【正文】 2 基于 GSM 短消息的遠程 安全防護報警 系統(tǒng)，其系統(tǒng)原理圖 11 所示： 圖 11 系統(tǒng)結構圖 用戶端 (手機 )不需要使用任何應用程序，對機種和操作系統(tǒng)也無任何要求 ，而且還可以跟其它手機 /固定電話通訊！ DS18b20 進行溫度檢測，密碼鎖實習密碼鎖的基本功能，當密碼輸入次數(shù)超過用戶設定的次數(shù)時 報警，紅外檢測人員進入情況， LCD12864 顯示各個模塊的界面和操作。 手機短信 GSM 網絡 短信息服務中心 GSM 網絡 控制組件（ AT89S52 、TC35 模塊） DS18b20 測溫度模塊 紅外檢測模塊 密碼鎖模塊 手機、固定電話 LCD12864 液晶顯示模塊 3 第二章 系統(tǒng)結構及 工作原理 隨著電子技術的發(fā)展、信息服務的普及，人們生活水平 越來越 高 ， 人們的生活節(jié)奏越來越快， 對安全的要求也越來越嚴格， 由此，基于 GSM 模塊的遠程 安全防護報警系統(tǒng) 應運而生 。 采用 TC35 系列模塊。模塊的工作電壓為 － ，可以工作在 900MHz 和 1800MHz 兩個頻段，所在頻段功耗分別為 2W（ 900M）和 1W（ 1800M）。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測 等 功能，常用工作模式有省電模式、 IDLE、 TALK 等模式。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 。 經過各種比較 ， 發(fā)現(xiàn) TC35 適合做遠程 安全防護報警 控制器，它不僅價格便宜，而且性能穩(wěn)定，足以勝任遠程遙控！ 在檢 測溫度的 模塊 中， 常用有 DS18B20 傳感器、 PT100 鉑熱電阻 等。 DS18B20 的測溫范圍 55℃ ~125℃ ，分辨率最大可達 ℃ 。而且采用 三 線制 和 單片機相連，減 小 了外部硬件電路，具有低成本 、 易使用的特點。一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網絡 。 在檢測人員進入情況的傳感器中，常用的有 人體熱釋紅外傳感器模塊 ，光電傳感器，紅外對管傳感器等。 4 最終選擇了 光電傳感器。該傳感器具有探測距離遠、受可見光干擾小、價格便宜、易于裝配、使用方便等特點 。 24c02具有 接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制中得到大量的應用 ，在應用本作品中綽綽有余，因此我選擇了它。 系統(tǒng)的組成及功能介紹 本系統(tǒng)由單片機外圍電路 、 GSM 模塊電 路 和安全防護功能模塊電路 組成 。 系 統(tǒng) 的 工作原理 TC35 模塊板通過它的 串口通訊腳 （ 18 腳 RXD、 19 腳 TXD）與 AT89S52 串行口 通信引腳（ 10 腳 P30_RXD、 11 腳 P31_TXD）相連接 進行通信。 SCON 各位定義 [1]： （見圖 22） 5 圖 22 SCON 各 位定義 SM0 和 SM1：串行方式控制位，用于設定串行口的工作方式 ，如表 21 所列： 表 21 串行口的工作方式和所用波特率對照表 SM0 SM1 相應工作方式 說明 所用波特率 0 0 方式 0 同步移位寄存器 fosc/12 0 1 方式 1 11 位異步收發(fā)（雙機通信） 由定時器控制 1 0 方式 2 12 位異步收發(fā)（多機通信） fosc/32 或 fosc/64 1 1 方式 3 12 位異步收發(fā)（多機通信） 由定時器控制 SM2：多機通信控制 位，主要在方式 2 和方式 3 下使用。 TB8：發(fā)送數(shù)據(jù)第 9 位，用于在方式 2 和方式 3 時存放發(fā)送數(shù)據(jù)第 9 位。 TI：發(fā)送中斷標志位，用于指示一幀數(shù)據(jù)發(fā)送是否完成。 PCON 各位定義 [1]： （見圖 23） 位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 接收中斷標志 發(fā)送中斷標志 接收數(shù)據(jù)第 9 位 發(fā)送數(shù)據(jù)第 9 位 接收控制 0：禁止接收 1：允許接收 多機通信 0：單機對單機 0：多機通信 見表 21 6 圖 23 PCON 各位定義 SMOD：為波特率選擇位，在方式 方式 2 和方式 3 時，串行通信波特率和 成正比。 串行口的通信波特率計算 [1]： 本系統(tǒng)中 52 單片機 選擇 MHz 晶振， TC35 模塊 的波特率選擇 9600 bps。 (fosc/12) 溫度檢測： 由于 DS18B20 與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20 的雙向通訊。 DS18B20 的測溫低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 ， 用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯位地址 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 87 PCON SMOD GF1 GF0 PD IDL 空閑控制位 0：單機對單機 0：多機通信 掉電控制位 0：單機對單機 0：多機通信 波特率選擇位 0：單機對單機 0：多機通信 通用標志位 7 改變，所產生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產生的時鐘脈 沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量。