【正文】 機就能行遍全球。全球超過 200 個國家和地區(qū)超過10 億人正在使用 GSM 電話。其技術(shù)最成熟及先進，并且具有可開通的移動通信業(yè)務(wù)種類多、手機接續(xù)速度快、通話質(zhì)量好、安全保密性能強、抗干擾能力強、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、可國際自動漫游等諸多優(yōu)點。同時，GSM 系統(tǒng)與各種公用通信網(wǎng)之間也都詳細定義了標準接口規(guī)范，使 GSM 系統(tǒng)可以與各種公用通信網(wǎng)實現(xiàn)互連互通。（3）GSM 系統(tǒng)采用 FDMA/TDMA 及跳頻的復用方式，頻率重復利用率較高，同時它具有靈活方便的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可滿足用戶的不同容量需求。GSM網(wǎng)絡(luò)在計算機應(yīng)用領(lǐng)域中迅速發(fā)展的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，它是由通用計算機(PC機)與GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息相連而成，GSM網(wǎng)絡(luò)及其外圍電路構(gòu)成的部分是專為數(shù)據(jù)采集等功能的要求而配置的，主機則承擔數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的人機對話、大容量的計算、記錄、打印、圖形顯示等任務(wù)。（2）主機可遠離現(xiàn)場而構(gòu)成各種局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（4）系統(tǒng)采集端的可靠性好、使用方便。 GSM 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模型GSM網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模型GSM標準采用不同的信道來傳送用戶信息和信令信息， 因此也就有如下兩類信息數(shù)據(jù)：用戶信息：包括語音和數(shù)據(jù)。另外，GSM標準將短消息業(yè)務(wù)也用信令信道來傳送。這主要是為了減動臺獨立完成。MAX232 的作用是實現(xiàn) TTL 電平裝換。該器件符合 TIA/EIA232F 標準，每一個接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5VTTL/CMOS 電平。其功能主要是實現(xiàn)串口通訊功能驅(qū)動與串口數(shù)據(jù)接收，max232cpe 芯片必須+5V 電源才會工作。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分：第一部分是電荷泵電路。功能是產(chǎn)生+12v 和12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。由11114 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。8 腳（R2IN）、9 腳（R2OUT）、10 腳（T2IN）、7 腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。第三部分是供電，15 腳GND、16 腳 VCC（+5v）。Vss(20 腳)：接低電平。當采用外部時鐘信號時，X2 接振蕩信號，X1 接地。作輸入口時，應(yīng)先將軟件置“1”。作輸入口時，應(yīng)先將軟件置“1”。作輸入口時，應(yīng)先將軟件置“1”。作輸入口時，應(yīng)先將軟件置“1”。RST/Vpd(9 腳)：復位信號輸入端（高電平有效）。ALE/PROG(30 腳)：地址鎖存信號輸出端。PSEN(29 腳)：外部程序存儲器讀選通信號。第二功能：編程電壓輸入端(+21V）。因此，數(shù)字輸出溫度傳感器適合于連接到一個MCU。本文采用美國 DALLAS 半導體公司推出的 DS1820 數(shù)字式溫度傳感器， 它可直接將被測溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機處理，并且根據(jù)具體要求，通過簡單的編程實現(xiàn) 9 位的溫度讀數(shù)，并且多個 DS1820 可以并接到多個地址線上與單片機實現(xiàn)通信。DS18B20 的外形及管腳排列如下圖 ；其管腳接法如圖　　　　　　　圖 DS18B20 的外形及管腳排列DS18B20 引腳定義：(1)DQ 為數(shù)字信號輸入/輸出端，與單片機的 I/O 口相連；(2)GND 為電源地；(3)VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的脈沖輸入。計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器 1 的預置值減到0 時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(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。 圖 DS1820 與單片機的連接 數(shù)據(jù)處理模塊 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本概念在生活和工業(yè)過程中，通過一定的測量設(shè)備把溫度、濕度、壓力、速度等模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，再收集到處理設(shè)備上顯示、處理、記錄和傳輸，這個過程即稱“數(shù)據(jù)采集”，實現(xiàn)這個過程的系統(tǒng)就是“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。