【正文】 I碼為259字節(jié)，所以單片機必須按259個字節(jié)接收PDU 數(shù)據(jù)。常用的AT指令如下表：表34 常用AT指令AT指令功能AT命令設置不回顯命令ATEO查詢網(wǎng)絡是否已經(jīng)注冊AT+CREG?設置短信到達提醒方式AT+CPMS=設置短信存儲在模塊AT+CPBS=SM設置電話薄位置SIM卡AT+CMGF=0/1設置短信模式。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號位置短信AT+CMGD=1刪除模塊1號位置AT+CPBR=1讀取卡1號位置電話號碼ATH掛斷電話 AT指令在本設計中的應用可詳細參看附錄中的程序部分。4 系統(tǒng)調試本設計由以下幾部分組成：單片機最小系統(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。由于本設計采用的都是數(shù)字傳感器，通訊方式是串行通信模式，故本系統(tǒng)的調試過程基本上是程序的調試。首先進行調試的是顯示程序，只有有了顯示，才能觀察到讀取的各個傳感器的數(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。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)組用于顯示的調用。當傳感器沒有插好，或者忘記供電時，液晶屏的第一行將會顯示“No acceleration!”以提示出現(xiàn)故障，當正常工作時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)手冊上的值進行轉換，并將每一位轉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 液晶顯示調試結果有了顯示部分，就好像有了一只眼，這樣就能在程序中設置標識，通過顯示屏來判斷程序運行是否正常，就能夠直觀的判斷調試結果，給調試過程帶來了很大的方便。 GSM的調試GSM和單片機最小系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的神經(jīng)中樞和大腦，動作的執(zhí)行和處理都過這兩部分來組成，因此是調試中的重中之重。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，當讓流水燈循環(huán)流動時，卻沒有達到預期的效果。由于當EA為高電平時，單片機先訪問內部程序存儲器，當尋址范圍超出內部程序存儲器的最大尋址空間時，就自動跳向外部程序存儲器。因此才會出現(xiàn)上出現(xiàn)的情況。此外就是P0口的輸出問題，當作為傳輸數(shù)據(jù)口時是不用接上拉電阻的，當作為驅動時就這排上拉電阻就會非常重要。調試好最小系統(tǒng)后就要與GSM模塊進行聯(lián)調了。在這里利用的是GSM發(fā)短信和打電話的功能，對GSM模塊的控制是通過單片機和GSM進行串口通信，通過串口通信發(fā)送AT指令給GSM，GSM進會按照相應的指令進行工作。在這個過程中，程序的編寫都需要參考GSM數(shù)據(jù)手冊中的AT指令表，這樣編寫出的程序才能按照預期進行工作。圖42 GSM與單片機相連接在單片機與GSM進行聯(lián)調的過程，遇到了兩個經(jīng)常犯的錯誤，一個是串口通信的端口連接，另一個就是晶振的選取。在串口通訊時必須將單片機的TXD和RXD端子和對應GSM的RXD和TXD相連，而且要共地。否則數(shù)據(jù)不能正常傳輸，也達不到預期的效果。晶振的選取是以通信的波特率為準進行參數(shù)設置的。GSM與單片機通訊的波特率是9600，不能選擇12MHz的晶振。~12M，由于一個機器周期是12個時鐘周期，所以使用12M的晶振時，一個機器周期是1us，在進行定時時容易計算，而且速度相對是最高的。，12M的頻率進行串行通信不容易實現(xiàn)標準的波特率，比如9600，4800等。、串口通信的波特率等運算中能夠得到一個整數(shù)，計算的結構更加的精確和方便。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。IIC通信為串行通信，可通過一個時鐘線和數(shù)據(jù)線讀取加速度傳感器內的數(shù)據(jù)。 MMA7455I加速度傳感器的測量范圍為02g/4g/8g,可通過mode control register來設置工作模式（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。每個軸上的加速度值的長度都是一個字節(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)點后兩位。讀取加速度后就可以進行位移的計算了。