基于的智能家居報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】本文介紹了一種操作方便、運(yùn)行可靠的多功能家庭型智能報(bào)警系統(tǒng)。它集防煤氣泄漏、防盜賊入侵、防火災(zāi)等功能于一體，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、語(yǔ)音報(bào)警及遠(yuǎn)程報(bào)警。智能探測(cè)器在監(jiān)測(cè)到災(zāi)情時(shí)只輸出報(bào)警信號(hào)開(kāi)關(guān)量，單片機(jī)處理器會(huì)自動(dòng)控制GSM接口電路，根據(jù)險(xiǎn)情類(lèi)別，自動(dòng)發(fā)送短信報(bào)警到用戶(hù)手機(jī)。該系統(tǒng)成本低、實(shí)用、可靠、功能靈活多樣等特點(diǎn)?！娟P(guān)鍵詞】報(bào)警系統(tǒng)GSM語(yǔ)音傳感器STC12C5A60S2【ABSTRACT】THISARTICLEDESCRIBESANEASYTOOPERATE,RELIABLEOPERATIONOFTHEMULTIFUNCTIONHOMEINTELLIGENTALARMSYSTEMITCOMBINESANTIGASLEAK,ANTITHIEVESINVASION,FIREPREVENTIONANDOTHERFUNCTIONSINTOONE,YOUCANACHIEVETHEAUTOMATICDETECTION,VOICEALARMANDREMOTEALARMINTELLIGENTDETECTORSTOMONITORTHEDISASTERWHENONLYOUTPUTTHEALARMSIGNALSWITCH,SINGLECHIPPROCESSORWILLAUTOMATICALLYCONTROLTHEGSMINTERFACECIRCUIT,ACCORDINGTODANGERCATEGORY,AUTOMATICALLYSENDSMSALARMTOTHEUSERSMOBILEPHONETHESYSTEMISLOWCOST,PRACTICAL,RELIABLE,FLEXIBLEANDDIVERSECHARACTERISTICSETC【KEYWORDS】WARNINGSYSTEMGSMVOICESENSORSTC12C5A602目錄第1章引言111前言112本設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1第2章GSM原理及概述2第3章系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計(jì)與論證331系統(tǒng)總框圖332方案論證比較3第4章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)541單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)542ISD4004語(yǔ)音芯片543顯示電路設(shè)計(jì)644熱釋電傳感器電路設(shè)計(jì)745氣體傳感器電路設(shè)計(jì)8第5章系統(tǒng)軟件電路設(shè)計(jì)951系統(tǒng)程序的主要部分952顯示程序設(shè)計(jì)1053按鍵程序設(shè)計(jì)1054語(yǔ)音模塊程序設(shè)計(jì)11第6章系統(tǒng)測(cè)試及分析1261系統(tǒng)測(cè)試1262測(cè)試數(shù)據(jù)及分析1263不足與展望13總結(jié)14致謝15參考文獻(xiàn)16附錄17附錄一原理圖17附錄二電路PCB圖18附錄三實(shí)物圖19附錄四源程序代碼21第1章引言11前言隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們的家居生活正在變得越來(lái)越舒適便利。然而，生活中總存在一些這樣那樣的安全隱患，如火災(zāi)、煤氣中毒、匪盜等，這些都已經(jīng)嚴(yán)重危害到了人們的家庭幸福。于是關(guān)于智能家居的概念應(yīng)運(yùn)而生，而其中家居安全報(bào)警系統(tǒng)就是智能家居的一個(gè)重要組成部分。早前的家庭安全報(bào)警系統(tǒng)都是針對(duì)某個(gè)具體的安全隱患進(jìn)行設(shè)計(jì)的，如煤氣報(bào)警器、紅外線防盜報(bào)警器、火災(zāi)報(bào)警器等，這些報(bào)警裝置基本能夠滿(mǎn)足一般的需求，然而它功能比較單一、無(wú)二次報(bào)警功能，性?xún)r(jià)比也不是很高。例如燃?xì)庑孤┲氯嘶杳院鬅o(wú)進(jìn)一步防范措施、或無(wú)人在家時(shí)發(fā)生匪盜或火情，單純的警鈴報(bào)警失去了意義，這顯然不能很好的滿(mǎn)足家庭綜合報(bào)警的使用要求。而全智能家庭防盜報(bào)警采用的是ADT全球安防系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是功能強(qiáng)大、技術(shù)成熟，但是價(jià)格昂貴，故沒(méi)有被大量的普及使用。從中我們也可以看出隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，將家庭安全報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)，安全系數(shù)大大提高。GSM報(bào)警系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)無(wú)線移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)的數(shù)字處理技術(shù)，已逐步應(yīng)用于技術(shù)安全防范領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于家庭，商用，小區(qū)物業(yè)，電力，交通，石油，煤炭，鐵道，市政，公安等部門(mén)行業(yè)的安防裝置，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等等。