【正文】 聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。 15 致謝 接近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束，在這段時(shí)間的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)過程中，我得到了很多人的幫助，學(xué)到了很多東西。 在現(xiàn)代電子科技的高速發(fā)展過程中，微型化、集成化、高密度化以及設(shè)備的高精度化已經(jīng)成為一種長期的趨勢(shì)，這就要求我們力求使用更精確的設(shè)備。本設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了對(duì) 智能住宅盜情、火情、煤氣泄漏等進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)警功能。通 過查閱大量資料，本文提出了幾種可行性方案，對(duì)硬件電路的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，并最終選擇了基于 GSM 模塊的實(shí) 現(xiàn)方案。 3 隨著 氣體傳感器 檢測(cè)技術(shù)不斷的發(fā)展，在 氣體 濃度檢測(cè)方面可以做到精度更高，檢測(cè)速度更快，這樣才 更好的發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情， 做出正確和及時(shí)的處理。 運(yùn)行結(jié)果表明該裝置在技術(shù)上有一定的可靠性， 但也存在著一些問題。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得本系統(tǒng)所使用的 DS18B20 測(cè)得的數(shù)值在精度上和準(zhǔn)確度上都比高精度的溫度測(cè)量儀低，但是相差不是很大，因而使用 DS18B20 作為火 災(zāi)溫度檢測(cè)是具有一定的可行性的，同時(shí)其較低的價(jià)格，也可以降低設(shè)計(jì)成本。 調(diào)試的過程中，為了更方便調(diào)試及測(cè)量，設(shè)計(jì)中使用了電吹風(fēng)加熱，同 13 時(shí) 通過與 四位半高 精確溫度測(cè)量儀器相比較，多次測(cè)量，判斷出誤差。 溫度測(cè)試 本系統(tǒng)通過用 DS18B20 測(cè)試溫度高低，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警功能。 測(cè)試數(shù)據(jù)及分析 熱釋電感應(yīng)距離測(cè)量 在主人外出模式下，當(dāng)室內(nèi)有人入侵的時(shí)候，熱釋電可以感應(yīng)到人的存在，同時(shí)發(fā)出遠(yuǎn)程報(bào)警。通過測(cè)量當(dāng)液化氣濃度達(dá)到1000ppm 時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出“煤氣泄漏”語音報(bào)警和 GSM 發(fā)出“煤氣泄漏”中文短信報(bào)警到用戶手機(jī)；當(dāng)室內(nèi)溫度高于假設(shè)的 70℃ 時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出“火災(zāi)報(bào)警”語音報(bào)警和 GSM 發(fā)出“火災(zāi)報(bào)警”中文短信到用戶手機(jī)；當(dāng)室內(nèi) 有人入侵時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出“有人入侵”語音報(bào)警和 GSM 發(fā)出“有人入侵”中文短信報(bào)警。 該綜合測(cè)試主要在系統(tǒng)調(diào)試正常的情況下，驗(yàn)證煤氣氣體綜合測(cè)試情況。 結(jié)合系統(tǒng)軟件測(cè)試，利用硬件平臺(tái)進(jìn)行功能性檢測(cè)，即驗(yàn)證系統(tǒng)軟硬件綜合測(cè)試正常。 是 否 按 鍵 按 下開 始檢 測(cè) 按 鍵 序 號(hào)N OY E S繼 續(xù) 等 待 是 否 為 按 鍵 1Y E S是 否 為 按 鍵 2Y E SN O在 上 電 過 程 中進(jìn) 入 時(shí) 間 模 式否 則 進(jìn) 入 設(shè) 置模 式是 否 為 按 鍵 3是 否 為 按 鍵 4檢 測(cè) 按 鍵 序 號(hào)檢 測(cè) 按 鍵 序 號(hào)檢 測(cè) 按 鍵 序 號(hào)在 上 電 過 程 中 進(jìn)入 錄 音 模 式 否 則進(jìn) 入 設(shè) 置 模 式在 上 電 過 程 中 進(jìn)入 放 音 模 式 否 則進(jìn) 入 設(shè) 置 模 式Y(jié) E SN O在 上 電 過 程 中 進(jìn)入 暫 停 模 式 否 則進(jìn) 入 設(shè) 置 模 式N O返 回 圖 53 按鍵流程圖 11 語音模塊程序設(shè)計(jì) 通過單片機(jī)模擬 SPI 總線 來實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的讀寫控制，可在指定的地址播放內(nèi)容可以在指定的地址錄相關(guān)內(nèi)容具體程序如圖如下 45. 語 音 芯 片 初 始 化是 否 錄 音開 始語 音 參 數(shù) 初 始 化延 時(shí)到 指 定 地 址 錄 音是 否 放 音 到 指 定 位 置 播 放延 時(shí)返 回N OY E SN OY E S 圖 54 ISD4004 程序流程圖 12 第 6 章 系統(tǒng)測(cè)試及分析 系統(tǒng)測(cè)試 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，要進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，排除軟件和硬件的故障，同時(shí)驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，使系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求。 