【正文】 其次，在對直流電機控制、 RFID、各個傳感器、芯片的管腳名稱和接法用法以及 GSM模塊的操作使用方法有了大致的了解后， 根據(jù)事先設定的功能要求編寫代碼，包括電機的驅動代碼、 RFID 讀取代碼，各個傳感器的信息采集代碼，單片機的控制主代碼和 GSM 模塊的代碼，通過對各部分的軟件代碼的編寫實現(xiàn)了家庭安防巡邏定位系統(tǒng)的設計。小車電機的驅動是利用 L298N 芯片組成的模塊來使直流電機正常的運轉。并且利用目前成熟可靠的 GSM 移動網(wǎng)絡，將傳感器檢測到的信號傳送至控制中心，根據(jù)一系列轉化后以短信的形式把數(shù)據(jù)發(fā)送到手機上的客戶端中。時間充足情況下，可以再設置小車通過 GSM 接收指令來達到控制巡邏小車運行模式的選擇。 （ 2）系統(tǒng)僅對溫室內的溫度、濕度和煙霧這三個因素進行監(jiān)控，對于人體紅外部分，本設計暫時沒有添加上去，也是由于硬件電路電源供電的考慮。還可以在精確的位置對 溫濕度、煙霧 傳感器 進行 數(shù)據(jù) 的采集 并 且通過 GSM 模塊發(fā)送給客戶端。 GSM 測試數(shù)據(jù)如表 47 所示： 表 47 GSM 調試記錄 手機客戶端 收到內容 與 顯示器 上顯示是否一致 This is Room1 RH=67g/kg,Temp=27C,everything is fine! 一致 This is Room2 RH=68g/kg,Temp=37C,temperature warning! 一致 This is Washroom RH=68g/kg,Temp=28C,everything is fine! 一致 This is Kitchen\n,RH=70g/kg,Temp=28C,everything is fine! 一致 Door is closed,home is safe. 一致 福州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 22 經(jīng)調試后發(fā)現(xiàn) GSM 模塊能夠正常發(fā)送短信，發(fā)送的內容與 PC 機上顯示的內容一致，說明 GSM 能夠響應客戶端的采集信息。光電開關測試是利用光電傳感器對物體距離進行檢測，配合開發(fā) 板上的 LED 燈和蜂鳴器，測試數(shù)據(jù)如表 46 所示： 表 46 煙霧和光電開關調試記錄 傳感器 是否正常 煙霧 是 光電開關 是 煙霧傳感器能在環(huán)境中出現(xiàn)液化氣、煙霧等氣體時做出相應的反應。 在測試路面上貼上一定的黑線作為測試路段，將小車放在測試路段上循跡。 （ 2）每當一個模塊的代碼編寫完成后，就在主函數(shù)中將這部分的功能調用一下，并且進行編譯，檢查代碼是否編寫錯誤。 功能檢查 將各部分的測試代碼燒 寫到單片機中，觀察系統(tǒng)各部分能否正常工作。 檢查電機模塊 使用示例程序控制電機模塊，使其輸出不同的電平讓直流電機根據(jù)軟件設置進行轉動。 通電觀察 確定電源沒有短路現(xiàn)象存在后，給系統(tǒng)上電后觀察電路板是否有異樣情況出現(xiàn)，比如味道異常，元器件發(fā)燙等等。 本系統(tǒng)設計 正是 利用光電開關的特性 ，進而 對 大 門的開關狀態(tài)進行 相應的 檢測 。 所以 單片機就是 以 否收到反射回來的紅外光 作 為 判斷路線的位置，也就是 來確定黑線 所在 的位置和 巡邏 小車 前進的 路線。即 是 利用紅外 線 在不同顏色的物體表面 ，其 反射 的程度是不同 的特點。對于反家庭安防巡邏定位系統(tǒng)的 設計 （硬件部分） 17 射系數(shù)，黑線和白色的地板對光線的發(fā)射程度是不同的。并且 具福州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 16 有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內部邏輯電路部分在低電壓下工作 。 輸出電流 較 大，瞬間 的 峰值電流 可以 達 到 3A，持續(xù) 的 工作 的 電流 是 2A。 （ 4） AT+CMGS， 設置目標手機號碼，即用戶的手機號碼。 TC35 的主要組成部分包括供電模塊（ ASIC），閃存，天線接口和 ZIF 連接器，主要用來處理 GSM 終端內的語言信號和數(shù)據(jù)，并且 TC35 可以涵蓋蜂窩射頻設備中所有的模擬和數(shù)字功能。 GSM 網(wǎng)絡中設備與遠程監(jiān)控點狀態(tài)如圖 38 所示： 圖 38 GSM 網(wǎng)絡 圖 TC35 GSM 模塊的核心是 TC35，目前，國內使用的 GSM 模塊有很多，這些模塊的功能、家庭安防巡邏定位系統(tǒng)的 設計 （硬件部分） 15 用法大同小異。 在80 年代 ， GSM 從歐洲開始 興起， 在 1991 年正式投入 了 使用。