【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)主要完成了基于GSM模塊的家庭報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)?；螂娫捫问剑苯影丫唧w的警情信息反映到用戶的手機(jī)屏幕上。傳感器檢測模塊：主動(dòng)式紅外探測器模塊，MQ-5可燃?xì)庑孤稒z測模塊。外傳感器模塊主要由一對紅外二極管構(gòu)成，一個(gè)二極管發(fā)射紅外線，另一個(gè)接收，字化處理后送入單片機(jī)，觸發(fā)聲光報(bào)警器報(bào)警。超過警戒值時(shí)，觸發(fā)聲光報(bào)警器報(bào)警。經(jīng)過努力調(diào)試，本設(shè)計(jì)最終較好地實(shí)現(xiàn)了

　　

【正文】 開 始初 始 化數(shù) 碼 管 顯 示 可 燃 氣 濃 度 數(shù) 據(jù)可 燃 氣 濃 度 采 集 數(shù) 據(jù)是 否 大 于 設(shè) 定 值 ？聲 光 報(bào) 警結(jié) 束燃 氣 濃 度 數(shù) 據(jù) 采 集Y E SN O向 用 戶 撥 打 電 話 ， 并 發(fā) 送 報(bào) 警 信 息 圖 41 主程序流程 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 中斷服務(wù)子程序 流程 主動(dòng)式紅外傳感器檢測信號被送到單片機(jī)的 口， 口是STC89C52 的外部中斷 0 口，當(dāng)紅外收發(fā) 過程被阻 擋， 紅外接受部分輸出低電平， 口電平被拉低，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，聲光報(bào)警，向用戶撥打電話，并發(fā)送報(bào)警信息。 中斷服務(wù)子程 序流程如圖 41 所示。 開 始聲 光 報(bào) 警向 用 戶 撥 打 電 話 ， 發(fā) 送 報(bào) 警 信 息結(jié) 束 圖 41 中斷服務(wù)子程序流程 TLC1543 程序流程 TLC1543 的子程序流程圖如圖 42 所示。 由于 51 單片機(jī)不具有標(biāo)準(zhǔn)SPI 接口，所以需要 通過軟件模擬 SPI 協(xié)議以便和 TLC1543 接口 。 單片機(jī)先向 TLC1543 發(fā)送十位脈沖信號， 前 四 個(gè)時(shí)鐘用 四 位地址從 ADDRESS 端裝載地址寄存器，選擇所需的模擬通道， 后 六 個(gè)時(shí)鐘對模擬輸入的采樣提供控制時(shí)序 。 然后檢測信號轉(zhuǎn)換是否完成，未完成繼續(xù)等待，完成后， 單片機(jī)再向 TLC1543 發(fā)送十位脈沖信號，作為 TLC1543 向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的控制時(shí)序。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 開 始C L K 發(fā) 送 脈 沖 信 號發(fā) 送 四 位 地 址模 擬 信 號 采 樣 保 持信 號 轉(zhuǎn) 換 是 否 完 成 ？向 單 片 機(jī) 發(fā) 送 十 位 數(shù) 字信 號結(jié) 束N OY E SC L K 發(fā) 送 脈 沖 信 號 圖 42 TLC1543 模數(shù)轉(zhuǎn)換流程 發(fā)短 消 息子程序流程 發(fā)短消息的子程序流程如圖 43 所示。單片機(jī)向 GSM 模塊發(fā)送 AT 指令，依次設(shè)置用戶接受到的短消息的格式為文本格式，設(shè)置 TE 字符集，設(shè)置短消息文本模式的參數(shù)，指定接受短消息的手機(jī)號碼，最后，設(shè)置短消息的內(nèi)容。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 開 始發(fā) 送 A T + C M G F = 1 指 令選 擇 短 消 息 為 文 本 格 式發(fā) 送 A T + C S C S = G S M 指 令設(shè) 置 T E 字 符 集發(fā) 送 A T + C S M P = 1 7 , 1 6 7 , 0 , 2 5 0設(shè) 置 短 消 息 文 本 模 式 參 數(shù)發(fā) 送 A T + C M G S = 1 5 2 3 6 2 6 5 3 9 7設(shè) 置 發(fā) 送 號 碼發(fā) 送 短 消 息 內(nèi) 容結(jié) 束 圖 43 發(fā)短息子程序流程洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng) 調(diào)試 C 語言介紹 本設(shè)計(jì)采用了 C 語言編程。 