PAGEPAGEI哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I-摘要近年來，總是能聽到看到類似于數(shù)字家庭、無線通信、無線控制、無線定位、無線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)連接等等。和相對(duì)現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)對(duì)比之后更為復(fù)雜，成本高，而且不能充分利用現(xiàn)有成熟的通信協(xié)議。病房呼叫系統(tǒng)是一種電話系統(tǒng)，作為一個(gè)傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單而有效的病人和護(hù)士之間的交流工具，它的功能也越來越豐富，已經(jīng)成為不可或缺的現(xiàn)代醫(yī)院護(hù)理病人的通信設(shè)備。本設(shè)計(jì)以51單片機(jī)為核心處理器，通過無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)病房呼叫功能，通過發(fā)送端設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)病房?jī)?nèi)溫濕度信息，患者抽煙情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過NRF24L01模塊無線組網(wǎng)，數(shù)據(jù)發(fā)送到接收端上位機(jī)顯示或者手機(jī)短信提醒顯示。當(dāng)有異常發(fā)生時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器提醒。采用VB6.0開發(fā)的上位機(jī)可顯示病人個(gè)人基本信息，一周所用藥品信息等。關(guān)鍵詞：無線，病房，組網(wǎng)，手機(jī)

AbstractInrecentyears，alwayscanhearseeissimilartodigitalhomewirelesscommunicationcontrolwirelesspositioningwirelessnetworksandmobilewirelessconnection，andsoonandrelativecontrastaftertheexistingwirelesscommunicationsystemismorecomplex，highcost，andcannotmakefulluseofexistingmaturecommunicationprotocolwardcallsystemisakindoftelephonesystem，asatraditionalsimpleandeffectivetoolofcommunicationbetweenpatientsandnurses，itsfunctionalsomoreandmorerich，hasbecomeanintegralpartofmodernhospitalcarepatientcommunicationequipment.Thisdesignto51microcontrollerasthecoreprocessor，throughwirelesstechnologytoachievewardcallfunction，throughthesenderdesigntoachievetheroomtemperatureandhumidityinformation，patientsmokingmonitoring，monitoringdatathroughtheNRF24L01modulewirelessnetwork，datasenttothereceivingterminalonthecomputerdisplayormobilephoneSMSreminderdisplay.Whenanexceptionoccurs，abuzzerreminderismade.DevelopedwithVB6.0Theuppercomputercandisplaythepatient'spersonalbasicinformation，thedruginformationusedintheweek，etc.Keywords:WirelessWardNetworkMobilephone

目錄TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1課題研究背景和意義 11.2本系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 21.3主要內(nèi)容 3第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 42.1系統(tǒng)功能 42.2單片機(jī)的選擇 42.3無線方式及射頻芯片選擇 52.4傳感器方案選擇 62.4.1溫濕度傳感器選擇 62.4.2煙霧傳感器選擇 82.5液晶顯示方案選擇 92.6短信提醒方案選擇 102.7蜂鳴器方案選擇 10本章小結(jié) 11第3章整體硬件設(shè)計(jì) 123.1最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 123.2電源電路 133.3傳感器電路設(shè)計(jì) 133.3.1溫濕度傳感器電路 133.3.2煙霧傳感器電路 143.4無線收發(fā)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 