它利用GSM無(wú)線移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)短信息數(shù)據(jù)傳輸模式平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)了超遠(yuǎn)距離方便、靈活的無(wú)線報(bào)警處理及控制，解決了固定電話(huà)或有線寬帶網(wǎng)絡(luò)有線數(shù)據(jù)傳輸模式報(bào)警的局限性，真正做到全無(wú)線報(bào)警。本系統(tǒng)就是利用GSM來(lái)完成檢測(cè)區(qū)的遠(yuǎn)程報(bào)警設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中我們使用是溫度傳感器，氣體傳感器以及熱釋電傳感器完成多方為的設(shè)防保護(hù)和使用ISD4004芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，同時(shí)可以根據(jù)用戶(hù)需要設(shè)置手機(jī)號(hào)功能。未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將以智能、信息為主流，使GSM智能家居警儀的發(fā)展更人性化。12本設(shè)計(jì)任務(wù)及要求121設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)制作GSM智能家居報(bào)警系統(tǒng)，具有煤氣泄漏報(bào)警，火災(zāi)報(bào)警，紅外報(bào)警，將報(bào)警信息通過(guò)GSM模塊發(fā)送到指定手機(jī)報(bào)警及語(yǔ)音報(bào)警。當(dāng)有煤氣泄漏和火災(zāi)時(shí)通過(guò)判斷傳感器A/D的變換就可知道當(dāng)前是否報(bào)警，如有煤氣泄漏，則啟動(dòng)報(bào)警功能，在無(wú)報(bào)警內(nèi)容時(shí)通過(guò)DS1302時(shí)鐘芯片顯示實(shí)時(shí)的時(shí)間，當(dāng)進(jìn)入設(shè)防模式時(shí)通過(guò)熱釋電傳感器就可以檢測(cè)到是否有人傳入并進(jìn)報(bào)警和語(yǔ)音提示。122設(shè)計(jì)要求1、通過(guò)MQ6氣體傳感器檢測(cè)環(huán)境氣體信息；2、通過(guò)DS18B20正確讀取相關(guān)溫度信息；3、通過(guò)熱釋電檢測(cè)人體信息；4、12864液晶顯示萬(wàn)年歷、溫度；5、通過(guò)設(shè)防可以在有人闖入時(shí)向指定手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息。第2章GSM原理及概述GSM是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GLOBALSYSTEMFORMOBILECOMMUNICATIONS的簡(jiǎn)稱(chēng)。GSM是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話(huà)標(biāo)準(zhǔn)，全球超過(guò)200個(gè)國(guó)家和地區(qū)超過(guò)10億人正在使用GSM電話(huà)。所有用戶(hù)可以在簽署了“漫游協(xié)定“移動(dòng)電話(huà)運(yùn)營(yíng)商之間自由漫游。GSM較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是它的信令和語(yǔ)音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代2G移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)。這說(shuō)明數(shù)字通訊從很早就已經(jīng)構(gòu)建到系統(tǒng)中1。從用戶(hù)觀點(diǎn)出發(fā)，GSM的主要優(yōu)勢(shì)在于用戶(hù)可以從更高的數(shù)字語(yǔ)音質(zhì)量和低費(fèi)用的SMS之間作出選擇。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的優(yōu)勢(shì)是他們可以根據(jù)不同的客戶(hù)定制他們的設(shè)備配置，因?yàn)镚SM作為開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)提供了更容易的互操作性。這樣，標(biāo)準(zhǔn)就允許網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供漫游服務(wù)，用戶(hù)就可以在全球使用他們的移動(dòng)電話(huà)了。GSM網(wǎng)絡(luò)一共有4種不同的蜂窩單元尺寸巨蜂窩，微蜂窩，微微蜂窩和傘蜂窩。覆蓋面積因不同的環(huán)境而不同。巨蜂窩可以被看作那種基站天線安裝在天線桿或者建筑物頂上那種。微蜂窩則是那些天線高度低于平均建筑高度的那些，一般用于市區(qū)內(nèi)。微微蜂窩則是那種很小的蜂窩只覆蓋幾十米的范圍，主要用于室內(nèi)。傘蜂窩則是用于覆蓋更小的蜂窩網(wǎng)的盲區(qū)，填補(bǔ)蜂窩之間的信號(hào)空白區(qū)域。GSM同樣支持室內(nèi)覆蓋，通過(guò)功率分配器可以把室外天線的功率分配到室內(nèi)天線分布系統(tǒng)上。