【正文】 聯(lián)網(wǎng)和漫游，建立上述系統(tǒng)不須再建專用通信網(wǎng)絡(luò)，所以具有時(shí)事傳輸數(shù)據(jù)功能的短信息應(yīng)用將得到迅速普及。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，報(bào)警系統(tǒng)已從原來的簡(jiǎn)單化、局部化向智能化、集成化發(fā)展。目前市場(chǎng)上常見的防盜報(bào)警系統(tǒng)的通信方式有固定電話撥號(hào)、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)等等。 以太網(wǎng)同樣面臨著線路被切斷的隱患，且不易普及。針對(duì)以上通信方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。它不再依賴有線電話執(zhí)行報(bào)警，而是借助最可靠、最成熟的GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的中文短消息或電話形式，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到您的手機(jī)屏幕上。并配備煙霧傳感器和燃?xì)庑孤﹤鞲衅鳎瑢?shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?。利用AT89S52單片機(jī)的功能特點(diǎn)、GSM短信模塊工作原理以及傳感器工作原理，通過手機(jī)終端接收?qǐng)?bào)警短信，并且可以發(fā)送命令短信異地遙控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種操作。通過GSM 網(wǎng)絡(luò)，即使遠(yuǎn)在千里之外也能對(duì)家中發(fā)生的各種突發(fā)意外情況了如指掌，使生活更安全更智能。圖21 系統(tǒng)原理框圖8031最小系統(tǒng)由80374LS37EPROM2764組成。數(shù)碼管顯示電路使用8031的串行口經(jīng)一個(gè)串入并出的移位寄存器擴(kuò)展為并行輸出口，控制一個(gè)七段數(shù)碼管。用8031單片機(jī)控制一個(gè)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，與以往用數(shù)字邏輯電路組成的控制系統(tǒng)相比，用單片機(jī)組成的檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)具有更大的靈活性，功能也更強(qiáng)，但是現(xiàn)如今的防盜監(jiān)控系統(tǒng)需要與時(shí)俱進(jìn)，這種傳統(tǒng)的家庭報(bào)警系統(tǒng)，采集信號(hào)的傳感器需要布線，由于集成在一個(gè)板子上，不僅有干擾，還限制了報(bào)警信號(hào)采集覆蓋面，同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能差，當(dāng)家中沒人時(shí)報(bào)警無法及時(shí)通知事主。系統(tǒng)利用光電傳感器、溫度傳感器采集可能出現(xiàn)的有人闖入、火災(zāi)等情況，再將報(bào)警信息發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行處理，然后，單片機(jī)對(duì)蜂鳴器做出控制，發(fā)出警報(bào)聲音，同時(shí)，LCD液晶顯示具體報(bào)警信息，由此可以知道具體報(bào)警位置及其類型。GSM（Global System for Mobile munication）系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通訊體制中比較成熟、完善、應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。主要提供話音、短信息、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)。由于公眾GSM網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，建立上述系統(tǒng)不須再建專用通信網(wǎng)絡(luò)，所以具有時(shí)事傳輸數(shù)據(jù)功能的短信息應(yīng)用將得到迅速普及。本設(shè)計(jì)是基于GSM 網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程家庭智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過手機(jī)終端接收?qǐng)?bào)警短信，并且可以發(fā)送命令短信異地遙控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種操作。通過GSM 網(wǎng)絡(luò)，即使遠(yuǎn)在千里之外也能對(duì)家中發(fā)生的各種突發(fā)意外情況了如指掌。因此在本次設(shè)計(jì)中采用方案2。