【正文】 的AT指令。通過GSM短信模塊發(fā)送短信主要有兩種格式：英文短信和中文PDU短信。下面是發(fā)送英文短信的收發(fā)過程。發(fā)：AT //與AT35握手收：OK發(fā)：AT+CMGF=1 //選擇發(fā)送短信的格式收：OK發(fā)：AT+CMGS=15215029882 //要發(fā)送的手機號收：發(fā)：data→ //test 為發(fā)送內容，→為發(fā)送符（ctrl+z,十六進制0x1A）收：+CMGS: 54 OK知道了GSM英文短信的發(fā)送過程，只要把握好順序用nbyte = write(fd,buffer,Length)；即可實現(xiàn)發(fā)送英文短信的功能。本設計中，用發(fā)送短信主要是為了實現(xiàn)家電遠程監(jiān)視的功能，當用戶發(fā)送檢測家電的請求時，系統(tǒng)通過發(fā)送英文短信向用戶反饋家電的工作狀態(tài)，從而達到檢測家電的功能。要控制家電，首先系統(tǒng)要識別是什么用戶向系統(tǒng)發(fā)送了消息，而且系統(tǒng)還要識別受到消息的內容，從而對家電進行控制。系統(tǒng)首先保存用戶的電話號碼，當用戶收到消息時，首先判斷是否是智能家居系統(tǒng)對家電發(fā)送了消息，如果是系統(tǒng)的主人發(fā)送的控制命令，系統(tǒng)接著對短信進行解析，最后控制器對家電進行控制。若智能家居系統(tǒng)收到其他用戶的短信請求，將不會對短信進行解析，也不會對短信進行監(jiān)控。： GSM短信模塊的程序流程圖控制器的串口和連接GSM模塊的max232串口相連接，當GSM模塊收到信息后馬上向開發(fā)板返回AT指令信息，因而系統(tǒng)一直在檢測是否收到短信， 溫度采集模塊的實現(xiàn)DS18B20溫度傳感器提供9位到12位(二進制)溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經過單線接口送入DS18B20或從DS18B2O送出，從主機CPU到DS18B20僅需一條線(共地)，DS18B20可選擇兩種供電方式，一是數(shù)據(jù)總線供電方式，可節(jié)省一根導線，但測量溫度時間較長；二是外部供電方式，DS18B2O工作電源由VDD引腳接入，I/O線不需要強上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉換精度，這樣雖多用一根導線，但測量速度較快，同時總線可以掛接多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)，為了實現(xiàn)及時多點采集溫度，本設計選用了外部供電的方式。DS18B20的測量范圍從55攝氏度到+125攝氏度，可在1s(典型值)內把溫度變換成數(shù)字，每一個DS18B20在出廠時已給定了唯一的序號，多個DS18B20可以存放在同一條單線總線上，實現(xiàn)多路溫度采集。DS18B20的序號值存放在DSl8B20內部的ROM(只讀存貯器)中，多路測量時需用DS18B20的ROM搜索命令對所有單線總線上的傳感器進行搜索，然后初始化各DS18B20并發(fā)送跳過ROM命令和RAM溫度轉換命令，單線上各DS18B20完成溫度轉換后，即可定位某一個DS18B20，并用匹配ROM命令和RAM溫度讀取命令讀取其數(shù)字溫度值。： ROM存儲器操作命令ROM 指令代碼指令功能Read ROM33H讀取DS18B20的64位器件序列號Match55H總線控制在單線上定位一只特定的DS18B20Skip ROMCCH總線控制器不需發(fā)送器件序列號就可對存儲器操作Search ROMF0H識別單線總線上各單線器件的序列號Alarm ROMECH對溫度超過報警上、下限的器件做出警告搜索響應 RAM存儲器操作命令RAM 指令代碼指令功能Write Scratchpad4EH寫入數(shù)據(jù)到儲存器字節(jié)2，3和字節(jié)4Read ScratchpadBEH讀暫存存儲器Copy Scratchpad48H將暫存器中TH,TL和配置寄存器內容復雜到E2PROMConvert Temperature44H啟動DS18B20溫度轉換Recall EPROMB8H將E2PROM中TH,TL和配置寄存器內容回寫到暫存器Read Power supplyB4H讀電源數(shù)字溫度傳感器DS18B20將模擬溫度信號直接轉換為數(shù)字信號，然后通過串行通信的方式輸出。因此，溫度采集的關鍵是DS18B20的通信協(xié)議，為了確保數(shù)據(jù)轉換與傳輸?shù)耐暾?，DS18B20器件必須采用嚴格的通信協(xié)議與處理器S3C2440進行數(shù)據(jù)通信DS18B20數(shù)據(jù)通信協(xié)議包括傳感器的初始化，數(shù)據(jù)執(zhí)行ROM操作命令和存儲器操作命令等。