153.4.1工作模式介紹 153.4.2接口電路 163.5液晶顯示電路設(shè)計(jì) 173.6蜂鳴器電路設(shè)計(jì) 17本章小結(jié) 18第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 194.1Keil開發(fā)環(huán)境 194.2主程序設(shè)計(jì) 204.3傳感器程序設(shè)計(jì) 214.4短信程序設(shè)計(jì) 224.5液晶顯示程序設(shè)計(jì) 234.6無線通信程序設(shè)計(jì) 24本章小結(jié) 25第5章系統(tǒng)功能測(cè)試 265.1硬件測(cè)試 265.2實(shí)物演示 275.3軟件調(diào)試 285.4數(shù)據(jù)分析 29本章小結(jié) 29結(jié)論 30致謝 錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄1譯文 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄2英文參考資料 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄3硬件原理圖 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄4程序清單 錯(cuò)誤!未定義書簽。第1章緒論1.1課題研究背景和意義在當(dāng)今世界，高度集中的社會(huì)信息化。各種學(xué)科和技術(shù)的快速發(fā)展，特別是信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)。當(dāng)物品上的標(biāo)簽包含的信息，諸如計(jì)算機(jī)設(shè)備和可以識(shí)別，或物品與互聯(lián)網(wǎng)緊密，方便人們理解信息項(xiàng)。這些技術(shù)被稱為簡(jiǎn)單的事情。反過來，物聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)世界信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，所以此事智能網(wǎng)絡(luò)化的電腦和互聯(lián)網(wǎng)等功能，是一個(gè)在世界信息產(chǎn)業(yè)革命。事情一方面導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)部門的發(fā)展，很大程度上是為了節(jié)約成本;另一方面在金融危機(jī)的背景下，作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，必將產(chǎn)生積極的影響和對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的影響。IBM首席執(zhí)行官SamPalmisano在2008年首次提出的智慧地球的概念，因此也被稱為地球的智慧。如果喜歡的未來，地球的每一個(gè)角落完全覆蓋傳感器，到那個(gè)時(shí)候，物聯(lián)網(wǎng)是智慧地球。因?yàn)榭焖侔l(fā)展和擴(kuò)張的強(qiáng)大的供應(yīng)鏈管理的功能網(wǎng)絡(luò)，智能家電的普及，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，我們真正認(rèn)識(shí)它，讓我們的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在，繼續(xù)增加信息的覆蓋率可以看到在這些新事物必須有一個(gè)強(qiáng)大的強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。無線呼叫系統(tǒng)是一種電子通信產(chǎn)品的電話，不僅硬件平臺(tái)、軟件程序不工作，你一定是兩者的結(jié)合，以形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。一些電話系統(tǒng)已經(jīng)使用在某些情況下，如休閑、餐飲、醫(yī)療、行政辦公室和其他地方。從類型的系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地分為酒店無線電話產(chǎn)品，醫(yī)院呼叫系統(tǒng)，餐廳電話系統(tǒng)，工廠專用電話系統(tǒng)。隨著人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需要，訪問互聯(lián)網(wǎng)，餐飲和病房呼叫功能提出了更高的要求。在今天的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是一些短距離的無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線呼叫系統(tǒng)將在這些方面發(fā)揮著不可替代的作用。目前市場(chǎng)上，無線電話產(chǎn)品，如無線呼叫系統(tǒng)、無線訂單系統(tǒng)，他們通常成本是相對(duì)較高的，因?yàn)榇蟛糠侄际羌藿釉谟芯€網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序。在需要的是一個(gè)小咖啡館或網(wǎng)吧呼叫系統(tǒng)，系統(tǒng)的高成本顯然是不好的。