【正文】 設(shè)計(jì)原理圖 3 主要功能模塊 單片機(jī)控制模塊 系統(tǒng)的控制器選用 STC89C52RD+單片機(jī)， 8 位 STC89C52RD+單片機(jī)是 STC 公司生產(chǎn)的一款 51 單片機(jī)，具有運(yùn)行穩(wěn)定、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。 系統(tǒng)的主要功能： (1)自動(dòng)報(bào)警功能：當(dāng)用戶住宅出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警短信給預(yù)先設(shè)定手機(jī)號(hào)碼的用戶，直至用戶回復(fù)為止。系統(tǒng)在正常工作時(shí)處于低功耗監(jiān)控狀態(tài)，一旦發(fā)生警情即各類傳感器檢測(cè)到異常信號(hào) (如盜竊、火警、煤氣等 )時(shí)，單片機(jī)通過從不同引腳接收到的信號(hào)同預(yù)先存儲(chǔ)在 ROM 中的信息進(jìn)行對(duì)比，判斷出異常情況的類型，然后將報(bào)警信號(hào)由串口傳送給 GSM 模塊，最后將報(bào)警短信發(fā) 送給用戶，幾秒鐘后，用戶的手機(jī)上就可以接收到報(bào)警短信，提醒用戶采取措施。 本文所介紹的基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)采用 GSM 模塊進(jìn)行短信息收發(fā)，以單片機(jī)為控制核心，進(jìn)行信息反饋和遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程報(bào)警、遠(yuǎn)程遙控等功能。但在我國(guó)，家庭電話用戶正逐步減少，且電話線路易被破壞，故此類產(chǎn)品有一定局限性。如何建立一個(gè)高效率、低成本的智能家居系統(tǒng)已成為當(dāng)今世界的一個(gè)熱點(diǎn)問題。 sensor。 關(guān)鍵詞（小 4 號(hào) 黑體 頂格）： 智能家居； GSM 模塊；傳感器；遠(yuǎn)程控制 Abstract Abstract： Describes a work based on GSMof Smart Home Control system works and the major the STC microcontroller for system control by the core, with the family situation that may arise unexpectedly collected by various sensors, make use of the send and receive SMS function of the GSM module, remote security and appliance control. Practice has proved that the systemis reliable, low cost, can be widely used inmodern houses. Keywords： smart home。采用 STC單片機(jī)為系統(tǒng)控制核心，對(duì)家庭中可能出現(xiàn)的意外情況用各種傳感器進(jìn)行采集，利用GSM 模塊的短信收發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安防及家電控制。 二、進(jìn)度安排： 第１ ~3 天： 查找資料，熟悉 的設(shè)計(jì)原理，給出設(shè)計(jì)總體方案； 第 4~6 天： 各模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)； 第 7~12 天： 硬件連線，調(diào)試； 第 13~14 天：寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 本文所介紹的基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)采用 GSM 模塊進(jìn)行短信息收發(fā)，以單片機(jī)為控制核心，進(jìn)行信息反饋和遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程報(bào)警、遠(yuǎn)程遙控等功能。但在我國(guó)，家庭電話用戶正逐步減少，且電話線路易被破壞，故此類產(chǎn)品有一定局限性。如何建立一個(gè)高效率、低成本的智能家居系統(tǒng)已成為當(dāng)今世界的一個(gè)熱點(diǎn)問題。 此表格式為徐州師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院提供的基本格式，指導(dǎo)教師可根據(jù)本門課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及內(nèi)容做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)低于 6 分的學(xué)生，取消答辯資格，其該課程設(shè)計(jì)成績(jī)按不及格處理。答辯后學(xué)生根據(jù)答辯情況填寫答辯記錄表。 所有學(xué)生必須參加課程設(shè)計(jì)的答辯環(huán)節(jié)，凡不參加答辯者，其成績(jī)一律按不及格處理。 徐州師范大學(xué)物電學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課 程 名 稱： 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 題 目： 基于 GSM 的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專 業(yè) 班 級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 日 期： 2020 年 6 月 指 導(dǎo) 教 師 ： xxx 教務(wù)部印制 說明： 報(bào)告中的第一、二、三項(xiàng)由學(xué)生在課程設(shè)計(jì)開始前填寫，由指導(dǎo)教師指導(dǎo)并確認(rèn)簽字。 