【正文】 在本次論文課題設(shè)計(jì)過(guò)程中，我算是收益良多，不僅鞏固了很多以前在大學(xué)四年學(xué)到的知識(shí)，并且使用到了設(shè)計(jì)當(dāng)中，還學(xué)到了很 多知識(shí)，比如 PROTEL 99SE 的使用操作，單片機(jī)及 GSM 模塊的通信原理方面的知識(shí)，明白了自己哪方面的不足，需要進(jìn)行的知識(shí)補(bǔ)充，這對(duì)我現(xiàn)在的工作以及以后工程師道路的發(fā)展都有很大的作用。還有很多，由于時(shí)間以及個(gè)人知識(shí)范圍的關(guān)系，沒有能夠?qū)崿F(xiàn)。并 且，在整個(gè)課題課題設(shè)計(jì)過(guò)程中，還有很多的不足之處需要改進(jìn)，比如無(wú)法自檢傳感器是否能夠正常工作，在傳感器失去效應(yīng)的時(shí)候只能通過(guò)人為的按鈕去報(bào)警，也就讓整個(gè)智能報(bào)警失去了意義。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，適合家庭小居室的使用要求，并且能夠通過(guò) GSM 模塊盡快把火災(zāi)信息傳發(fā)給用戶，使用戶能夠在第一時(shí)間開始尋找辦法，具有很高的實(shí)用價(jià)值。 本次設(shè)計(jì)，因?yàn)閭€(gè)人及其它一些原因，只是自己提出了一個(gè)設(shè)計(jì)。可是在家庭方面，防火系統(tǒng)依舊比較落后，很多家庭基本上都還是配備的滅火器用來(lái)防火，更 有甚之，基本的防護(hù)措施都沒有。 圖 13 GSM 無(wú)線通訊流程圖 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 結(jié)論 人民的生命財(cái)產(chǎn)安全重于泰山，為了防患于未然未然，也為了更好地保護(hù)好人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)人看管的智能家庭版火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)勢(shì)在必行。主控程序通過(guò) GSM 模塊 TC35I 對(duì)手機(jī)發(fā)出短信息。 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 圖 12 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 GSM 無(wú)線通訊流程 GSM 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由控制端和受控端兩部分組成，控制端是手機(jī)，也可以是 TC35I 模塊和 PC。這種方法可以減小環(huán)境或者其他不可抗因素對(duì)我們煙霧采集濃度數(shù)據(jù)的影響。通?？梢圆捎闷骄捣▉?lái)消除干擾脈沖，則干擾將“平均”到計(jì)算結(jié)果上去，故平均值法對(duì)于消除因?yàn)榄h(huán)境干擾而導(dǎo)致的煙霧濃度采樣值發(fā)生偏差。 傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換處理流程 煙霧傳感器模塊在對(duì)氣體進(jìn)行采樣時(shí)，由于環(huán)境或者其他各方面的干擾，通 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 常會(huì)導(dǎo)致采樣不準(zhǔn)確。 初始化流程 圖 11 初始化流程圖 在單片機(jī)工作之前，首先要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化處理，主要是確保 I/O 接口的正常功用，寄存器初始化，清除堆棧，檢測(cè)和確保中斷使能的正常功用。本次課題采用的是比較老一點(diǎn)的 MQ2煙霧傳感器進(jìn)行煙霧檢測(cè)的， MQ2 在檢測(cè)之前基本上會(huì)有 12 個(gè)小時(shí)的預(yù)熱才能正常工作。本次課題設(shè)計(jì)使用了兩個(gè) 33PF 的諧振電容，內(nèi)部晶振時(shí)鐘頻率為 6MHZ。 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 圖 8 GSM 無(wú)線通訊模塊電路 單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì) 直流供電電源 單片機(jī)復(fù)位電路 在平時(shí)正常情況下，單片機(jī) RESET 端為 0 低電平信號(hào)，當(dāng)開關(guān)摁下時(shí)，輸入一個(gè)高電平 1 的信號(hào)，使得單片機(jī)復(fù)位。 RS232 通過(guò)串行接口集成電路和電平轉(zhuǎn)化電路與GSM 無(wú)線通訊模塊進(jìn)行 連接，這是目前最簡(jiǎn)單也是最常見的接口電路，其中主要設(shè)計(jì)的芯片有電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232。 一般來(lái)說(shuō)， GSM 無(wú)線通訊模塊都是與單片機(jī)通過(guò)串口通信的方式進(jìn)行的鏈接，通常情況下，通信速度都設(shè)定為 19200bps。 TC35I 芯片可以很好的兼容GSM2/2+、雙頻（ GSM900/GSM1800）、 RS232 數(shù)據(jù)口，符合 ETSI 標(biāo)準(zhǔn) GSM0707和 GSM0705，并且容易升級(jí)成 GPRS 模塊。河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 12 圖 7 聲光報(bào)警電路 GSM 無(wú)線通訊模塊 目前，西門子公司的 TC35 系列模塊的性價(jià)比很高，并且早已取得國(guó)內(nèi)的無(wú)線電設(shè)備入網(wǎng)證，所以這次課題選擇使用西門子 TC35I。