和相對(duì)現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)更為復(fù)雜，成本高，而且不能充分利用現(xiàn)有成熟的通信協(xié)議。病房呼叫系統(tǒng)是一種電話系統(tǒng)，作為一個(gè)傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單而有效的病人和護(hù)士之間的交流工具，它的功能也越來越豐富，已經(jīng)成為不可或缺的現(xiàn)代醫(yī)院護(hù)理病人的通信設(shè)備。對(duì)于醫(yī)院的病房呼叫系統(tǒng)現(xiàn)在使用最多的是利用無線technology.Due的電纜信號(hào)比較穩(wěn)定，已hospitals.But受到重視電纜的技術(shù)解決方案始終是敞開的配線，就用漂亮的隱藏，但也有接線difficulties.Electrical抗干擾能力不強(qiáng)，不利于安裝和維護(hù)，也隨時(shí)time.More可以在不增加床位數(shù)重要的是，當(dāng)在緊急情況下，部分患者有時(shí)無法搶救及時(shí)，有效的方式，延誤治療opportunity.Therefore，為了改善一些不足的電纜解決方案，需要一種新的無線病房呼叫系統(tǒng)中，最需要的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，是一種低成本的，無線的高可靠性通信的解決方案。另外，從社會(huì)發(fā)展的角度來看，是保健品和無線network.Therefore，小而輕的發(fā)展方向，它具有無線網(wǎng)絡(luò)由market.In近年來監(jiān)測(cè)設(shè)備更注重的功能，隨著越來越多種短距離無線通信技術(shù)，如蜂窩移動(dòng)通信，無線局域網(wǎng)，并使得整個(gè)世界無線技術(shù)的幫助下正變得越來越小。1.2本系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀近年來，國(guó)內(nèi)外醫(yī)療機(jī)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來看，無線醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用繼續(xù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。報(bào)告指出，在五年內(nèi)，在歐洲銷售從300萬$98至US$445.8十億，無線醫(yī)療設(shè)備主要是為了增加新的應(yīng)用，以提高生產(chǎn)力，效率，病人的努力得到方便有效的治療。以及減少醫(yī)務(wù)人員的工作量，使衛(wèi)生保健更聰明。如電子醫(yī)療記錄、臨床治療決策等等。它是基于無線技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一個(gè)有吸引力的市場(chǎng)應(yīng)用，研究機(jī)構(gòu)和大型跨國(guó)公司在每個(gè)國(guó)家，特別是在無線醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)是進(jìn)行激烈的競(jìng)爭(zhēng)。CodeBlue系統(tǒng)中大學(xué)的佛漢，MARSIAN項(xiàng)目crn法國(guó)研究機(jī)構(gòu)，IBM的身體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如最實(shí)用價(jià)值。盡管wi-fi，RFID，藍(lán)牙無線技術(shù)領(lǐng)域的無線醫(yī)療設(shè)備相關(guān)的探索和嘗試，但由于內(nèi)部IEEE802.15.4無線個(gè)域網(wǎng)協(xié)議棧提供服務(wù)是免費(fèi)的發(fā)射后，技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)迅速成為醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)，對(duì)現(xiàn)有無線個(gè)域網(wǎng)協(xié)議版本的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開發(fā)無線醫(yī)療呼叫系統(tǒng)已基本成熟，其輾轉(zhuǎn)反側(cè)功能足夠強(qiáng)大，不僅有傳統(tǒng)的調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用，基本功能，如報(bào)警，達(dá)到監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，無線醫(yī)療服務(wù)和其他領(lǐng)域。2002年，英維思集團(tuán)公司，日本的三菱、摩托羅拉、飛利浦公司共同發(fā)起和建立了無線個(gè)域網(wǎng)聯(lián)盟聯(lián)盟。我們的目標(biāo)是構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使其低成本，低功耗consumption.ZigBee技術(shù)已經(jīng)吸引了許多硬件和軟件制造商，目前擁有100家多家廠商加入了ZigBeealliance.But的ZigBee協(xié)議棧開發(fā)技術(shù)難度大，ZigBee的本身的成本高。