學(xué)生成績(jī)由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)情況給出各項(xiàng)分值及總評(píng)成績(jī)，并填寫成績(jī)?cè)u(píng)定表。答辯小組成員應(yīng)由 2 人及以上教師組成。 報(bào)告正文字?jǐn)?shù)一般應(yīng)不少于 3000 字，也可由指導(dǎo)教師根據(jù)本門課程設(shè)計(jì)的情況另行規(guī) 定。 課程設(shè)計(jì)完成后，由指導(dǎo)教師根據(jù)完成情況寫出總結(jié)。 一、課程設(shè)計(jì)目的、任務(wù)和內(nèi)容要求： 隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，快節(jié)奏的生活狀態(tài)使得人們?cè)絹碓阶⒅厣畹馁|(zhì)量和品位。目前，國(guó)內(nèi)外各種類型的智能家居產(chǎn)品越來越多，其中大部 分是基于電話網(wǎng)的安防控制系統(tǒng)。隨著電信 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的廣闊化、無縫化、以及手機(jī)的日益普及為基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)提供了巨大的應(yīng)用空間 [1]。 具體設(shè)計(jì)任務(wù)如下： 1．熟悉 GSM 的工作原理； 2．寫出智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案； 3．用硬件加以實(shí)現(xiàn)； 4． 寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 三、主要參考文獻(xiàn)： [1] 楊利平﹒基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程智能家居系統(tǒng) [J]﹒儀器儀表學(xué)報(bào)， 2020 ,25 (4):309311. [2] 劉松 ,趙忠 ,孫學(xué)磊 .基于 GSM 的遠(yuǎn)程家庭智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].電 子測(cè)量技術(shù) ,2020,32(1):8991. [3 ] 張俊 . SMS 短消息傳輸?shù)倪h(yuǎn)端控制技術(shù)及其實(shí)現(xiàn) [J ] .儀器儀表學(xué)報(bào) ,2020 ,24 (4) :610611. 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 徐州師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 I 目 錄 摘 要 …………………………………………………………………………………… … II Abstract ………………………………………………………………………………… ... II 1 引言 …………………… .…… ..……………………………………………………… ... 1 2 系統(tǒng)工作原理及主要功能 ……………………………………… ..…………… ..…… .1 系統(tǒng)工作原理 ………………………………………… ..………………………… ..… 2 3 主要功能模塊 ………………………………………………………… ..……………… ..3 單片機(jī)控制模塊 ……………………………………… ..………………………… ...… 4 GSM 模塊 ……………………………………………… ..………………………… ....… 5 傳感器模塊 …………………………………………… ..………………………… ...… 6 液晶顯示模塊 ………………………………………… ..………………………… ...… 7 4 硬件接口電路設(shè)計(jì) ………………………………………… ..…… .…………… .....… 7 單片機(jī)與 GSM模塊的連接 ……………………… .……………………………… ..… .… 7 電器控制電路 …………………………………………… ..………………………… .....7 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) … ..……………………………………………..…………………………. .....8 AT 模式選擇及 AT 指令 ………………………………… ..………………………… .… .8 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) ……………………………………… ..………………………… .… ....8 6 結(jié)論 … ..…………………………… .…………………………..………………………….… 9 參考文獻(xiàn) …… .……………… ..………………………… ……..………………………….… .9 附錄 1 主要程序代碼 …… ...………………………………..………………………….… 10 附錄 2 TC35 模塊電路 …… ..………………………………..………………………….… 27 徐州師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 II 摘 要 摘要：介紹了一種基于 GSM網(wǎng)絡(luò)的智能家居控制系統(tǒng)的工作原理及主要功能。實(shí)踐證明本系統(tǒng)性能可靠，成本低，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代住 宅中。 GSMmodule。 