熒光管顯示器，簡稱 VFD（Vacuum Fluorescents Display）。液晶是一種介于液體與固體之間的熱力學中間穩(wěn)定相。它的分子呈長棒形，長與寬之比比較大，分子不能彎曲，是一個剛性體，中心一般具有一個橋鏈，分子兩頭都具有極性。此外液晶本身不能主動發(fā)光，它是通過環(huán)境光來顯示信息的，這也是 LCD 功耗低的原因。通用 LCD1602 液晶顯示模塊的基本特征[14]如表 所示。系統(tǒng)還需要一些按鍵來完成溫濕度上下限設(shè)置，報警解除功能，當溫濕度超過設(shè)定的值時，系統(tǒng)應(yīng)該要報警指示，在本系統(tǒng)設(shè)計中，用了一個揚聲器做聲報警，一個LED來指示溫度報警。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。當接通電源后（~15V 直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出 ~ 的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。有源蜂鳴器與無源蜂鳴器的區(qū)別：這里的“源” 不是指電源。 也就是說，有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源，所以只要一通電就會叫。必須用 2K~5K 的方波去驅(qū)動它。無源蜂鳴器的優(yōu)點是：1．便宜，2 ．聲音頻率可控，可以做出“ 多來米發(fā)索拉西 ”的效果。（1）蜂鳴器的作用 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 （3 ）蜂鳴器的電路圖形符號 蜂鳴器在電路中用字母 “H”或“HA” （舊標準用 “FM”、“LB”、“JD”等）表示。由于電腦串口rs232 電平是10v +10v，而一般的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是 ttl 電平 0 +5v,max232就是用來進行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含 2 驅(qū)動器、2 接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F 電平。每一個發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平。30V 輸入電平（5）低電源電流：典型值是 8mA（6）符合甚至優(yōu)于 ANSI 標準 EIA/TIA232E 及 ITU 推薦標準 （7）ESD 保護大于 MILSTD883（方 法 3015）標準的 2022V圖 LCD1602 與 STC89C52 的接線圖5 1 單片機有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機和電腦之間可以方便地進行串口通訊。在本設(shè)計中采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的 9 針串口只連接其中的 3 根線：第 5 腳的 GND、第 2 腳的 RXD、第 3 腳的 TXD。其主要原理是把單相交流電經(jīng) 過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。本電路使用集成穩(wěn)壓芯片7805解決了電源穩(wěn)壓問題。為便于編程和程序的易讀性，采集終端軟件采用了模塊化設(shè)計，主要包括以下模塊：單片機初始化，數(shù)據(jù)采集及處理，通信，按鍵及處理，顯示等模塊，： 系統(tǒng)軟件流程圖單片機燒入程序后上電，程序從開始執(zhí)行，首先是各模塊初始化，以次為串口初始化，1620 液晶初始化，然后按鍵送入單片機一個管腳低電平，如果單片機收到指令（正常 LED會亮一下），然后通過串口向 GSM 發(fā)送一個字符串，這里我們設(shè)置的發(fā)送字符串為（open）,用手機發(fā)送（開啟 GSM 模塊的指令短信），模塊收到后，如果正常開啟，GSM 的一個指示燈會亮滅閃爍。 軟件各部分編寫 傳感器 DS1820（1）DS1820的主要特性a 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。c DS1820支持多點組網(wǎng)功能，多個DS1820可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。e 溫度范圍－55℃～＋125℃，在10℃～+85℃時精度為177。f 可編程的分辨率為9～12位，℃、℃、℃和℃，可實現(xiàn)高精度測溫。h 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。b DS1820 溫度傳感器的存儲器 DS1820 溫度傳感器的內(nèi)存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。在 DS1820 出廠時該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動。這一點在進行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。（3）DS1820采集流程圖根據(jù)以上的介紹，可以看出DS1820工作流程如圖31所示：(程序如附錄C) 通信模塊 TC35 的發(fā)送與接收程序單片機對TC35模塊的控制采用AT指令，單片機通過AT指令對TC35模塊進行初始化和短消息的接收和發(fā)送，對短消息的控制共有三種模式：Block模式，Text模式和PDU模式。