中國(guó)醫(yī)療行業(yè)對(duì)滯后一個(gè)外國(guó)，尤其是醫(yī)療電氣方面，而且近年來，中國(guó)才剛剛開始，但發(fā)展迅速。我國(guó)的無線市場(chǎng)份額領(lǐng)先城市被瓜分的大部分外國(guó)設(shè)備制造商。現(xiàn)在，中國(guó)還沒有機(jī)構(gòu)可以獨(dú)立開發(fā)commercial-related產(chǎn)品，但相關(guān)研究文章發(fā)表。但這并不妨礙的熱情許多國(guó)內(nèi)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)包括無線網(wǎng)絡(luò)方面的技術(shù)、應(yīng)用程序等等。如智能傳感器寧波分公司中國(guó)科學(xué)院研究無線網(wǎng)絡(luò)的主要成本。中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所正在開發(fā)一個(gè)協(xié)議棧軟件設(shè)計(jì)的好處。不僅是中國(guó)科學(xué)院，在中國(guó)的幾所大學(xué)，如清華大學(xué)又一天是無線應(yīng)用程序，以及在網(wǎng)絡(luò)方面的設(shè)計(jì)研究。因?yàn)闆]有國(guó)內(nèi)自主研發(fā)相關(guān)的開發(fā)平臺(tái)，許多產(chǎn)品都是由國(guó)外的研究和設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)和設(shè)計(jì)研究中心塊，然后將它們應(yīng)用在安全監(jiān)控、設(shè)備管理、工業(yè)控制等。臺(tái)灣數(shù)碼科技公司在中國(guó)現(xiàn)在的三千多平方米的社區(qū)，建成使用無線技術(shù)的定位和門禁管理系統(tǒng)，此外公司還將在南港軟件園區(qū)，室內(nèi)環(huán)境的勃起檢測(cè)系統(tǒng)采用ZigBee節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行測(cè)試環(huán)境，請(qǐng)嘗試使用ZigBee無線技術(shù)，智能控制在中小型企業(yè)（SMEs）的帳戶無線呼叫application.Major的室內(nèi)environment.The發(fā)展對(duì)于大多數(shù)開發(fā)商的質(zhì)量，更大知名企業(yè)和運(yùn)營(yíng)商也在關(guān)注該技術(shù)的發(fā)展，等待進(jìn)入該領(lǐng)域。1.3主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)分為發(fā)送端、接收端和無線組網(wǎng)三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。發(fā)送端：用MQ-2煙霧傳感器檢測(cè)患者吸煙情況，DHT11溫濕度傳感器病房環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)。用STC89C51單片機(jī)作為主控芯片。用1602液晶屏顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)。按鍵手動(dòng)按下，對(duì)護(hù)士值班室進(jìn)行呼叫。接收端：用1602液晶屏顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)VB6.0開發(fā)的上位機(jī)顯示當(dāng)前檢測(cè)數(shù)據(jù)和呼叫結(jié)果。有人呼叫時(shí)，蜂鳴器響。GSM模塊手機(jī)短信提醒護(hù)士病人呼叫。無線組網(wǎng)：發(fā)送端和接收端分別利用NRF24L01模塊進(jìn)行無線通信，達(dá)到數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端的目的。第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的各種功能，本設(shè)計(jì)可以分為以下幾個(gè)模塊：最重要的無線傳輸模塊、傳感器采集模塊、單片機(jī)控制模塊、報(bào)警模塊、按鍵控制模塊、顯示模塊等，下面是對(duì)各個(gè)模塊的方案選擇。2.1系統(tǒng)功能本設(shè)計(jì)以51單片機(jī)為核心處理器，通過無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)病房呼叫功能，通過發(fā)送端設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)病房?jī)?nèi)溫濕度信息，患者抽煙情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過NRF24L01模塊無線組網(wǎng)，數(shù)據(jù)發(fā)送到接收端上位機(jī)顯示或者手機(jī)短信提醒顯示。當(dāng)有異常發(fā)生時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器提醒。上位機(jī)可顯示病人個(gè)人基本信息，一周所用藥品信息等。系統(tǒng)硬件框圖如圖2-1所示。