這是一種典型的配置方案，用于滿(mǎn)足室內(nèi)高密度通話(huà)要求，在購(gòu)物中心和機(jī)場(chǎng)十分常見(jiàn)。然而這并不是必須的，因?yàn)槭覂?nèi)覆蓋也可以通過(guò)無(wú)限信號(hào)穿越建筑物來(lái)實(shí)現(xiàn)，只是這樣可以提高信號(hào)質(zhì)量減少干擾和回聲。短信收發(fā)的編碼格式一共有三種BLOCK模式,TEXT模式和PDUPROTOCOLDESCRIPTIONUNIT模式。其中BLOCKMODE已經(jīng)逐漸被淘汰，下面介紹的內(nèi)容，是在PDUMODE下發(fā)送和接收短消息的實(shí)現(xiàn)方法。PDU串表面上是一串ASCII碼，由“0”“9”、“A”“F”這些數(shù)字和字母組成。它們是8位的十六進(jìn)制數(shù)。PDU串不僅包含可顯示的消息本身，還包含很多其他信息2。第3章系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計(jì)與論證31系統(tǒng)總框圖系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為核心，連接各外部電路完成人機(jī)交互等各功能的控制。系統(tǒng)的總體框圖如圖31所示圖31系統(tǒng)總體框圖電路設(shè)計(jì)部分以單片機(jī)控制電路為核心由時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，電源電路，按鍵電路，12864顯示電路，語(yǔ)音播報(bào)電路，GSM模塊電路和傳感器電路共同組成GSM智能家居報(bào)警系統(tǒng)電路。32方案論證比較321CPU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(guó)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(hù)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。方案二采用宏晶科技有限公司的STC12C系列的5A60S2單片機(jī)作為控制CPU，該單片機(jī)擁有2路PCA捕獲/匹配，8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到25萬(wàn)次每秒，且價(jià)格便宜，使用于各種儀器與工業(yè)控制。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?xún)r(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。單片機(jī)時(shí)鐘電路復(fù)位電路語(yǔ)音播報(bào)電路12864顯示電路電源電路按鍵電路GSM模塊電路傳感器電路322顯示模塊方案設(shè)計(jì)由于此系統(tǒng)用到中文等信息，考慮實(shí)用問(wèn)題，故采用LCD12864液晶顯示屏，字符型液晶顯示模塊是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)和漢子信息等點(diǎn)陣式LCD，其擁有友好的人機(jī)界面及強(qiáng)大的顯示功能。特別適用于智能控制的可編程人性化顯示。與中文液晶顯示相比，英文液晶顯示其表現(xiàn)更為絢麗，因此選擇中文的LCD。而且液晶顯示有功耗低，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點(diǎn)。323氣體傳感器模塊方案設(shè)計(jì)方案一金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器可以在LEL/LFL水平上檢測(cè)可燃?xì)怏w和蒸氣的傳感器是金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器（或稱(chēng)MOS）。MOS也可以用來(lái)檢測(cè)毒性水平。它由一個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體的傳感器件（比如氧化物SNO2構(gòu)成。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。通過(guò)改變傳感器的加熱溫度可以調(diào)整它對(duì)于不同物質(zhì)的靈敏度。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。它最常使用的領(lǐng)域是檢測(cè)PPM級(jí)的碳?xì)浠衔锖陀卸練怏w，但是價(jià)格較貴。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)。適用于家庭或工業(yè)上對(duì)LPG,丁烷,丙烷,LNG的檢測(cè)裝置。具有快速的響應(yīng)恢特牲、長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性、價(jià)格便宜和簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路等特點(diǎn)。綜合以上所述，我們采用方案二。單片機(jī)通過(guò)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(guò)低時(shí)發(fā)出可燃體警告。324GSM模塊方案設(shè)計(jì)西門(mén)子公司的TC35是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。在GSM網(wǎng)絡(luò)日臻完善的今天，TC35秉承了西門(mén)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(kāi)發(fā)出新穎的產(chǎn)品。