為了保證系統(tǒng)具有廣泛的適用性，本設(shè)計采用PDU模式收發(fā)SMS。發(fā)送器通過發(fā)送起始位而開始一個字符的傳送,起始位使數(shù)據(jù)線處于低電平狀態(tài)，之后傳送8位數(shù)據(jù)位，在數(shù)據(jù)位中，低位在前，高位在后，最后發(fā)送停止位，用以標志一個字符的結(jié)束，它對應(yīng)高電平狀態(tài)，直到下一個字符的起始位到來，如圖12所示： 異步串行通信字節(jié)格式0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1起始位 數(shù)據(jù)位 停止位短消息的幀格式：當用8bit編碼時，一條短消息最多可發(fā)送140個字符 [1]。a PC 機上通過 TC35 發(fā)短信在電腦上打開一個串口調(diào)試軟件，比如超級終端等任意一個都行。TC35 提示后輸入 PDU 內(nèi)容后 CTR+Z 就發(fā)送成功，但要注意 PDU 模式收發(fā) SMS 的格式：發(fā)送格式：SMSC PDU 類型 MR DA PID DCS VP UDL UD接收格式：SMSC PDU 類型 OA PID DCS SCTS UDL UD其中，SMSC 為短消息業(yè)務(wù)中心地址，DA/OA 為源/目的地址，PID 為協(xié)議識別，DCS 為數(shù)據(jù)編碼，UDL 為用戶數(shù)據(jù)長度，UD 為用戶數(shù)據(jù)，VP 為有效時間，MR 指明是發(fā)出信息，SCTS 指明短消息到達業(yè)務(wù)中心的時間。11 ；表示是發(fā)送的第一個 8 位。00 表示使用本機號碼。 00 ；協(xié)議標示。本設(shè)計只用發(fā)送數(shù)字，因此使用數(shù)字編碼，即 00。 XXXXX ；為發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)容b 單片機通過 TC35 發(fā)送短信單片機傳送數(shù)據(jù)使用十六進制，傳送時將其轉(zhuǎn)換為 ASCALL 碼。08 是短消息中心地址內(nèi)的字節(jié)數(shù)，91 為規(guī)定的協(xié)議，683108503305F0 為中國移動短信息中心號碼即 8613800533500。0A 為發(fā)送的數(shù)據(jù)個數(shù)，30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 即發(fā)送的數(shù)據(jù) 0123456789 的ASCALL 碼 [10]。5 編 譯 與 調(diào) 試 TC35 模塊調(diào)試軟件使用前，我們要對板子進行測試，測試模塊是否正常工作。圖 TC35I 測試程序測試步驟如下：先將SIM卡裝入開發(fā)板，擰上GSM天線。插上配套電源，然后按一下板上的開機按鍵，時間大于200ms即可。先點擊“打開端口”，然后點擊“TC35I初始化”，如果連接成功后會出現(xiàn)“DSR信號線有問題”的提示，沒關(guān)系，不用管它，我們確實沒用到這條線。關(guān)于通信跳線說明： 在通信過程中進行了三種通信跳線方式的選擇：PC機與MCU通信；PC機與TC35I模塊通信；MCU與TC35I模塊通信。 ，即完成ISP下載功能， 請將跳線設(shè)置成：PC與MCU通信。 STC 芯片燒寫軟件首先要把編寫完成的程序燒到 STC89C51RC 里，寫軟件的使用步驟：打開 STC 芯片燒寫軟件的窗口 →選擇單片機型號 STC89C51RC；打開文件 Open File→選擇通過編譯生成的 HEX 文件；選擇串行口，最高波特率等參數(shù)選擇默認值；點擊下載 Download,再給 MCU 上電，程序的燒寫工作完成。該系統(tǒng)不僅能夠監(jiān)測到調(diào)速系統(tǒng)中由溫度造成的危險并發(fā)出報警信號，更重要的是能夠?qū)崟r地傳遞報警信息，甚至是遠程傳遞，有著廣泛的應(yīng)用前景。完成的軟件部分主要有：鍵盤和顯示程序，DS1820傳感器的讀寫程序，通信模塊的發(fā)送程序，數(shù)據(jù)處理程序等。但是，從論文可以看到，系統(tǒng)只能顯示兩位的數(shù)據(jù)，在實際環(huán)境中很難滿足要求，這需要在今后的學習中作進一步研究。目前傳統(tǒng)的機械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)在實際使用中暴露了很多隱患，例如：為其它沒有安防盜窗的相近樓層形成被盜隱患、發(fā)生火災(zāi)時不易逃生等。而各種防盜報警系統(tǒng)之間的主要區(qū)別是在于如何讓分機與主機、分機與用戶之間進行通訊。但它們有各自的缺點：，使其在關(guān)鍵時刻失靈。，網(wǎng)絡(luò)架設(shè)和維護費用很高，而且需要 購買固定的頻點。它不再依賴有線電話執(zhí)行報警，而是借助最可靠、最成熟的 GSM 移動網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的中文短消息或電話形式，直接把報警地點的情況反映到您的手機屏幕上。并配備煙霧傳感器和燃氣泄漏傳感器，實現(xiàn)防火、防燃氣泄漏的作用。在寫論文的過程中，指導老師給予了我悉心指導，在此我要向他們表示衷心的感謝，同時，老師們嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度無形地鞭笞著我要嚴格地要求自己，要不斷地取得進步，正是在他們的指導下，我對論文所涉及的單片機方面進行了仔細的研究，他們豐富的實際經(jīng)驗使我學到了很多課本上學不到的知識，也使我順利地完成了論文。另外，我要感謝我同窗四年的室友和同學，他們是我的堅強后盾，無論從物質(zhì)上還是精神上，都給予了我無私的幫助，借此機會，我要向我的他們表示最誠