remote control 徐州師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 1 引言 隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，快節(jié)奏的生活狀態(tài)使得人們?cè)絹碓阶⒅厣畹馁|(zhì)量和品位。目前，國(guó)內(nèi)外各種類型的智能家居產(chǎn)品越來越多，其中大部分是基于電話網(wǎng)的安防控制系統(tǒng)。隨著電信 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的廣闊化、無縫化、以及手機(jī)的日益普及為基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)提供了巨大的 應(yīng)用空間 [1]。 2 系統(tǒng)工作原理及主要功能 系統(tǒng)工作原理 圖 1 為智能家居系統(tǒng)的工作原理圖 [2]。另外用戶可通過發(fā)送短信，由GSM 模塊接收，經(jīng)單片機(jī)解碼后，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電器控制電路去控制相應(yīng)的家電，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電器工作的目的 [3]。 (2)家電控制功能：接收用戶發(fā)送來的控制命令，實(shí)現(xiàn)短信的譯碼功能，并由單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的譯碼來實(shí)現(xiàn)不同家電工作及停止功能。其支持的最高時(shí)鐘為 40MHz，內(nèi)部包括 8 kB 的 Flash 程序存儲(chǔ)器 ROM 、 256B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM，具有 ISP 在線編程功能，大大減少了開發(fā)復(fù)雜度，同時(shí)可節(jié)省購買編程器的額外投入。 單 片 機(jī) 控 制 中 心 紅外傳感器 煙霧傳感器 煤氣傳感器 家電控制電路 家 電 GSM 模塊 徐州師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 3 圖 2 單片機(jī)控制模塊 GSM 模塊 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用的 GSM 模塊是 Siemens 公司的 TC35I。通過獨(dú)特的 40 引腳的 ZIF 連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號(hào)及控制信號(hào)的雙向傳輸；通過 ZIF 連接器及 50Ω 天線連接器，可分別連接 SIM 卡支架和天線。 TC35I 模塊主要由 GSM 基帶處理器、 GSM 射頻模塊、供電模塊 (ASIC)、閃存、 ZIF 連接器、天線接口六個(gè)部分組成 [4]。 徐州師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 圖 3 TC35I 構(gòu)成框圖 傳感器模塊 本系統(tǒng)傳感器模塊由一組功能不同的傳感器構(gòu)成，用于各種異常情況監(jiān)測(cè)。 防火使用離子式煙霧傳感（ SS668），通過監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范。離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，為火災(zāi)預(yù)防和早期發(fā)現(xiàn)提供幫助。 MOS 也可以用來檢測(cè)毒性水平。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)增加引發(fā)檢測(cè)電路電平跳變從而啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)工作。紅外報(bào)警電路如圖 4。模塊電路圖如圖 5。 單片機(jī)與 GSM 模塊的硬件連接 單片機(jī)與 TC35I 的連接圖如圖 6 所示， TC35I 的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU－ TRS－ 232 接口電路標(biāo)準(zhǔn) ， 工作在 CMOS 電平 ()。 由于數(shù)據(jù)通信電路中 TC35I 數(shù)據(jù)接口工作在 CMOS 電平 ， 而 STC 單片機(jī)工作在 TTL電平 ， 工作電壓范圍一般比 TC35I 寬 ， 故應(yīng)在單片機(jī)和 TC35I 之間加電平轉(zhuǎn)換電路 。 圖 6 單片機(jī)與 TC35I 的連接圖 電器控制電路 圖 7 為系統(tǒng)的電器控制電路，它是通過單片機(jī)由弱電控制繼電器的開 /關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)控制強(qiáng)電的接通 /斷開， P_JDQ P_JDQ4 處可接不同的電器，控制系統(tǒng)可以根據(jù) GSM模塊收到的不同短信息控制命令，由單片機(jī)做相應(yīng)的譯碼，然后再由單片機(jī)控制不同家電工作或停止運(yùn)行。根據(jù) AT指令的 標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)送和接收中文或中 /英文混合的短信息必須采用 PDU 模式，Text 模式只支持傳送英文及數(shù)字信息。 模塊的通訊全部采用 AT+XXXX 完成。 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用 C 語言編寫，系統(tǒng)安防主程序及中斷程序流程圖如圖 5 所示。同時(shí)，當(dāng)外部報(bào)警電路有信號(hào)時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)外部中斷，通過 中斷處理子程序完成對(duì)相應(yīng)防盜、防火、防煤氣泄漏等事件