【導(dǎo)讀】基于單片機的GSM短信多功能安防系統(tǒng)的研究。所在專業(yè)電子信息工程。答辯時間20xx年5月7日

　　

【正文】 檢測到火焰： 當(dāng)用打火機點火后對著火焰?zhèn)鞲衅鲿r，系統(tǒng)顯示如圖 56，此時蜂鳴器響起，GSM 模塊先發(fā)警報短信后撥打預(yù)設(shè)號碼進行提醒，經(jīng)測試其功能均可實現(xiàn)。 圖 56 檢測到火焰 檢測到有人入室： 設(shè)置好預(yù)設(shè)時間段后，當(dāng)實時時鐘時間在預(yù)設(shè)時間內(nèi)時，熱釋電紅外傳感器檢測到有人的時候，系統(tǒng)顯示如圖 57，此時蜂鳴器不會響起，以便不要驚嚇到盜竊者，防止其對設(shè)備的損害。經(jīng)測試功能實現(xiàn)正常。 圖 57 檢測到有人入室 GSM 發(fā) 送短信并打電話： 20 當(dāng)傳感器檢測到有人進屋、有火情或者是有可燃?xì)怏w泄漏后，除了系統(tǒng)蜂鳴器報警外，單片機還控制 GSM 模塊發(fā)中文短信至預(yù)設(shè)號碼，并在其后撥打電話以提醒屋主（手機接收到短信時的響鈴時間短，屋主不易察覺）。圖 58 與為模擬屋主收到的短信內(nèi)容。經(jīng)測試，撥打電話和發(fā)短信的功能均能實現(xiàn)。 圖 58 屋主收到的警報信息 21 6 開發(fā)過程與調(diào)試心得 開發(fā)過程是一個磨練與提升自己的時間，在一開始的時候，一直在激發(fā)自己的創(chuàng)造力和想象力去思考自己做的安防系統(tǒng)要實現(xiàn)什么樣的 功能，要有哪些亮點和創(chuàng)新點展示給大家，這是一個頭腦風(fēng)暴般的過程，因為要確定好了功能需求后才能根據(jù)功能區(qū)選擇相應(yīng)的元器件。 選擇元器件也是一個糾結(jié)的過程，選擇芯片的型號這些事情是比較麻煩的，在對比過 AT89C52 和 STC89C52 后，由于 STC 的性價比比較高，所以選擇了 STC的芯片作為主控芯片，在 LCD1602 和 LCD12864 之間，因為本安防系統(tǒng)的顯示內(nèi)容預(yù)計完全可以在 LCD1602 上面實現(xiàn)，為了節(jié)省制作成本和節(jié)省空間最后就選擇了 1602 作為顯示屏。選擇 GSM 模塊的時候也考慮過 LT35I 這個芯片，在分析功能 和穩(wěn)定性后選擇了 SIM900A 作為系統(tǒng)短信收發(fā)芯片。傳感器的選擇也并不省心，紅外對管還是熱釋電紅外呢？紅外對管可設(shè)置在門窗處，在第一時間就能知道盜竊者入侵了，但比較容易被人發(fā)現(xiàn)容易受到破壞。最后選擇熱釋電紅外的原因是熱釋電紅外的測量范圍大、靈活性比較高，且隱蔽性也比較強。煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱蜏貪穸葌鞲衅鞫际沁x擇了數(shù)字輸出信號的現(xiàn)成模塊，這樣更加有利于程序的編寫。 在程序設(shè)計階段和硬件設(shè)計階段，不斷會出現(xiàn)自己不懂或者遇到瓶頸的問題，比如： GSM 的與單片機通信不了，最后查閱資料后得知 GSM 模塊的波特率需與單 片機串口通信一致，而使用 12MHz 晶振的單片機的波特率最好設(shè)置在4800bps,否則會引起傳輸錯亂，修改 GSM 波特率為 4800bps 后問題得到了解決。在類似的一系列問題得到解決的同時，新的創(chuàng)意點也不斷涌向腦海。比如為了方便屋主正常上下班時不會被熱釋電紅外檢測到引起誤報警，就想出在預(yù)設(shè)時間段定時關(guān)掉熱釋電紅外的功能，這個功能就是在后期想出來并且融入到程序里面去的。 在電路設(shè)計過程，很多電路都是根據(jù)資料數(shù)據(jù)手冊上面的典型電路進行設(shè)計的，有部分也是根據(jù)自己平時積累的電路知識設(shè)計的。電路板設(shè)計比較費時的就是庫文件的 建立和 PCB 板的布局布線，因為很多元器件的封裝和原理圖器件在系統(tǒng)自帶的庫文件里是沒有的，所以需要自己建立庫文件并且繪制 PCB 封裝和原理圖器件。而 PCB 的布局和布線這是考驗?zāi)托暮图?xì)心的時候，因為要考慮跳線盡量少、版面美觀和手工做板的可行性等要素。 調(diào)試過程中，硬件的測試比較簡單的，花費時間最多的要數(shù)軟件調(diào)試，不僅要考慮參數(shù)和數(shù)組的類型，還要考慮程序的優(yōu)化等。在程序運行的結(jié)果跟自己預(yù)想的結(jié)果不一致的時候，有時候需要大幅度的改動模塊程序或者需要改動設(shè)計方案。在程序發(fā)生錯誤時，偶爾會很難看出問題所在，也許在經(jīng)過苦思 冥想一個晚 22 上后，你才發(fā)現(xiàn)原來是一個符號或者是一個數(shù)據(jù)類型的問題。 總的來說，產(chǎn)品功能最后的實現(xiàn)是基本完成了，可是還是存在一些需要改進的地方，比如沒有后備電源，后備電源在剛開始我也想過是否加上，系統(tǒng)板的后備電源比較容易制作，可是 GSM 模塊工作的電源為 12V/1A，這個在無 220V 交流電為基礎(chǔ)的時候相對于我來講是比較難實現(xiàn)的，所以最后就還是沒把后備電源加上。