同時(shí)加入了GSM模塊，可輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。系統(tǒng)原理框圖如圖31所示。 AT89S52單片機(jī)概述AT89S52單片機(jī)是一種低功耗高性能的CMOS8位微控制器，內(nèi)置8KB可在線編程閃存。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器允許重復(fù)在線編程，允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)內(nèi)通過SPI串行口改寫或用同用的非易失性存儲(chǔ)器改寫。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低。圖311 AT89S52結(jié)構(gòu)框圖 AT89S52單片機(jī)特性AT89S52的主要特性如下：兼容MCS51產(chǎn)品8K字節(jié)可擦寫1000次的在線可編程ISP 閃存 全靜態(tài)工作：0Hz ～ 24MHz3級(jí)程序存儲(chǔ)器加密256字節(jié)內(nèi)部RAM32條可編程I/O線3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8個(gè)中斷源UART串行通道低功耗空閑方式和掉電方式通過中斷終止掉電方式看門狗定時(shí)器雙數(shù)據(jù)指針靈活的在線編程（字節(jié)和頁(yè)模式） AT89S52引腳功能與封裝圖313 AT89S52封裝引腳圖按照功能，AT89S52的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能I/O口、控制和復(fù)位等。每根線可以單獨(dú)用作輸入或輸出。在作為輸出口時(shí)，每根引腳可以帶動(dòng)8個(gè)TTL輸入負(fù)載。當(dāng)對(duì)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P0可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)總線，在該模式，P0口擁有內(nèi)部上拉電阻。② ②P1端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P1口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。③ 另外，（）與定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入端（），如表11所示。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址，在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI指令）時(shí)，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。④ P3端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P3口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。P3口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P3口還接收一些控制信號(hào)。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使其單片機(jī)復(fù)位。在SFR AUXR（地址8EH）寄存器中的DISRTO位可以用于屏蔽這種功能。ALE/PROG 地址鎖存允許信號(hào)。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳用于輸入編程脈沖PROG。但是，在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器每次存取中，會(huì)跳過一個(gè)ALE脈沖。在單片機(jī)處于外部執(zhí)行方式時(shí)，對(duì)ALE屏蔽位置“1”并不起作用。它用于讀外部程序存儲(chǔ)器。在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的每次存取中，PSEN的2次激活會(huì)被跳過。為了確保單片機(jī)從地址為0000H～FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器中讀取代碼，故要把EA接到GND端，即地端。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部程序時(shí)，EA應(yīng)接到Vcc。XTAL1 振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 GSM無線通信模塊——TC35i目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開始使用的GSM模塊有很多，而且這些模塊的功能、用法差別不大。