是 否 調(diào) 整 短 信中 心 號(hào) 碼開 始單 片 機(jī) 寄 存 器 初 始 化N OY E SL C D 初 始 化傳 感 器 初 始 化進(jìn) 行 調(diào) 整是 否 調(diào) 整目 標(biāo) 號(hào) 碼讀 取 溫 度 值溫 度 是 否超 過 初 始 值播 報(bào) 溫 度發(fā) 送 短 信讀 取 氣 體 傳 感 器是 否 有 氣 體 泄 漏讀 取 紅 外 傳 感 器是 否 有 人 入 侵返 回進(jìn) 行 調(diào) 整播 報(bào) 溫 度發(fā) 送 短 信播 報(bào) 溫 度發(fā) 送 短 信N OY E SY E SY E SY E SN ON ON O顯 示 圖 51 程序總體流程 10 顯示程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)除了實(shí)現(xiàn)防盜、煤氣泄漏報(bào)警的功能外 u 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘顯示的功能，如圖 52 所示為 LCD12864 顯示流程圖， A 0 是 否 為 高 電 平開 始L C D 參 數(shù) 初 始 化L C D 實(shí) 時(shí) 顯 示 時(shí) 鐘及 參 數(shù)返 回N OY E S 圖 52 LCD 顯示流程 按鍵程序設(shè)計(jì) 接通電源后系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)通過按鍵輸入手機(jī)和短信中心等數(shù)值。程序首先完成初始化過程，然后判斷是否有報(bào)警，然后根據(jù)判斷發(fā)送報(bào)警。 圖 45 MQ6 氣體傳感器模塊電路圖 9 第 5 章 系統(tǒng)軟件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序的主要部分 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用數(shù)據(jù)與圖形相結(jié)合的表示方式 , 功能清晰、 使用方便。因此，在使用此類型氣敏器件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的 ，一般 用 1000ppm 液化氣校正傳感器 [3]。裝置 MQ6氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖所示 (結(jié)構(gòu) A 或 B)，由微型 AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感層，測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不繡鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。 [2] 8 圖 443 紅外探測(cè)器部分的原理圖 氣體傳感器電路設(shè)計(jì) MQ6 型液化氣氣體傳感器對(duì)液化氣 ,丁烷 ,丙烷有較高的靈敏度 ， 對(duì)乙醇蒸氣 ,煙霧幾乎不響應(yīng) 。 圖 441 BISS0001的管腳排列圖 圖 442 BISS0001的管腳波形圖 圖 443所示為紅外探測(cè)器部分的電路圖。這一功能的設(shè)置，可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。在 Ti周期內(nèi)，任何 IC7的變化都不能使 UO為有效狀態(tài)。 當(dāng) A端等于“ 0”時(shí)，為不可重復(fù)觸發(fā)工作方式 ，即在 TX時(shí)間內(nèi)，任何工 C7的變化都被忽略，直至延遲時(shí)間 TX結(jié)束。另外它還具有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾，其內(nèi)部設(shè)有延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器。它的正常工作電壓是 +(工作范圍可在 3V到 5V之間 )。 基本特性 :1,低電源電壓（ VDD:++） ； 2,顯示分辨率 :12864 點(diǎn) ；3,內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字 (簡繁體可選 )； 4,內(nèi)置 128 個(gè)168 點(diǎn)陣字 符 ； 5,2MHZ 時(shí)鐘頻率 ； 6,顯示方式： STN、半透、正顯 ； 7,驅(qū)動(dòng)方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS； 8， 視角方向： 6點(diǎn) ； 9， 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10； 10， 通訊方式：串行、并口可選 ； 11， 內(nèi)置DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ； 12， 無需片選信號(hào)，簡化軟件設(shè)計(jì) ； 13， 工作溫度 : 0℃ +55℃ , 存儲(chǔ)溫度 : 20℃ +60℃ 。可以顯示 84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字 .也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。