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)線公話(huà)以及無(wú)線POS終端等領(lǐng)域能看到TC35無(wú)線模塊在發(fā)揮作用，是產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保證。由于西門(mén)子的模塊性?xún)r(jià)比較高也滿(mǎn)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。將串口與單片機(jī)進(jìn)行連接來(lái)進(jìn)行通訊。第4章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)41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(mén)狗、電源監(jiān)控、片內(nèi)RC振蕩器等模塊?？梢哉f(shuō)STC12C5A60S2單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱(chēng)得上一個(gè)片上系統(tǒng)（SOC），可以很容易地構(gòu)成典型的測(cè)控系統(tǒng)。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。圖41單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊電路圖42ISD4004語(yǔ)音芯片ISD4004系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8至16分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)電話(huà)及其他便攜式電子產(chǎn)品中。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。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過(guò)串行通信接口SPI或MICROWIRE送入。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(yǔ)音、音樂(lè)、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“。采樣頻率可為4。0,5。3,6。4,8。0KHZ,頻率越低,錄放時(shí)間越長(zhǎng),而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100年典型值,反復(fù)錄音10萬(wàn)次。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(wú)信號(hào)靜音時(shí)的噪聲。通常本端對(duì)地接1MF的電容,構(gòu)成內(nèi)部信號(hào)電平峰值檢測(cè)電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。大信號(hào)時(shí),自動(dòng)靜噪電路不衰減,靜音時(shí)衰減6DB。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。本端接VCCA則禁止自動(dòng)靜噪。ISD4004工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿動(dòng)作,因此對(duì)ISD4004而言,在時(shí)鐘上升沿鎖存MOSI引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。電路圖如圖42所示圖42ISD4004語(yǔ)音芯片模塊電路圖43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。帶中文字庫(kù)的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864,內(nèi)置8192個(gè)1616點(diǎn)漢字，和128個(gè)168點(diǎn)ASCII字符集利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@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)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。基本特性1,低電源電壓（VDD3055V）；2,顯示分辨率12864點(diǎn)；3,內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)1616點(diǎn)陣漢字簡(jiǎn)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1/51/10；10，通訊方式串行、并口可選；11，內(nèi)置DCDC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓；12，無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)；13，工作溫度055,存儲(chǔ)溫度2060。12864電路圖如圖43所示圖4312864顯示電路44熱釋電傳感器電路設(shè)計(jì)熱釋電紅外探測(cè)器電路采用的器件包括紅外探測(cè)器專(zhuān)用芯片紅外傳感信號(hào)處理器BISS0001、熱釋電紅外探頭RE200B傳感器及一些外圍元件電阻電容。它的正常工作電壓是45V工作范圍可在3V到5V之間。檢測(cè)元件BISS0001是CMOS數(shù)?