這種無線模塊功能上與TC35兼容，設(shè)計(jì)緊湊，大大縮小了用戶產(chǎn)品的體積。設(shè)計(jì)選用GSM模塊TC35i,給出其和PC機(jī)的通信電路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)地?cái)?shù)據(jù)的傳輸。三端電源模塊LM7806將外部＋12V直流電源轉(zhuǎn)換為＋6V,連到ZIF連接器的112引腳,在充電模式下,為TC35i提供＋6V、500mA的充電電源。模塊上電10ms后(電池電壓須大于3V),為使之正常工作,必須在15腳()加時(shí)長(zhǎng)至少為100ms的低電平信號(hào),且該信號(hào)下降沿時(shí)間小于1ms。TC35i外圍電路如下圖所示：圖325 TC35i外圍電路 AT指令說明 PDU編碼規(guī)則目前，發(fā)送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元)模式。PDU模式收發(fā)短信可以使用3種編碼：7bit、8bit和UCS2編碼。一般的PDU編碼由ABCDEFGHIJKLM十三項(xiàng)組成。C：短信息中心號(hào)碼，B+C的長(zhǎng)度將由A中的數(shù)據(jù)決定。E：信息類型，2位十六進(jìn)制數(shù)。G：被叫號(hào)碼類型，2位十六進(jìn)制數(shù)，取值同B。I：協(xié)議標(biāo)識(shí)，2位十六進(jìn)制數(shù)。K：有效期，2位十六進(jìn)制數(shù)。M：用戶數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度由L中的數(shù)據(jù)決定。單片機(jī)與TC35i的軟件接口其實(shí)就是單片機(jī)通過AT指令控制手機(jī)的控制技術(shù)，首先設(shè)置TC35i模塊的工作模式：AT+CMGF=n，n=0為PDU模式；n=1為文本模式；通常設(shè)置為PDU模式，在這種模式下，能傳送或接受透明數(shù)據(jù)（用戶自定義數(shù)據(jù)）。AT+CMGL=n為列出TC35i模塊內(nèi)的短消息，n=0是未讀的短消息，n=1位已讀的短消息，n=2位未發(fā)送的短消息，n=3為已發(fā)送的短消息n=4為所有短消息。 RS232串行接口RS232是在任何時(shí)候都常用的接口之一。RS232的最通常得用處是連接到一個(gè)Modem，其他擁有RS232接口的設(shè)備包括打印機(jī)，數(shù)據(jù)采集模塊，測(cè)試裝置和控制回路。RS232是設(shè)計(jì)來處理兩臺(tái)設(shè)備之間的通信的，距離限制為50到100f，這決定于波特率和電纜類型。例如，一個(gè)簡(jiǎn)單的回路將一個(gè)RS232端口轉(zhuǎn)換成一個(gè)RS485端口，這個(gè)端口可以和多臺(tái)設(shè)備相連并且可以使用更長(zhǎng)的導(dǎo)線連線。盡管一個(gè)非平衡的狀態(tài)聽起來像是一些應(yīng)該避免的東西，在這里它僅僅是指導(dǎo)線中的信號(hào)的電氣特性。這種類型的接口的另一個(gè)術(shù)語(yǔ)是單端。每一臺(tái)PC機(jī)都有一個(gè)或更多的RS232端口。在微控制器中，接口芯片使得將一個(gè)5V串口轉(zhuǎn)換成RS232變得很容易。大多數(shù)的外設(shè)接口都不會(huì)用于太長(zhǎng)的距離。但是RS232可以使用更長(zhǎng)的電纜。對(duì)于一個(gè)雙向連接，你只需要3條導(dǎo)線。所有的導(dǎo)線和更大的連接器使得價(jià)格累計(jì)起來就比較高了。但是利用一個(gè)UART，這很容易實(shí)現(xiàn)。PC機(jī)可以有多個(gè)串口，但是一個(gè)系統(tǒng)可能無法為每一個(gè)串口分配一個(gè)唯一的中斷請(qǐng)求信號(hào)。其中，RS232電平轉(zhuǎn)換電路如下所示：圖324 RS232電平轉(zhuǎn)換電路在一個(gè)連接中不能有超過2臺(tái)以上的設(shè)備。但是，很多接口芯片可以超過這個(gè)數(shù)值，尤其是在短程連接上。雙向RS232通信的3個(gè)基本信號(hào)如下：TD：將數(shù)據(jù)從DCE傳輸?shù)紻CE也被稱作TX和TXD。也被稱作RX和RXD。也被稱作GND和SGND。在一個(gè)RS232的數(shù)據(jù)輸出（TD），一個(gè)邏輯0被定義為等于或者高于+5V，而一個(gè)邏輯1被定義為等于5V或者比低于5V。控制信號(hào)使用相同的電壓，但是使用的是正邏輯。RS232接口芯片反向轉(zhuǎn)換這些信號(hào)。一個(gè)邏輯0數(shù)據(jù)位或者一個(gè)開控制信號(hào)接近于0V，它在RS232接口產(chǎn)生一個(gè)正電壓?？紤]到這種情況，在接受方最低要求的電壓要比在驅(qū)動(dòng)器處要低。一個(gè)比3V要低得多的輸入在RD處為一個(gè)邏輯1，或者在一個(gè)控制輸入處為一個(gè)關(guān)。噪聲容限，或者電壓容限，是輸出電壓和輸入電壓的區(qū)別所在。