：電子工業(yè)出版社，2006,8993.【21】常旭東,洪麗,王志福. 基于GSM短消息的遠(yuǎn)程報(bào)警和控制系統(tǒng). 江西科學(xué), 2006,4:191200【22】, 2007,10:106108【23】員天佑，謝閱. 基于GSM的遠(yuǎn)程住宅智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]微計(jì)算機(jī)信息，2006,27(5 1):95 96, 53.【24】曾彥超，[J]微計(jì)算機(jī)信息，2005,21(7 3):122 124.【25】呂淑萍,王偉. 基于GSM 短信的信息管理系統(tǒng)開發(fā)[J].應(yīng)用科技，2006,33(4):36 38.【26】[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2001: 9395.致謝在老師的指導(dǎo)、同學(xué)的幫助以及自己的努力下，經(jīng)過幾周的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己對(duì)知識(shí)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(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)和總結(jié)，也是對(duì)自己能力的一種提高。從開始接到課題，到找資料初步了解課題內(nèi)容，然后收集硬件資料，畫電路圖，到程序編寫，軟件的分段調(diào)試和不斷修改完善的過程中，學(xué)到的不僅是對(duì)課題本身的研究，更重要的是學(xué)到了如何處理問題和解決問題的思路和方法，同