；旌蠈?zhuān)用集成電路，具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理。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。管腳排列及各點(diǎn)波形如圖441和442所示。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。當(dāng)TX時(shí)間結(jié)束時(shí)，UO下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器進(jìn)入封鎖周期TI。在TI周期內(nèi)，任何IC7的變化都不能使UO為有效狀態(tài)。本電路中由于BISS0001的1腳接的是低電平，即此時(shí)芯片設(shè)置為不可重復(fù)觸發(fā)狀態(tài)，所以在延時(shí)周期內(nèi)，電路不會(huì)被重復(fù)觸發(fā)，直到延時(shí)周期結(jié)束。這一功能的設(shè)置，可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。RR1,RC1為輸出延遲時(shí)間TX的調(diào)節(jié)端，RR2,RC2為觸發(fā)封鎖時(shí)間TX的調(diào)節(jié)端。圖441BISS0001的管腳排列圖圖442BISS0001的管腳波形圖圖443所示為紅外探測(cè)器部分的電路圖。當(dāng)熱釋電紅外探頭接收到人體發(fā)出的紅外線后，經(jīng)過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)微弱的低頻電信號(hào)到BISS0001芯片的第一級(jí)運(yùn)算放大器工CL的同相輸入端14腳，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，處理后UO腳2腳輸出高電平信號(hào)，經(jīng)非門(mén)后送單片機(jī)的P00腳進(jìn)行報(bào)警處理。2圖443紅外探測(cè)器部分的原理圖45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)。具有快速的響應(yīng)恢特牲，長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性和簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路等特點(diǎn)，適用于家庭或工業(yè)上對(duì)LPG,丁烷,丙烷,LNG的檢測(cè)。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。MQ6型氣敏器件對(duì)不同種類(lèi)，不同濃度的氣體有不同的電阻值。因此，在使用此類(lèi)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。其原理圖如圖45所示圖45MQ6型液化氣氣體傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖傳感器模塊電路原理圖見(jiàn)圖48。圖45MQ6氣體傳感器模塊電路圖第5章系統(tǒng)軟件電路設(shè)計(jì)51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。主程序是單片機(jī)程序的主體，整個(gè)單片機(jī)端系統(tǒng)軟件的功能的實(shí)現(xiàn)都是在其中完成的，在此過(guò)程中主程序調(diào)用了子程序及中斷服務(wù)程序。程序首先完成初始化過(guò)程，然后判斷是否有報(bào)警，然后根據(jù)判斷發(fā)送報(bào)警。流程圖如圖51所示。是否調(diào)整短信中心號(hào)碼開(kāi)始單片機(jī)寄存器初始化NOYESLCD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(guò)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NOYESYESYESYESNONONO顯示圖51程序總體流程52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L(zhǎng)CD12864顯示流程圖，A0是否為高電平開(kāi)始LCD參數(shù)初始化LCD實(shí)時(shí)顯示時(shí)鐘及參數(shù)返回NOYES圖52LCD顯示流程53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(guò)按鍵輸入手機(jī)和短信中心等數(shù)值。如下圖53所示。是否按鍵按下開(kāi)始檢測(cè)按鍵序號(hào)NOYES繼續(xù)等待是否為按鍵1YES是否為按鍵2YESNO在上電過(guò)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(guò)程中進(jìn)入錄音模式否則進(jìn)入設(shè)置模式在上電過(guò)程中進(jìn)入放音模式否則進(jìn)入設(shè)置模式Y(jié)ESNO在上電過(guò)程中進(jìn)入暫停模式否則進(jìn)入設(shè)置模式NO返回圖53按鍵流程圖54語(yǔ)音模塊程序設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)模擬SPI總線來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的讀寫(xiě)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(yǔ)音芯片初始化是否錄音開(kāi)始語(yǔ)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NOYESNOYES圖54ISD4004程序流程圖第6章系統(tǒng)測(cè)試及分析61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。