在系統(tǒng)完成階段，發(fā)現(xiàn)可燃?xì)鈧鞲衅骱拖到y(tǒng)板之間存在一些矛盾，需要外加一個獨立電源給可燃?xì)鈧鞲衅?，才能使系統(tǒng)正常工作，這個問題至今未獲得解答。除了這些，程序上也 還有很多需要改進和優(yōu)化的地方，比如開機初始化比較久，開機蜂鳴器鳴叫等問題還需要繼續(xù)深入研究。 23 7 總結(jié) 經(jīng)歷了兩個多月埋頭苦干地做畢業(yè)設(shè)計，讓我學(xué)習(xí)到了很多新事物。過去的日子歷歷在目，想起那些天在選購元器件時候的糾結(jié)與頭痛，不知道選擇哪一款器件才是合適自己的，也不知道自己看中的器件是否能夠?qū)崿F(xiàn)心目中它能實現(xiàn)的功能。就這樣一件件的對比，看過了很多相關(guān)的元器件資料，了解了很多參數(shù)。使我對一些元器件的認(rèn)識更深入了。 還記得那些天“閉關(guān)”學(xué)習(xí)畫電路板的日子， altium designer 這個軟件是我很喜歡的一個軟件，因為它讓我腦海里的思路變?yōu)榱藢崒嵲谠诘碾娐贰．嬰娐钒迨且患芘d奮的事情，那段時間常常熬夜到兩三點，總是期待自己能更快、更好的完成，所以就算再累也擋不住心里的激情。一次次的思想火花的迸出，一夜夜修改原理圖和 PCB 布局布線，讓我的原理圖、封裝庫和 PCB 板的繪制技巧在一層層提高。 寫程序的那段時間，是我最艱難的時候，寫程序的累，不是想法累，不是編寫累，最累的是程序運行錯誤的時候，實現(xiàn)功能與自己想象的不符合的時候，這時候雖然 KEIL 軟件里面會有提示錯誤的位置，可是還 是會有找一個錯誤找了一個早上都沒有解決的時候。不過當(dāng)程序運行沒有錯誤的那一刻，當(dāng)程序能實現(xiàn)了自己想要的結(jié)果的時候，我得到了最大滿足，這樣的成就感和喜悅是用語言無法描述的。 總的來說，這一次的畢業(yè)設(shè)計，讓我學(xué)習(xí)了很多很多自己從來沒有接觸過的東西，讓我在這段時間一天天的成長、一天天在為自己的安防系統(tǒng)而奮斗。再回首，驚訝地發(fā)現(xiàn)自己的進步是如此大，這一次的實踐，也讓我認(rèn)識到，在即將到來的社會的考驗中，我們需要定下心里，去掉身上的毛刺和嬌躁，為每一份工作，做出自己最大的努力。 致 謝 24 致 謝 這次 畢業(yè)設(shè)計的完成，是因為在戰(zhàn)斗的不是我一個人。身邊的老師和同學(xué)，當(dāng)我遇到困難與瓶頸的時候，給了我莫大的支持與幫助。 在這里，首先我要真誠的感謝我的指導(dǎo)老師歐觸靈老師。在一開始的時候，自己選題的定位還比較低，是歐老師指引和鼓勵我去嘗試比較新穎和有挑戰(zhàn)性的題目。如果沒有歐老師的指點，我可能還是止步不前繼續(xù)做自己熟悉而無趣的事情。還感謝她對我遇到問題時候的悉心解答。她科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)任的教學(xué)和指導(dǎo)態(tài)度讓我尤為尊敬。 其次，我還要感謝我親愛的同學(xué)們，有時候我們一起討論自己的畢業(yè)設(shè)計完成的情況，一起為大家的點子做點評， 一起面對各自在畢業(yè)設(shè)計中遇到的疑問。這讓我也獲益匪淺，因為他們，我積極樂觀，因為他們，我心飛翔。謝謝！ 參考文獻 25 參考文獻 [1] 白雪冰 ,張延林 ,謝永華 ,薛巨峰 .單片機原理與應(yīng)用 [M].哈爾濱 :東北林業(yè)大學(xué)出版社 ,20xx. [2] 張毅剛 ,彭喜元 ,姜守達 ,喬立巖 .新編 MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計 [M].哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,20xx. [3] 李亞杰 ,何群 .基于 GSM 的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) [J].制造業(yè)自動化 ,20xx,10. [4] Boquete L, Bravo I, Barea R. Telemetry and control system with GSM munications[J]. Microprocessors and Microsystems, 20xx,27(1). [5] 雷勇 . PDU 分析與手機短信控件開發(fā) [J ] .電力系統(tǒng)通信 ,20xx ( 12). [6] 淺談熱釋電紅外線傳感器報警系統(tǒng) [J].工程技術(shù) ,20xx,2. [7] 雷曉平 ,李曉東 ,羅海天 .單片機原理與應(yīng)用技術(shù) [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,20xx. [8] 盧文科 .電子檢測技術(shù) [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,20xx. 附 錄 26 附 錄 1. 電路原理圖 2. 電路 PCB 板 3. 源程序清單 程序見刻錄光盤。