減法計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1 的預置值減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲器操作命令 →處理數(shù)據(jù)。 圖 24 復位時序圖 從時序圖中，只需將總線拉低 ， 然后保持一段時間 t（ 555ust1260us ） ,最后再將總線拉高就可以了，至于其中的存在脈沖和電阻上拉的時間不用控制器考慮。 8 圖 25 寫數(shù)據(jù)時序圖 在上圖中，需要注意的有幾點：一、 18b20 是在總線拉低 15us 后開始對總線采樣，即獲取總線上要寫入的數(shù)據(jù)。 圖 26 讀總線時序圖 9 在讀數(shù)據(jù)時序中應注意的是：一、開始的時候，控制器應把總線拉低至少 1us以確認讀時序的開始；二、控制器讀取數(shù)據(jù)應在 15us 之內完成；三、如果 18b20沒有把總線拉低，在 15us 之內，電阻會把總線拉高，從而讓控制器讀取到數(shù)據(jù) 1；四、兩次讀取數(shù)據(jù)的時間間隔至少為 1us 紅外檢測： 檢測人員進入情況的 E18D50NK 光電傳感器 僅需將一條控制器的線與AT89S52 單片機的一個 IO 口即可實現(xiàn)檢測功能。 E18D50NK 光電傳感器有三部分構成，它們分為：發(fā)送器，接收器和檢測電路。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。在接收器的前面，裝有光學 元件如透鏡和光圈等。此外，光電傳感器的結構元件中還有發(fā)射板和光導纖維。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板 子 中返 回，具有實用意義。 當這根反射線傳達到接收器時，由單片機來檢測高低電平來實現(xiàn) 其功能 密碼鎖儲存密碼 芯片 24C02： 在密碼鎖的儲存密碼功能模塊中，我選擇了 24C02 芯片，將其數(shù)據(jù)線和時鐘線與 AT89S52 單片機的 IO口相連，通過其協(xié)議進行密碼的保存。 原理： 24C02 芯片，帶有 I2C 總線接口的 E2PROM 存儲器，具有掉電記憶的功能，方便進行數(shù)據(jù)的長期保存。具有 I2C 接口的器件可以通過這兩根線接到總線上，進行相互之間的信息傳遞。 I2C 總線的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議如下： （ 1）主器件發(fā)出開始信號 （ 2） 主器件發(fā)出第一個字節(jié)，用來選通相應的從器件。方向位為 “0” 表示發(fā)送，方向位為 “1” 表示接受。 10 （ 4） 接下來主、從器件正式進行數(shù)據(jù)的傳送，這時在 I2C 總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限，但每一個字節(jié)必須為 8 位（傳送的時候先送高位，再送低位）。 圖 27 24C02 中 IIC 總線的應答信號 (ACK)時序圖 根據(jù) 應答信號的時序 圖， 首先關于發(fā)送端和接收端的定義得明確一下：發(fā)送端就是往 IIC 總線上送數(shù)據(jù)的設備，接收端是從 IIC 總線上獲取數(shù)據(jù)的設備從這個時序圖 上，能看出來，發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)后，要在 SCL 第 9個脈沖來臨前把 SDA拉高，以等待接收端發(fā)來 ACK 信號接收端在接收到數(shù)據(jù)后，會向發(fā)送端發(fā)出 ACK信號，也就是圖上標的 ACKNOWLEDGE 在單片機系統(tǒng)中，單片機和 2402 是互為發(fā)送端和接收端的 。反過來，讀取 2402 的數(shù)據(jù)時，單片機就成了接收端， 2402 成了發(fā)送端。SCL=1。 當單片機作為接收端時，如果接收多個數(shù)據(jù)，那么，在每接收完一字節(jié)的數(shù)據(jù)后，都要執(zhí)行以下語句： SDA=0,ACL=1。 它主要由 GSM 模塊 TC3單片機 AT89S52 及 溫度傳感器 DS18B紅外檢測頭、 12864 液晶模塊 等 組成。GSM 模塊電流變化非常大，空閑時電流小于 3mA，在通話期間電流最大可達到 2A，這就對供電電路提出了較高的要求。 114腳為電源部分，其中 15為電源電壓輸入端 VBATT 十， 610 為地 GND,1 12 為充電引腳， 13 對外輸出電壓 (供外電 路使用 )， 14 為 ACCU/TEMP 接負溫度系數(shù)天線接口 閃存 flash GSM射頻模塊 40 PIN ZIF 連接器 GSM 基帶處理器 供電模塊 ((ASIC) SIEMENS GSM 模塊 TC35 天線 13 的熱敏電阻 。 2429 為 SIM 卡引腳， 分別為 CCIN、 CCRST、 CCIO、 CCCLK、 CCVCC 和 CCGND。 1 31和 32 腳為控制部分， 15 為啟動線 IGT(Ignition)，當 TC35 通電后必須給 IGT 一個大于 100ms 低電平，模塊才啟動， 30 為 RTC backup, 31為 Power down, 32 為 SYNC。（見附錄圖） 電源 電源電路分為 單片機電源 和開關穩(wěn)壓電源模塊兩部分 1）單片機電源 LM7805： 單片機電源 主要為整個系統(tǒng)提供 5V工作電壓 的 同時 將 產生其他電路所需要的高電平 ，它由 三端電源模塊 LM7805 將外部 雙 12V 交流 電源 經整流后變成 +12V 直流電源，最后 轉換為 +5V。