本系統(tǒng)的調(diào)試主要分兩個(gè)步驟單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試及整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試。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。主要包括了溫度傳感器電路、MQ6氣體傳感器電路、熱釋電傳感器、鍵盤(pán)輸入、液晶顯示等，并實(shí)現(xiàn)各部分功能的綜合測(cè)試。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。首先對(duì)調(diào)整MQ6的靈敏度，在液晶上顯示，通過(guò)一些特殊手段，改變環(huán)境的液化氣氣體含量，看液晶上氣體靈敏度是否會(huì)改變。通過(guò)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(yǔ)音報(bào)警和GSM發(fā)出“煤氣泄漏”中文短信報(bào)警到用戶(hù)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(yǔ)音報(bào)警和GSM發(fā)出“火災(zāi)報(bào)警”中文短信到用戶(hù)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(yǔ)音報(bào)警和GSM發(fā)出“有人入侵”中文短信報(bào)警。實(shí)現(xiàn)了險(xiǎn)情識(shí)別報(bào)警，同時(shí)減小了誤報(bào)的幾率，使得設(shè)計(jì)更加人性化。62測(cè)試數(shù)據(jù)及分析621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。在調(diào)節(jié)好紅外熱釋電模塊的靈敏度后，通過(guò)測(cè)量，我們可以測(cè)得熱釋電的感應(yīng)有效范圍，并實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警和遠(yuǎn)程短信報(bào)警，數(shù)據(jù)記錄于表621表621熱釋電感應(yīng)有效范圍范圍/M序號(hào)253438434954576365701報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警無(wú)報(bào)警無(wú)報(bào)警2報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警無(wú)報(bào)警3報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警無(wú)報(bào)警無(wú)報(bào)警4報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警無(wú)報(bào)警無(wú)報(bào)警5報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警無(wú)報(bào)警無(wú)報(bào)警6報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警無(wú)報(bào)警7報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警報(bào)警無(wú)報(bào)警無(wú)報(bào)警分析理論上紅外熱釋電的有效感應(yīng)范圍應(yīng)該為07M，通過(guò)測(cè)試，從0M開(kāi)始到7M,其中到63M的范圍都能感應(yīng)到，但是到65M的時(shí)候開(kāi)始出現(xiàn)感應(yīng)不靈，主要可能是出現(xiàn)些電子干擾，及線路誤差。622溫度測(cè)試本系統(tǒng)通過(guò)用DS18B20測(cè)試溫度高低，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警功能。開(kāi)始設(shè)定一個(gè)初值如70，當(dāng)溫度傳感器測(cè)得值超過(guò)這個(gè)初值時(shí)則系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警和遠(yuǎn)程短信報(bào)警。調(diào)試的過(guò)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，同時(shí)通過(guò)與四位半高精確溫度測(cè)量?jī)x器相比較，多次測(cè)量，判斷出誤差。并記錄表623表623溫度傳感器測(cè)得的溫值與高靈敏度溫度測(cè)量?jī)x測(cè)出室溫值記錄表次數(shù)溫度/12345678傳感器溫度值/7071717071707071高靈敏度溫度測(cè)量?jī)x/703715718706718705704712分析當(dāng)電吹風(fēng)加熱到70左右的時(shí)候，系統(tǒng)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警和遠(yuǎn)程短信報(bào)警，但有時(shí)可能因?yàn)橄到y(tǒng)響應(yīng)較慢，所以當(dāng)溫度檢測(cè)到71時(shí)才開(kāi)始發(fā)出報(bào)警。