C 語言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，它 完美的融合了 高級語言 和 匯編語言的 優(yōu) 點(diǎn) 為程序開發(fā)人員帶來了很大的方便，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)編程的效率 。 C 語言作為一種非常方便的語言而得到了廣泛的支持，很多硬件開發(fā)都用 C 語言來編程，如各種單片機(jī)、 DSP、 ARM 等。 C 語言程序本身不依賴于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不做任何修改或僅做簡單的修改就可以將程序從不同的系統(tǒng)移植過來直接使用。 C 語言提供了很多數(shù)學(xué)函數(shù)并支持浮點(diǎn)運(yùn)算，開發(fā)效率高，可極大地縮短開發(fā)時(shí)間，增加程序可讀性 和可維護(hù)性。單片機(jī) C51 編程與用匯編 ASM51 編程相比，有如下的優(yōu)點(diǎn)： (1) 對單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要求任何的了解，就可以用 C 語言直接編程操作單片機(jī)。 (2) 寄存器分配、不同寄存器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)完全由編譯器自動(dòng)管理。 (3) 程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分成不同的函數(shù)，可使程序結(jié)構(gòu)化。 (4) 庫中包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，使用方便。 (5) 具有方便的模塊化編程技術(shù)，使以編好的程序很容易移植。 C 語言的常用語法不多，尤其是單片機(jī)的 C 語言常用的語法更少，這樣子掌握起來會(huì)是很方便的。 C 語言總的來說只是一個(gè)工具而已，如何在開發(fā)龐大的體統(tǒng)中靈活的應(yīng)用 C 語言的正確邏輯編寫出結(jié)構(gòu)完善的程序才是難點(diǎn)。 基于 C 語言的以上特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)成功應(yīng)用 C 語言完成了蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了預(yù)期的效果。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 程序調(diào)試 本設(shè)計(jì)采用 Keil 編程軟件，這是一款 美國 Keil Software 公司 的產(chǎn)品。這個(gè)軟件的開發(fā)，為我們利用單片機(jī)編程變得高效而且方便。在此簡單的介紹一下軟件的使用。 1. 進(jìn)入 keil 后，屏幕顯示如圖 51 所示，緊接著出現(xiàn)編輯界面，如圖52 所示。 圖 51 進(jìn)入 keil 后，屏幕顯示 圖 52 初始界面 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 2. 之后，選擇工程按鈕新建，選擇要保存的路徑，輸入工程文件名，保存。如圖 53 所示。新建文檔如圖 54 所示。加載文檔如圖 55 所示。 圖 53 選擇芯片 圖 54 新建 test 文檔 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 圖 55 加載文檔界面 軟件編程時(shí)的編程界面如圖 56 所示 。 圖 56 Keil uVision4 軟件編程時(shí)的編程界面 3. 最后，編譯，生成 hex 文件，就可以下載到單片機(jī)運(yùn)行了。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 調(diào)試結(jié)果 1. 主動(dòng)式紅外檢測器未被 遮擋時(shí)不報(bào)警 ，如圖 57 所 示。 當(dāng)用紙片遮擋住紅外接收部分時(shí)，聲光報(bào)警，并向用戶撥打電話，發(fā)送報(bào)警短息 ：Warning: Illegal Intrusion。如圖 58 和圖 59 所示。 圖 57 紅外檢測未報(bào)警 圖 58 紅外檢測器報(bào)警 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 圖 59 發(fā)送報(bào)警信息 2. 當(dāng)燃?xì)鈧鞲衅鳈z測到空氣中的可燃?xì)怏w濃度未超過警戒值時(shí)，只將濃度 對應(yīng) 數(shù)據(jù)值顯示出來，如圖 510 所示?？扇?xì)鉂舛瘸瑯?biāo)時(shí) ， 聲光報(bào)警，向用戶首先打電話報(bào)警，過幾秒鐘之后自動(dòng)掛斷電話，然后發(fā)送報(bào)警信息 ：Warning: Gas Leak。聲光報(bào)警，并向用戶打電話 報(bào)警效果如圖 511 所示。