限流電阻 R11=(5V2V)/20mA=150Ω（這里紅色發(fā)光二極管的工作電壓為 2V，工作電流為 20mA）。 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 圖 6 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 聲光報(bào)警模塊 當(dāng)用戶端系統(tǒng)確認(rèn)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)， P20 和 P23 輸出低電平，使得 PNP 三極管導(dǎo)通。由于 ADC0809 片內(nèi)無(wú)時(shí)鐘，故利用 8051 提供的地址鎖存使能信號(hào) ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器二分頻后獲得時(shí)鐘。圖中ADC0809 轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào) EOC 接到 AT89S52 的 INT1 引腳，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換完成后， EOC 變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。當(dāng) P27=0 時(shí)，與寫信號(hào) WR 共同選通 ADC0809。 A/D 轉(zhuǎn)換電路采用了常用的 8 位 8 通道數(shù)模轉(zhuǎn)換常用芯片 ADC0809，煙霧傳感器的輸出端接到 ADC0809 的 IN0，溫度傳感器的輸出端接到 ADC0809 的 IN1。所以采用了 LM324 集成運(yùn)放電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，以滿足所需。 ～177。 集成運(yùn)算放大電路 由于溫度傳感器和煙霧傳感器檢測(cè)到的信號(hào)比較微弱，不足以滿足 A/D 轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)換信號(hào)要求，所以必須對(duì)溫度和煙霧傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行調(diào) 理放大，以達(dá)到 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換對(duì)信號(hào)的要求。 MQ2/MQ2S 氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測(cè)也很理想。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí) ， 傳感器的電 導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。 DS18B20 的上拉電阻的阻值是一個(gè)需要注意的參數(shù)，如果 DS18B20 放置的位置離電路板較遠(yuǎn)，需要用較長(zhǎng)的電纜來(lái)連接時(shí)，上拉電阻要相應(yīng)減小，以彌補(bǔ)線路損耗，而且連接電纜要選用優(yōu)質(zhì) 的 三 芯 帶 屏 蔽 層 的 電 纜 ， 否 則 不 能 正 常 讀 寫 數(shù) 據(jù) 。 DS18B20數(shù)據(jù)位越低、轉(zhuǎn)換時(shí)間越短、反應(yīng)越快、精度 越低。測(cè)試溫度范圍 55℃ 125℃ ，溫度數(shù)據(jù)位可配置為 1 12 位，對(duì)應(yīng)的刻度值分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 、℃ ，對(duì)應(yīng)的最長(zhǎng)轉(zhuǎn)換時(shí)間分別為 、 、 375ms、 750ms。 圖 2 89S52 單片機(jī)管腳圖 手動(dòng)按鈕模塊 當(dāng)溫度傳感器和煙霧傳感器失效或者火患剛起的時(shí)候，如果有人剛好在邊上，則就可以直接摁動(dòng)手動(dòng)按鈕模塊手動(dòng)報(bào)警，手動(dòng)按鈕模塊電路當(dāng)有人摁動(dòng)手動(dòng)按鈕模塊的時(shí)候， S1 開始輸送給單片機(jī)一個(gè)高電平信號(hào)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理則就可以發(fā)出火災(zāi)信號(hào)報(bào)警，平時(shí) S1 都處于斷路低電平狀態(tài)?？梢栽?4V 到 寬電壓范圍內(nèi)正常工作。根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要 求，時(shí)鐘頻率可以設(shè)置在 033M 之間。芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī) AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案 [11]。所以本次選擇了 AT89S52 單片機(jī)作為核心芯片。在煙霧和溫度傳感器向單片機(jī)發(fā)送信號(hào)的時(shí)候，單片機(jī)需要對(duì)傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行分析，從而檢測(cè)是否達(dá)到了火災(zāi)報(bào)警限度，是否需要對(duì)聲光模塊發(fā)送火災(zāi)信號(hào)。這樣的話，當(dāng)家庭里面發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，無(wú)論你在哪里，你都可以接收到家庭火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出的火災(zāi)報(bào)警信息，