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?jī)x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。63不足與展望本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)硬件與軟件的調(diào)試運(yùn)行，基本完成了對(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。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(wèn)題。例如有人放置信號(hào)干擾器，則GSM報(bào)警可能不能發(fā)出短信報(bào)警；防火探測(cè)器檢測(cè)過(guò)于單一，可能會(huì)有漏報(bào)的情況，另外尚有許多理論問(wèn)題和工程應(yīng)用問(wèn)題需要進(jìn)一步的探索和研究，就研究和發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看今后仍需在以下幾個(gè)方面努力1、由于火災(zāi)探測(cè)器過(guò)于簡(jiǎn)單，可以在系統(tǒng)中加入MQ2煙霧檢測(cè)傳感器，對(duì)煙霧進(jìn)行濃度檢測(cè)；2、熱釋電紅外傳感器的檢測(cè)能力會(huì)隨著距離的增加而減弱，因而可以在門(mén)窗增加電磁閥控制器，當(dāng)有人破門(mén)而入時(shí)，就可以及時(shí)檢測(cè)到有人入侵，然后通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警和短信報(bào)警。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?？偨Y(jié)本文從整體到部分詳細(xì)介紹了智能家居報(bào)警控制器的設(shè)計(jì)。通過(guò)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。在比較重要的部分進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并且給出了程序及說(shuō)明，其可靠性和穩(wěn)定性都達(dá)到了很好的效果。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。經(jīng)測(cè)試，熱釋電紅外傳感器的感應(yīng)范圍為63M左右；在外界溫度為70時(shí)，DS18B20溫度傳感器能夠準(zhǔn)確感應(yīng)，并發(fā)出報(bào)警，基本實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的，同時(shí)系統(tǒng)還能夠辨別不同險(xiǎn)情，進(jìn)行不同的報(bào)警，方便主人正確處理險(xiǎn)情，使設(shè)計(jì)跟家智能化、人性化。在現(xiàn)代電子科技的高速發(fā)展過(guò)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(zhǎng)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)中使用的芯片只是當(dāng)前電子科技發(fā)展的一般產(chǎn)物，隨著科技的不斷發(fā)展，更高密度，更高精度的芯片將會(huì)取代現(xiàn)有的產(chǎn)品，所以我們還要不斷的學(xué)習(xí)，不斷的豐富和更新我們的產(chǎn)品，提出更高的要求。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(guò)程中，我得到了很多人的幫助，學(xué)到了很多東西。在此我要感謝羅錦彬老師和任志山老師，是你們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無(wú)不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深地敬意。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)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)。參考文獻(xiàn)1馮娟，曾立華基于GSM的住宅智能報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J微計(jì)算機(jī)信息，2008241001012韓斌杰GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化M機(jī)械工業(yè)出版社，20013盧憲友智能遠(yuǎn)程家電控制及安防系統(tǒng)的研究D曲阜師范大學(xué)，20104高放，杜云，馮建武等基于GSM網(wǎng)絡(luò)短消息的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)J河北工業(yè)科技,2009,261821845張洪潤(rùn)傳感器技術(shù)大全（上冊(cè)）M北京航空航天大學(xué)出版社，20086趙沖基于GSM的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)D西安科技大學(xué)，20077林雪梅熱釋電紅外傳感器及其應(yīng)用J甘肅科技縱橫,20051468瞿貴榮熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)原理及特性J家庭電子,2005818219謝崇明GSM汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)J裝備制造技術(shù)，2008110510710