初始化協(xié)議定義復位和存在脈沖時序，數(shù)據(jù)執(zhí)行協(xié)議定義處理器讀0讀1時序和寫0寫1時序，所有的命令和數(shù)據(jù)以字節(jié)發(fā)送，并且低位在前，高位在后，： DS18B20數(shù)據(jù)通信時序圖處理器將單線總線DQ從邏輯高電平拉為邏輯低電平時，啟動一個寫時序，所有的寫時序必須在60181。s~12181。s內完成，并且兩個連續(xù)的寫時序之間至少需要1181。s的恢復時間，在寫“0”整個時序期間，總線一直保持為邏輯低電平，而在寫“1”時序期間，處理器先將單線總線拉為邏輯低電平，在時序開始后15181。s內將總線釋放，寫“0”與寫“1”：圖 寫“0”與寫“1”時序圖： DS18B20溫度采集程序設計流程圖數(shù)據(jù)采集過程中驅動層所編寫的主要函數(shù)如下：1：static int ds18b20_init(void)。//數(shù)據(jù)初始化2：static unsigned char write_byte(void)。//向DS18B20讀數(shù)據(jù)3：static unsigned char read_byte(void)。//往DS18B20寫數(shù)據(jù)4：static ssize_t ds18b20_read(struct file *file,char __user *buf,size_t count,loff_t *f_pos)。//讀出溫度值，然后利用copy_to_user函數(shù)返回給用戶層。為便于調試，該驅動模塊沒有內核驅動方式配置，而是以模塊方式配置，所以每次使用的時候必須通過運行insmod 。溫度傳感器在嵌入式系統(tǒng)中對應的設備文件為/dev/ds18b20，首先系統(tǒng)調用函數(shù)int fd_ds18b20=open(“/dev/ds18b20”,O_RDWR)打開嵌入式設備中的傳感器設備，打開設備失敗返回1，以后的系統(tǒng)函數(shù)就可以使用fd_ds18b20來對設備進行操作。關閉數(shù)字溫度傳感器的函數(shù)為close(fd_ds18b20)。系統(tǒng)通過調用read(fd_ds18b20,amp。result,sizeof(result))讀出溫度值，保存在result中，最后顯示出來。 煙霧傳感器模塊的實現(xiàn)MQ2氣體傳感器可檢測多種可燃性氣體，當傳感器所處環(huán)境中存在可燃性氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出電壓信號。根據(jù)傳感器輸出的電壓大小判斷環(huán)境中可燃性氣體濃度的大小。MQ2氣體傳感器輸出的是電壓信號，處理器要把相應的電壓值轉換成對應的數(shù)值，S3C2440自帶了A/D轉換的功能，A/D轉換芯片在嵌入式系統(tǒng)中對應的設備文件“/dev/adc”，首先系統(tǒng)調用函數(shù)int fd_adctest=open(“/dev/adc”,O_RDWR)打開嵌入式設備中的A/D轉換設備，打開設備失敗返回1，以后的系統(tǒng)函數(shù)就可以使用fd_adctest來對設備進行操作。關閉煙霧傳感器的函數(shù)為close(fd_adctest)。下圖是煙霧傳感器的連接圖。 煙霧傳感器接線圖如上圖所示，MQ2其他傳感器有6只針狀管引腳，其中4個用于信號輸出，2個用于提供加熱電流。設傳感器表面電阻是Rs，它是通過與其串聯(lián)的負載電阻RL上的有效電壓信號輸出獲得的，參考MQ2datasheet ： 式() （其電導率隨著氣體濃度的增大而增大，其電阻式電導率的倒數(shù)，所以電阻是減小的，其特性相當于一個滑動變阻器）。 式（）為回路電壓即電源電壓，其加在MQ2傳感器的1腳、3腳之間，是傳感器4腳、6腳輸出電壓，為傳感器的體電阻。若氣體濃度上升，必將導致下降。而的下降則會導致MQ2的4腳、6腳對地輸出的電壓增大，所以氣體濃度增大，其輸出電壓也會增大。S3C2440開發(fā)板的A/D轉換器會把輸入的模擬電壓信號轉換成01023之間的數(shù)字，轉換成的數(shù)字越大，說明電壓越大即煙霧濃度越大。假設程序中經過A/D轉換后的數(shù)字是，在程序中可以設兩個值、假設=400，=800，若，系統(tǒng)把室內的抽風機打開，把有害氣體排出室外，若，系統(tǒng)把蜂鳴器開起，進行報警。 具有語音提示功能的密碼鎖防盜模塊的實現(xiàn)本模塊用到了4*4鍵盤作為輸入設備。 4*4鍵盤實物圖 4*4鍵盤電路圖‘0’‘9’和‘A’、‘B’、‘C’、‘D’代表16個值。在程序中用按下“”鍵表示確認輸入密碼，用按下“*”表示刪除輸入。，程序不斷掃描鍵盤，判斷是否有按鍵閉合，若某個按鍵按下，系統(tǒng)執(zhí)行延遲去抖動代碼，接著繼續(xù)掃描鍵盤，判斷用戶按下了哪個按鍵，計算按鍵鍵值，并對按下按鍵進行有效標志。 4*4鍵盤掃描程序一開始在程序初始化某一個密碼，程序不斷檢測用戶輸入，當用戶輸入正確密碼時即打開門，同時系統(tǒng)將不再接收由紅光電感器輸入的中斷信號，有人強行打開門時，屋內光電傳感器檢測到異常信號，系統(tǒng)執(zhí)行中斷服務程序，接著向ISD1760語音芯片發(fā)送觸發(fā)信號進行語音報警。 