電路圖如圖 42所示 ： 圖 42 ISD4004 語音芯片模塊電路圖 顯示電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)由于需要顯示漢字項(xiàng)目和轉(zhuǎn)速變化曲線，故采用 12864 液晶顯示器。 ISD4004 工作于 SPI 串行接口。 1mF 的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。檢出的峰值電平與內(nèi)部 6 設(shè)定的閾值作比較 ,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。 自動(dòng)靜噪 (AMCAP) 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí) ,自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱 ,這樣有助于養(yǎng)活無信號(hào) (靜音 )時(shí)的噪聲。 4,8。 0,5。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù) , 每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中 ,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲 ,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和 金屬聲 。芯片采用 CMOS 技術(shù) ,內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及 高密度多電平閃爍存貯陳列。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用其 PWM（或捕捉 /比較單元） 、四路 10位 高速 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 、 SPI 接口 、 定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 I/O 接口 等功能模塊。 5 第 4 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) STC12C5A60S2 是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 60K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 器、 中央處理器、程序存儲(chǔ)器（ Flash）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、EEPROM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 I/O 接口、 UART 接口和中斷系統(tǒng)、 SPI 接口、高速 A/D轉(zhuǎn)換模塊、 PWM（或捕捉 /比較單元）以及硬件看門狗、電源監(jiān)控、片內(nèi) RC 振蕩器等模塊。 由于西門子的模塊性價(jià)比較高也滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的需要所以 選用此模 塊完成短信發(fā)送功能。在 GSM網(wǎng)絡(luò)日臻完善的今天， TC35秉承了西門子一貫的優(yōu)秀品質(zhì)，它易于集成，使用它 可以在較短的時(shí)間內(nèi)花費(fèi)較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。單片機(jī)通過自身帶的 ADC對(duì)傳感器 AD值進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)值過低時(shí)發(fā)出可燃體警告。 具有 快速的響應(yīng)恢特牲 、 長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性 、價(jià)格便宜和 簡單的驅(qū)動(dòng)電路 等特點(diǎn)。 方案二 ： MQ系列氣體傳感器 MQ6 型液化氣氣體傳感器對(duì)液化氣 ,丁烷 ,丙烷有較高的靈敏度 ， 對(duì)乙醇蒸氣 ,煙霧幾乎不響應(yīng) 。 MOS傳感器也可用于檢測(cè)寬范圍的有毒氣體和易燃易爆氣體。在新鮮空氣條件下，它 的電導(dǎo)較小，而一旦接觸還原性氣體或者易燃易爆氣體，電導(dǎo)會(huì)增加。 MOS也可以用來檢測(cè)毒性水平。而且液晶顯示有功耗低，體積小，重量輕，壽命長，不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點(diǎn)。特別適用于智能控制的可編程人性化顯示。 綜上所述，由于使用 ARM 控制需要對(duì)所有的接口做電平轉(zhuǎn)換，增加了硬件電路的復(fù)雜性，在同樣能夠完成功能的前提下考慮到性價(jià)比與設(shè)計(jì)的便利性本系統(tǒng)選擇使用 STC12C5A60S2 的單片機(jī)作為 CPU 的控制核心。 方案論證比較 CPU 控制模塊方案設(shè)計(jì) 方案一：采用 32 位的 LPC2138 作為控制 CPU， LPC2138 采用了 PHILIPS 公司基于 ARM7TDMIS核的 ARM 芯片，擁有 RDI 標(biāo)準(zhǔn)接口、同步 Flash 刷新技術(shù)以及影射寄存器窗口等三項(xiàng)國內(nèi) ARM 仿真器設(shè)計(jì)最領(lǐng)先的 3 種技術(shù)，內(nèi)部 PLL 鎖相環(huán)倍頻可以得到更高的 CPU 處理速度，硬件自帶的 AD、 DA、捕獲、匹配以及同步與異步的通信方式更方便用戶的編程設(shè)計(jì)，并且可以達(dá)到很高的實(shí)時(shí)性，但是價(jià)格較昂貴。