例如，即便一個(gè)RS232驅(qū)動(dòng)器的輸出為最小的+5V，它也會(huì)在接受方削弱或者噪聲峰值大到2V，并且仍舊是一個(gè)有效邏輯0。9V和 12V是很平常的事情。最大允許的電壓波動(dòng)是 15V，盡管接受方必須不受任何損害地處理高達(dá) 25V的電壓。Space是邏輯0，而Mark是邏輯1。計(jì)時(shí)限制TIA/EIA232包括最小和最大計(jì)時(shí)規(guī)定。指定的旋轉(zhuǎn)速度限制了接口的最大比特率。一個(gè)RS232驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)速度必須是每毫秒30V或者更少。但是旋轉(zhuǎn)速度也限制了一個(gè)連接的最大速度。RS232的規(guī)定的最大波特率為20kbps，這個(gè)速度轉(zhuǎn)換成一個(gè)比特寬度為50us，或者在允許的最快旋轉(zhuǎn)速度下為166倍的切換時(shí)間?？紤]到這些，有的接口芯片允許115kbps或者更高的波特率，即使這違反了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的建議。對(duì)于控制信號(hào)和其他40bps和更低的信號(hào)，信號(hào)線必須花費(fèi)不超過1ms的時(shí)間在有效的邏輯1和邏輯0之間的傳送區(qū)域，對(duì)于其他數(shù)據(jù)和時(shí)間信號(hào)，這個(gè)限制是4%的位寬，或者在20bps下為2us。在5V邏輯和RS232之間轉(zhuǎn)換很多微控制器有異步串口，但是它們的輸出和輸入使用5V邏輯而不是使用RS232電壓。利用5V邏輯，我假定了TTL或者CMOS邏輯芯片使用的邏輯電平，這些芯片是由一個(gè)單一的+5V電源供電，信號(hào)電平以接地電平作為參考。一個(gè)邏輯高輸出必須至少為，而一個(gè)邏輯高輸入必須至少為2V。這些邏輯電平應(yīng)用在初期的，標(biāo)準(zhǔn)的7400系列的TTL邏輯和他的派生系列，包括74LS74F和74ALS TTL。大多數(shù)的CMOS芯片定義了不同的邏輯電平，并且有更寬的噪聲容限。而一個(gè)邏輯高輸入必須至少達(dá)到電源電壓的70%。有的CMOS芯片有TTL兼容輸出。遵循這個(gè)慣例的芯片包括74HCT邏輯系列和大多數(shù)的微控制器。再將這些信息傳輸?shù)紸T89S52單片機(jī)控制模塊，以進(jìn)行后面的報(bào)警操作。(2)不需要外部元件，直接輸出串行數(shù)據(jù)。(4)測(cè)溫精度高，測(cè)溫范圍為：一55℃～+125℃，在10℃～+85℃范圍內(nèi)，精度為177。(5)測(cè)溫分辨率高，當(dāng)選用12位轉(zhuǎn)換位數(shù)時(shí)，溫度分辨率可達(dá)0．0625℃。(7)具有非易失性上、下限報(bào)警設(shè)定的功能，用戶可方便地通過編程修改上、下限的數(shù)值。DS18B20引腳及管腳功能介紹DS18B20的常用封裝有3腳、8腳等幾種形式，如圖1所示。GND：電源地端。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹：DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有64位光刻ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器等組成。其作用是使每一個(gè)出廠的DS18820地址序列號(hào)都各不相同，這樣，就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18820的目的。當(dāng)測(cè)溫精度設(shè)置為12位時(shí)，分辨率為O．0625℃，即O．0625℃／LSB。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。DS18B20完成一個(gè)周期的溫度測(cè)量后，將測(cè)得的溫度值和TL、TH相比較，如果小于TL，或大于TH，則表示溫度越限，將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令做出響應(yīng)。（4）DS18B20中的高速暫存器是一個(gè)9字節(jié)的存儲(chǔ)器。配置寄存器有R0、R1組成，其值決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間等。第8字節(jié)為測(cè)溫時(shí)每度的計(jì)數(shù)值。DS18B20的測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨著溫度變化時(shí)其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。DS18B20的讀寫操作介紹(1)ROM操作命令：①讀命令(33H)：通過該命令主機(jī)可以讀出DS18B20的ROM中的8位系列產(chǎn)品代碼、48位產(chǎn)品序列號(hào)和8位CRC校驗(yàn)碼。②選擇定