密碼鎖防盜門流程圖。具有語音提示功能的密碼鎖防盜門模塊在開始時先初始化外部中斷，接著程序將一直查詢紅外傳感器是否檢測到信號，判斷是否有中斷請求，若發(fā)生中斷請求，先判斷用戶是否輸入了正確的密碼打開門的，若是，則把門打開，若否，系統(tǒng)將觸發(fā)語音報警模塊運行。系統(tǒng)中用光電傳感器來檢測和發(fā)出中斷信號。光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉換的關鍵元件，它是把光信號（紅外、可見紫外光輻射）轉變成為電信號的器件。光電傳感器是以光電器件作為轉換元件的傳感器。它可以用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強等。如下圖所示，光電傳感器有三個引腳，紅線和綠線分別連接電源正負極，黃線是信號輸出線，當傳感器沒有檢測到東西時，信號線輸出高電平信號，當傳感器感應到前方有東西時，輸出低電平信號。 光電傳感器及其引腳圖在正常工作時，光電傳感器默認輸出高電平，當有人靠近時，光電傳感器輸出低電平。在設計時根據(jù)這個電平跳變的特征，本文利用下降沿中斷的概念，當有東西靠近傳感器時將觸發(fā)一次中斷。通過判斷光電的信號線是否有下降沿的變化從而斷定是否有人靠經保險柜等重要財產。光電傳感器在嵌入式系統(tǒng)中對應的設備文件為/dev/red_sensor，首先用int fd_redsensor=open(“/dev/red_sensor”,O_RDWR)來打開嵌入式系統(tǒng)中的光電傳感器設備驅動，fd_redsensor是調用打開設備函數(shù)后返回的文件描述符（打開錯誤后返回1），之后的函數(shù)就可以使用fd_redsensor來對設備進行操作。關閉光電傳感器為close(fd_redsensor)。在QT程序中本設計用到了Timer定時器的概念，每隔一秒種查看是否有外部下降沿中斷的發(fā)生，當沒有發(fā)生中斷時，上層應用程序讀到底層硬件驅動程序中copy_to_user函數(shù)返回的數(shù)據(jù)是0，當有外部中斷時，讀到的數(shù)據(jù)是1。當上層QT程序判斷出現(xiàn)下降沿中斷后馬上發(fā)出信號觸發(fā)報警模塊進行語音報警。此外，語音報警模塊本系統(tǒng)用的是外部的錄音芯片ISD1760，該語音芯片是 Winbond推出的單片優(yōu)質語音錄放電路，該芯片提供多項新功能，包括內置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（vAlert），雙運作模式（獨立amp。嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內部包含有自動增益控制、麥克風前置擴大器、揚聲器驅動線路、振蕩器與內存等的全方位整合系統(tǒng)功能。根據(jù)芯片電路把電路連接好，提前往芯片里面錄好音，當檢測到可能有小偷時，通過ioctl(fd_redsensor,0,1)控制輸出相應的控制電平就可以達到報警的目的。 預防小孩墜樓模塊近年來小孩墜樓現(xiàn)象時有發(fā)生，我們通過在窗戶附近安裝人體紅外傳感器，檢測到小孩靠近窗戶時將關閉窗戶，小孩離開窗戶后將把窗戶打開，最大限度保護小孩的安全。在模型中我們只用了一個人體紅外傳感器，還不能準備判斷是大人還是小孩靠近窗戶，但在實際項目中可在不同高度安裝人體紅外傳感器通過高度準確是大人還是小孩靠近窗戶。圖 人體紅外傳感器 紅外傳感器引腳圖接線圖，檢測到信號后輸出0V電信號，在傳感器接入控制器過程中，用74LS04芯片把輸入其中的信號取反，74LS04芯片是個反相器芯片，進過測試，紅外傳感器沒檢測到信號經反向器輸出高電平，紅外傳感器檢測到有信號經反相器將輸出低電平信號。由此可檢測是否有小孩靠近窗戶而決定是否把窗戶打開或關閉。系統(tǒng)開機時，初始化人體紅外傳感器使其正常工作，系統(tǒng)一直判斷是否有信號輸入從而判斷是否有小孩靠近窗戶，當有小孩靠近窗戶，判斷窗戶是否是打開著的，若窗戶已經打開，則系統(tǒng)觸步進電機把窗戶關閉，接著延遲一段時間，再判斷小孩是否已經離開窗戶從而決定把窗戶打開或關閉。系統(tǒng)中用步進電機打開或者關閉窗戶，步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。我們采用的時28BYJ48型四相八拍電機（AABBBCCCDDDAA。），電壓為DC5V—DC12V。當對步進電機施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉動。每一個脈沖信號對應步進電機的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應轉子轉過一定的角度（一個步距角）。當通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉子轉過一個齒距。 本章小結本章首先介紹系統(tǒng)總體模塊設計原理，然后分別描述系統(tǒng)各個模