使用簡單的電路 就 可 以實現(xiàn) 將電導率的變化轉換為與該氣體 、煙霧的 濃度相對應的輸出 的電信號 ，繼而判斷環(huán)境中的氣體、煙霧等濃度 。 （ 4）單片機從 DHT11 處接收數(shù)據(jù)， 26~28us 長的高電平表示接收到 “0”， 29~70us 長的高電平表示接收到了 “1”。 DHT11 的典型應用 DHT11 采用 了 單總線式 的 結構，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換和控制都 是 通過這一根單總線完成的 ，設備通過漏極刻錄或者三態(tài)端口連至總線上 [11]，當設備不發(fā)生數(shù)據(jù)時總線可以被釋放給其他的設備使用，單總線要求要上拉一個 的電阻使得總線閑置時的狀態(tài)處于高電平 ，否則不能正常的工作 。 （ 5）測量的濕度范圍從 20%RH~90%RH，測濕精度為 177。 DHT11 的優(yōu)點包括： （ 1）成本和功耗低，可實現(xiàn)簡單快捷的系統(tǒng)集成。 DHT11 其內 含 了 一個電阻式的感濕 元 件和 NTC 測溫元件。 （ 2） 防沖突：天線 的 作用范圍內 在同一個時間內 可能 會有 不只一張卡 存在 ，即有多張的 M1 卡 向讀卡器 發(fā)回了卡號應答，這時 就 發(fā)生 了 沖突。 讀寫器的結構 讀寫器 是 基于 MFRC522 的，其 主要 的組成是 由微處理器、 MFRC52天線以及外圍 的 連接電路 等 。 RFID 讀寫器 MFRC522 的特點 MFRC522 是 Philips 公司 的 一款針對智能儀表領域最新推出的非接觸式低功耗讀寫基站芯片，它具有低電壓、低功耗、低成本等特點。 （ 3） Select Application 模塊：卡片的選擇 當 IC 卡 和 讀寫器完成了上述兩個步驟，讀寫器 要 對卡進行讀 /寫操作， 則需要 對卡進行“ 選擇 ” 的 操作， 才能 使卡被選中。被選中的卡將被激活，可與讀寫器進行 通信。 若不進行這一步操作，讀卡器是無 法繼續(xù)下面的工作的。 卡的薄膜結構和內部結構 如 圖 3 33所示： 圖 32 卡的薄膜結構 圖 33 卡的內部結構 Mifare One 卡的功能 射頻 讀卡器 MFRC522 是 通過天線 進行 發(fā)射激勵信號， 當 M1 卡進入 到 讀寫器 的 工作區(qū)域 內 時 ， 就會 被讀寫器 的 信號激勵。 （ 9） MISO： SPI 同步串行接口的主入從出。 （ 4） ~：一組帶有 上拉電阻的 I/O 口，但其部分引腳的第二功能更常被使用到，如表 31 所示： 表 31 P3 口引腳的第二功能 引腳號 引腳名稱 第二功能 RXD 串行輸入 TXD 串行輸出 INT0 外部中斷 0 INT1 外部中斷 1 T0/INT 定時器 0 外部輸入 T1/INT 定時器 1 外部輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器允許寫 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器允許讀 （ 5） RST：復位引腳，通過檢測按鍵是否按下控制單片機的復位， RST 引腳上 連續(xù)出現(xiàn)兩個機器周期或以上的高電平將使得單片機復位。 STC12C5A60S2 是一種 單時鐘 /機器周期 (1T)的單片機，與 51 系列微處理器兼容，但比普通 8051 處理速度 快 到 8 倍 以上 ，具有高速、低功耗、超強抗干擾 等 的特點的新一代8051 單片機 。 STC12C5A60S2 單片機 STC12C5A60S2 的簡介 單片機即是 一種 嵌入式的微控制器，它將一個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片上 ，集成度家庭安防巡邏定位系統(tǒng)的 設計 （硬件部分） 7 高，速度快 。 （ 5） 多路循跡模塊 ： 采用四個紅外對管，分別置于小車 的 車 頭部分，并讓四個紅外對管分布在 前軌道的兩側，根據(jù)四只光電開關接受到白線與黑線的 不同 情況 做出判斷，根據(jù)判斷進而 來控制小車轉向來調整 小車前進的方向 。 其中 利用 DHT11 溫濕度傳感器模塊是 可以將采集到的溫度和濕度信息直接轉換成數(shù)字信號后 ，進而能 反饋給單片機， 且煙霧傳感器 采集 到的數(shù)字信號也能發(fā)送給單片機 ， 并用光電開關采集到的數(shù)字信號反饋給單片機來達到檢測大門開關狀態(tài)的目的。本設計的核心是 STC12C5A60S2 單片機，亮點在于利用RFID 無線射頻技術 對位置進行 精確 定位，以及 通過 GSM 模塊實現(xiàn)遠程 的 傳輸信息。 （ 4）提高可靠性 在系統(tǒng)功能完善的基礎上，盡可能的提高系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性。