在程序調試時設置當加速度大于時，開始采集加速度數(shù)據(jù)，并打開定時器開始計時，并在循環(huán)采集程序中設置采集次數(shù)標志位，當加速度小于的時候，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。在采集的過程中，加速度值是帶有符號的，在相加的過程中如果出現(xiàn)來回的抖動，有符號的只想加加速度值就會變小，甚至最終導致和位移為0。這樣就可以消除抖動帶來的誤報現(xiàn)象。這就是這個過程的位移算法。，因此需要通過電壓轉化來進行供電，轉換芯片采用RT9161，它具有很小的失調電壓，電流大，驅動能力強，用此款芯片來對傳感器進行供電，可靠性高。在調試過程總最容易忽略，最容易犯錯的就是單片機最小系統(tǒng)和傳感器共地的問題，如果不共地，單片機讀取的數(shù)據(jù)就有錯誤，只有共地后才有了統(tǒng)一的電平參考標準，才能正確的傳輸數(shù)據(jù)，設計上一般不會忽略這個問題，但是在調試過程中由于接線等問題，經(jīng)常會忘了共地而對調試帶來很大的麻煩。圖43 防盜報警電話 DHT11溫濕度傳感器 在本設計中DHT11用于采集溫濕度信息，可單總線串行輸出數(shù)字信號。DHT11總共有四個管腳，在焊接電路時，第一個管腳接VCC，第二個管腳為數(shù)據(jù)傳輸管腳，同時為了加強傳輸信號，在此管腳上加一個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，主機把總線拉低等待DHT11響應，主機把總線拉低必須大于18毫秒，此時調用一個18毫秒的延時子函數(shù),保證DHT11能檢測到起始信號。DHT11接收到主機的開始信號后,等待主機開始信號結束，然后調用一個80us低電平響應信號。主機發(fā)送開始信號結束后，延時等待2040us后, 讀取DHT11的響應信號，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。圖44 DHT11接上拉電阻用戶MCU發(fā)送一次開始信號后，DHT11從低功耗模式轉換到高速模式，等待主機開始信號結束后，DHT11發(fā)送響應信號，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數(shù)據(jù)。送出的40bit數(shù)據(jù),是由兩個字節(jié)的濕度數(shù)據(jù)、兩個字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)和一個字節(jié)的校驗和數(shù)據(jù)，同時，溫、濕度數(shù)據(jù)是以一個字節(jié)按由高位到低位傳輸、一個由低位到高位傳輸，因此在程序中分別將一個字節(jié)的數(shù)移位后，將前四個字節(jié)相加，再和第五個字節(jié)相比較，如果相同即判定數(shù)據(jù)傳輸正確。圖45 火災報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是否能實現(xiàn)對濕度信息采集的功能。同時把電烙鐵加熱，等達到一定的溫度后，放置在DHT11的旁邊，從液晶屏中觀察溫度值的變化，同時但溫度升高到45176。時，觀察單片機是否會通過GSM給指定手機發(fā)送短信。圖46 系統(tǒng)總體圖5 總結與展望本論文設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）進行報警設計；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計（軟硬件設計）；4. 使用Altium Designer Summer09繪制了系統(tǒng)原理圖；5. 焊接、調試實物模型。中國經(jīng)濟經(jīng)過30 年的高速發(fā)展，居民的生活水平和消費能力有了很大提高，新需求的增長以及信息化對人們傳統(tǒng)生活的改變，讓許多人尤其是先富起來的一部分人，對智能家居的需求日益強烈。由此，智能化小區(qū)建設近年來也是如火如荼，“智能家居”更是被炒得炙手可熱。智能家居要走進尋常百姓家中是指日可待的發(fā)展趨勢。中國是一個具有巨大的消費潛力的市場，國內的智能控制理念推廣不夠，是由于這是一個新興行業(yè)，不同于普通消費品市場的建設，消費觀念的形成還需要時間，現(xiàn)在只是在部分高端市場得到應用，并且主要是被國外品牌所占據(jù)，為此我們通過與國外公司的合作學習先進的企業(yè)管理和品質控制理念，相信未來國內智能化產品市場一定會擁有美好的前景，智能化也將成為人們日常生活的基本標準。然而對于家居生活中存在的安全隱患，本設計并沒有做到十分全面，例如：關于甲醛等有害氣體檢測、管道泄漏情況檢測、電路安全狀況的監(jiān)測等，都沒有涉及，因此本系統(tǒng)還有很大的擴展空間。隨著信息時代來臨，智能監(jiān)控進入高速發(fā)展時期，智能防盜報警系統(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)與機遇。