用戶接收到報(bào)警信息如圖 512 所示。 圖 510 燃?xì)鉂舛任闯瑯?biāo)時(shí)效果圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 圖 511 撥打電話 圖 512 收到報(bào)警信息 PCB 板制作 為了使設(shè)計(jì)更加完美，系統(tǒng)更穩(wěn)定的工作，我利用 Altium Designer 09親自制作了 PCB 板，將元件焊接上之后，經(jīng)調(diào)試 ， 能夠良好的工作。 PCB布線圖如圖 513， PCB 板實(shí)物如圖 514 所示。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 01 21212378 6 5 4120000121 2122 121121 212 122 121 122 11 22 1122 1129 8 7 65 4 3 2 11235421123412341918171615141312111098765432187654321312456765432187654321123211232 13212 12 1212129876543121212 12 12 12 132112312121 21 21212121216 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 19 7 4 20 02 51 3 43 2 11234567891011121314151617181920 21222324252627282930313233343536373839401615141312111098 7 6 5 4 3 2 18765 43212 1121 2121 2 圖 513 PCB 板布線圖 圖 514 PCB 實(shí)物圖洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 結(jié) 論 本文針對當(dāng)前很吸引人們注意的家庭安防報(bào)警方面，設(shè) 計(jì)了一套高效、實(shí)用的基于 GSM 模塊的家庭報(bào)警系統(tǒng)。 首先介紹了家庭防盜報(bào)警器的國內(nèi)外現(xiàn)狀，通過各方面的比較，說明了傳統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)所存在的問題。之后提出了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 本系統(tǒng)中，采用模塊化、層次化設(shè)計(jì)。采用 STC89C52 單片機(jī)為主控芯片， 通過當(dāng)下發(fā)展最完善的 GSM 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)向用戶發(fā)送報(bào)警信息 ， 具有高效，安全的優(yōu)點(diǎn)。 使用了 主動(dòng)式紅外檢測模塊 ， 燃?xì)鈧鞲衅?模塊，并應(yīng)用了 發(fā)光二極管和 蜂鳴器的報(bào)警。最終完成了硬質(zhì)電路板的調(diào)試與顯示。所得的效果與預(yù)期的效果吻合。 由于本設(shè)計(jì)是基于簡單、高效、實(shí)用的思想原則進(jìn)行的，所 采用的芯片和模塊性價(jià)比很高，有很高的實(shí)用價(jià)值。由于時(shí)間有限，本設(shè)計(jì)還不夠完善，有待進(jìn)一步改進(jìn)。例如原本打算在本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加電子時(shí)鐘功能，以便使用的時(shí)候可以顯示時(shí)間。但由于 STC89C52 單片機(jī)的 ROM 只有 8K，現(xiàn)有的模塊功能實(shí)現(xiàn)程序已經(jīng)占用 7K 多，不足以實(shí)現(xiàn)這一功能。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 謝 辭 本人在課題研究和做論文的過程中，遇到過一些難以理解的問題，有些問題苦死不得其解，通過在網(wǎng)上查找資料，以及向黃會(huì)營老師請教，使得大部分的問題都得到了解決，還有我的朋友們，他們對我的設(shè)計(jì)和論文進(jìn)度十分關(guān)心，給了我很多的鼓勵(lì)和幫 助，為提高書稿的質(zhì)量提出了許多寶貴的建議和修改意見。在此，對他們一并表示衷心的感謝。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 參考文獻(xiàn) [1] 郭天祥 . 51 單片機(jī) C 語言教程 . 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020 [2] 譚浩強(qiáng) . 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