李曉思基于無(wú)線GSM網(wǎng)絡(luò)的智能型住宅自動(dòng)控制系統(tǒng)J傳感器世界,20107757611孟振中基于ISD4004芯片的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)設(shè)計(jì)J成功教育,20081919312童名文一種新型報(bào)警器的研制J高校電子學(xué)報(bào),20035455913張?jiān)阑鹛綔y(cè)器及氣體傳感器J家用電器消費(fèi),20005808314陳靜,尚鮮連,張?zhí)K基于GSM的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J,20109364015郭天祥新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程M,電子工業(yè)出版社,2010316INTRODUCTIONTOTHESMSINPDUMODEVI00,JANUATY200017GTSGSM0707VERSION500DIGITALCELLULARTELECOMMUNICATIONSSYSTEMPHASE2ATCOMMANDSETFORGSMMOBILEEQUIPMENTMEGSM0707S，SMG419967118TC35IHARDWAREINTERFACEDESCRIPTION,VERSION0301,DOCIDTC35I_HD_V0301,SEPTEMBER09,2005附錄附錄一原理圖附錄二電路PCB圖附錄三實(shí)物圖附錄四源程序代碼DEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTDEFINECMGF0X02DEFINECMGD0X03DEFINECREG0X04DEFINECMGR0X05DEFINECMGS0X06DEFINECSCA0X07DEFINEATDAT0X08DEFINETC35RET0X00UCHARFLAG0/頭函數(shù)INCLUDEINCLUDEINCLUDE“LCD12864H“INCLUDE“4004H“INCLUDE“KEYH“INCLUDE“DS1302H“INCLUDE“DATAH“INCLUDE“DS18B20H“INCLUDE“ADCH“/發(fā)送報(bào)警信息UCHARSMS_SENDBJVOID/向串口發(fā)送一個(gè)字符VOIDSEND_UARTUCHARCH/串口初始化VOIDINITUART/AT網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)查詢(xún)指令VOIDAT_CREG/AT復(fù)位指令VOIDAT_RST/AT接收格式指令VOIDAT_CMGF/發(fā)送溫度信息UCHARSMS_SENDUINTTEMP,UCHARFLAG/寫(xiě)信息中心號(hào)VOIDAT_CSCA/讀取信息UCHARSMS_READUCHARMODE/AT短消息讀取指令VOIDAT_CMGR/模塊初始化VOIDGSMINIT/AT短消息刪除指令VOIDAT_CMGDUCHARD/短信刪除當(dāng)前VOIDSMS_DELETE_NOW/AT發(fā)送短信VOIDAT_FSDXUCHARX/需要改動(dòng)的地方/UCHARCODETC_ZXH“ATCSCA86“/本地中心設(shè)置命令UCHARTC_SMS_ADDRESS/本地中心號(hào)UCHARTELEPHONE_NUMBER/目的電話(huà)號(hào)/其他地方不要亂動(dòng)/UCHARCODETC_WLZT“ATCREG“/網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)查詢(xún)UCHARCODETC_MSXZ“ATCMGF0“/發(fā)送模式選擇。UCHARCODETC_DQML“ATCMGR1“/短信讀取命令。UCHARCODETC_SCML“ATCMGD“/短信刪除命令。UCHARCODETC_ATF“AT/格式化命令UCHARCODETC_FXDX“ATCMGS“/發(fā)送短信/現(xiàn)在溫度UCHARCODENOWT“73B057286E295EA6FF1F“UCHARTC35_CONUCHARTC35_RE195,TC35_MAX,I_RECEIVE,I_TC35_RECEUCHARMODE0,K0/號(hào)碼匹配或者只需內(nèi)容匹配UCHARGSMMODE1UCHARX0,Y0UINTLCDI0/溫度UINTTT0UCHARTEMPT0UCHARWDUP30UINTKRUP600/可燃?xì)怏wUINTKRQT0/報(bào)警狀態(tài)UCHARBJZT0SBITJDQP20SBITLEDP37SBITRSDP36/UCHARMODELCD0/主函數(shù)VOIDMAINVOIDUCHARKEY0,I0LED0/初始化DS1302DS1302_INIT/溫度轉(zhuǎn)換TMPCHANGE/返回溫度TTTMPTEMPTTT/10/DS1302_WRITE_TIME/讀取按鍵KEYGETKEYINITADCINITUART/錄音調(diào)整IFKEY1/調(diào)用LCD顯示圖片擴(kuò)展初始化程序INITINA1MODELCD1LCD_MESG0X90,LY1WHILEMODELCD100TIME_BUF110BREAKCASE2TIME_BUF12IFTIME_BUF1213TIME_BUF121BREAKCASE3TIME_BUF13/知道年和月返回月的最大值UCHARYDAYUCHARY,UCHARMIFTIME_BUF13YDAYTIME_BUF11,TIME_BUF12TIME_BUF131BREAKCASE4TIME_BUF14IFTIME_BUF1423TIME_BUF140BREAKCASE5TIME_BUF15IFTIME_BUF1559TIME_BUF150BREAKCASE6TIME_BUF16IF