我們需要這個系統(tǒng)能夠準確的采集我們想要的環(huán)境參數(shù)，并且能夠將采集到的信息反饋給住戶，最重要的一點在于用戶可以不在家中就能了解到各個方位的安全情況，即系統(tǒng)的使用不受到時間和空間的限制。 （ 5）使用四路光電循跡模塊對房屋巡邏路線精確循跡。 設計的主要任務 設計的主要任務包括： 家庭安防巡邏定位系統(tǒng)的 設計 （硬件部分） 3 （ 1） 選用 STC12C5A60S2 單片機作為 整個系統(tǒng)的 主控芯片 對數(shù)據(jù)進行 快速處理。本設計在程序設計中又 引入 了 模塊化 的 設計 思想，從而使 整個的 系統(tǒng)整體更簡潔、完善。 智能 安防 的 產(chǎn)品 應用領域 逐漸變廣 ，人們收入 也不斷在 提高， 人們 對安防產(chǎn)品的需求量 也在 不斷 地 增加 。二是行業(yè)的企業(yè)規(guī)模大，產(chǎn)業(yè)高度集中。在北京、東南沿海等地區(qū)智能報警系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展了一定的規(guī)模。大到政府、企業(yè)辦公寫字樓，小到別墅、公寓、倉庫，甚至街頭小店， 這些 幾乎都與當?shù)鼐只虬卜拦韭?lián)網(wǎng) 。 在 本次大會后，安防產(chǎn)業(yè) 就 在國外開始迅速 蓬勃 發(fā)展 起來 [3]。 課題的研究現(xiàn)狀 課題在國外的研究現(xiàn)狀 在 20 世紀時 ，美國 建成 了世界上 的 第一座智能大廈 ?，F(xiàn) 今 ，隨著 社會 的 各方面的 快速發(fā)展， 樓房擴增的速度 也不斷 加快 了 ， 傳統(tǒng)的 安防 監(jiān)控系統(tǒng) 肯定也 已經(jīng)不能滿足當今 人們 的 要 求 和需求 ， 家庭安防巡邏系統(tǒng) 需要能夠在無人的條件下實現(xiàn) 對家中環(huán)境進行高效 科學 的管理，這既需要系統(tǒng)能夠 自動監(jiān)控家庭 環(huán)境 各 種狀態(tài) ， 也要求其能夠實現(xiàn)與 屋主 之間的 進行實時的 通訊。s GDP has ranked second in the world,most families have already entered a moderately prosperous society,increase revenue property of residents,but social instability are still the protection of personal and property safety of the people have urgent needs, security needs of more and more and more and security patrol positioning system came into being in this environment,the liberation of the labor force,making security management toward scientific, unmanned, automated trend. This design presents a microcontroller based on RFID technology and smart security patrol STC12C5A60S2 positioning system uses STC12C5A60S2 MCU as the master core, driving the car with the motor drive module, carried by four infrared tracking tracking module, with DHT11 temperature and humidity sensor inside the room temperature and humidity for the collection, use smoke gas sensor for indoor smoke alarm with photoelectric switch housing door switch status monitoring, and through RFID module to locate the room, various sensors to collect information on the parameters for each room back to the microcontroller, the microcontroller processes the data sent via GSM module phone homeowner.. The system is reliable,