針對居住的環(huán)境不同，用戶對于防盜報警系統(tǒng)的要求也不是一成不變的。因而智能防盜報警系統(tǒng)的設計中要考慮這些因素。既要易于使用，又要易于安裝和維護，還要有利于擴張和升級，還要考慮與其他系統(tǒng)的集成和信息共享，還要關注計算機、通信技術的發(fā)展對系統(tǒng)帶來的影響。目前，智能家居“錢”途無量，但目前國內仍處于向國外企業(yè)學習階段。這里的學習并非統(tǒng)統(tǒng)照搬，而是根據(jù)我們國家的環(huán)境、政策，學習國外的成功經(jīng)驗，借“機”生蛋，增加國內企業(yè)成功的“籌碼”，使得國內智能家居產業(yè)發(fā)展的風生水起。因此智能報警系統(tǒng)可作為智能家居的一部分進行擴展，本設計只是做了單方面的報警，如果繼續(xù)拓展的話，可通過GSM對家中的一些電器進行雙向的控制。例如：在烈日炎炎的夏日，當主人準備回家時可查看家中溫度，如果超過了主人需求的溫度，則可通過手機直接和家中安裝的GSM模塊實現(xiàn)遠程無線連接，進一步可控制空調的開放和關閉來實現(xiàn)對家中溫度的調節(jié)，這樣當主人到家時立刻就能享受到家中的溫馨清涼。 基于單片機的智能家居報警系統(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計中，本設計會得到進一步的完善、更廣泛的應用，實現(xiàn)更可觀的價值。參考文獻【1】 張?。甋MS短消息傳愉的遠端控制技術及其實現(xiàn)[J]．儀器儀表學報，2003，24(4)：610—611．【2】魯昌華．基于GSM無線防盜報警系統(tǒng)的研制[J]．電子測量與儀器學報，2006，20(1)：45—47．【3】吳文佳．Pr2262／PT2272編解碼IC在無線智能報警系統(tǒng)中的應用[J]．世界電子元器件，2004，4：4849．【4】李冰，姜波．BISS0001在熱釋電紅外開關上的應用[J]．應用科技，2006，2：36—38．【5】劉沛．基于ISDl420的語音報警器設計[J]．現(xiàn)代電子技術，2004，5(12),12—23．【6】秦大興．基于GPRS模塊MC35i的監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]．儀表技術與傳感器，2007，3(2)：23—25．【7】李良隙．如何使用AT命令來控制Modem工作[J]．電腦新時代，2002(7)：92—93．【8】唐桃波，陳玉林．基于AT89C52的智能無線安防報警器[J]．電子設計應用，2003，3(6)：48—51．【9】余發(fā)山，王福忠. :中國礦業(yè)大學出版社,2008,【10】徐仁貴,:機械工業(yè)出版社,2005,2528.【11】：科學普及出版社，2005,3035.【12】：清華大學出版社,2003,6572【13】蘇鐵力，. 北京：中國石化出版社，2008,6773.【14】孫傳友，. 北京：電子工業(yè)出版社，2001,5558【15】胡乾斌，. 武昌：華中理工大學出版社 2002,112118.【16】何立民 ：北京航空航天大學出版社，2007,8996.【17】. 北京：北京航空航天大學出版社，2002,7882.【18】唐光榮，李九齡，(上). 北京：清華大學出版社,2006,6672.【19】. 北京：電子工業(yè)出版社，2003,3342.【20】楊連武火災報警及聯(lián)動控制系統(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短消息的遠程報警和控制系統(tǒng). 江西科學, 2006,4:191200【22】, 2007,10:106108【23】員天佑，謝閱. 基于GSM的遠程住宅智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]微計算機信息，2006,27(5 1):95 96, 53.【24】曾彥超，[J]微計算機信息，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].應用科技，2006,33(4):36 38.【26】[M].西安:西安電子科技大學出版社，2001: 9395.致謝在老師的指導、同學的幫助以及自己的努力下，經(jīng)過幾周的努力，畢業(yè)設計終于完成。通過這次畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己對知識的理解還不夠透徹，要學習的東西還很多，畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗和總結，也是對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容，然后收集硬件資料，畫電路圖，到程序編寫，軟件的分段調試和不斷修改完善的過程中，學到的不僅是對課題本身的研究，更重要的是學到了如何處理問題和解決問題的思路和方法，同