STCSTC89C51DHT11按鍵液晶模塊MQ-2NRF24L01NRF24L01STC89C51液晶模塊GSM蜂鳴器上位機(jī)圖2-1系統(tǒng)硬件框圖2.2單片機(jī)的選擇在系統(tǒng)中的MCU的一個(gè)核心因素，它會(huì)影響所使用的system.Commonly的功能51系列微控制器具有最廣泛使用的8位微控制器，針對(duì)大量的計(jì)算數(shù)字信號(hào)處理器CAN，一些增強(qiáng)型16位單片機(jī)和32位ARMchips.From51系列單片機(jī)已經(jīng)流行很多年以前，現(xiàn)在是簡(jiǎn)單的功能；CAN主要用于有許多信號(hào)處理，但價(jià)格比較昂貴，難以發(fā)展；ARM芯片，具有一定的相似性，在小系統(tǒng)增強(qiáng)型16的微控制器已能滿足需求。對(duì)于不同的應(yīng)用，公司已經(jīng)引入了增強(qiáng)的MCU，如AVR系列，如飛利浦PCF80C51系列，加工速度比大多數(shù)微控制器，嵌入式在各種有用的功能和接口模塊的更快的增強(qiáng)，內(nèi)部包含大容量的存儲(chǔ).TIMSP430系列MCU是這樣一種16增強(qiáng)的MCU的，它會(huì)在價(jià)格一定的優(yōu)勢(shì)，一個(gè)RISC指令集，該功能豐富，它主要用于低功率應(yīng)用程序。對(duì)于上述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。此外紅晶公司生產(chǎn)STC89C51系列單片機(jī)能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此本文選用STC89C51單片機(jī)。如圖2-2所示。圖2-2STC89C51單片機(jī)2.3無線方式及射頻芯片選擇無線通信技術(shù)是一個(gè)非常廣泛，從一般意義上說，只要兩個(gè)通信收發(fā)器，通過無線電波傳遞信息，可以是一個(gè)無線通信。通信模塊通常是包含簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，或者只是使用根據(jù)命令字的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮?jiǎn)單的加密協(xié)議操作。公共短距離無線通信技術(shù)，以工作在以下光譜：27兆赫頻帶，2.4千兆赫頻帶和315兆赫，433兆赫和868兆赫band.27兆赫頻帶在遠(yuǎn)程areas.2.4GHz的頻帶通常使用的，使用的技術(shù)也有很多這種帶，無載波通信技術(shù)，如UWB無線USB技術(shù)，藍(lán)牙，Wi-Fi技術(shù)等技術(shù)的不斷成熟，在未來的工業(yè)和家庭部門將發(fā)揮更加重要的role.315MHz頻段主要用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)等，它已被廣泛應(yīng)用于無線數(shù)據(jù)采集和無線監(jiān)控system.Through阻擋能力，通信距離是多遠(yuǎn)。無線不需要一個(gè)復(fù)雜的地方無線通信和配線偏遠(yuǎn)地區(qū)做，省事，而且在功能方面與布線功能，應(yīng)用prospect.At國(guó)內(nèi)外有很多不同類型的RF芯片的，正確的在系統(tǒng)設(shè)計(jì)芯片的選擇也是非常重要的。選擇一個(gè)射頻收發(fā)芯片可能指的是以下幾方面:（1）NRF收發(fā)器芯片，該功率消耗;（2）外部元件的NRF收發(fā)器芯片;（3）NRF收發(fā)機(jī)芯片的發(fā)射功率;（4）NRF工作電壓射頻收發(fā)芯片和封裝;（5）抗干擾能力的芯片。這里列出了一些芯片，將列出它們的功能，而為了選擇合適的芯片。我們可以看到表中列出的性能特征相比，nRF905芯片在工作電壓，發(fā)射電流和所需外部元器件等方面都小于其他芯片，相比較之下，本文選用挪威Nordic公司的nRF24L01芯片，該芯片在功率消耗和開發(fā)周期等要求上都比較適中，并且方便在其他設(shè)備中使用。工作在433/868/915MHz的ISM頻段上，詳見表2-1所示。表2-1幾種常見射頻收發(fā)芯片比較芯片類型nRF401/NordrcnRF905/NordrcTRF6900/TIRF2915/RFMD工作頻段433MHz433/868/915MHz868/915MHz433/868/915MHz工作電壓2.7～5V1.9～3.6V2.2～3.6V2.4～5V調(diào)制方式FSKGFSKFSKFSK發(fā)射電流8～18mA11mA50mA27mA接收電流10mA12.5mA34mA6.8mA所需外部元器件約10個(gè)約10個(gè)約50個(gè)約50個(gè)2.4傳感器方案選擇傳感器是一個(gè)數(shù)據(jù)收集裝置，可以反映在測(cè)量數(shù)據(jù)和收集的數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化為電信號(hào)或輸出信號(hào)按照一定的體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和管理需求。設(shè)計(jì)應(yīng)該監(jiān)控室內(nèi)溫度和濕度，溫度和濕度傳感器使用室內(nèi)溫度和濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。2.4.1溫濕度傳感器選擇溫濕度是日常生活中一種既非常普遍而又基礎(chǔ)的物理量，它與生活密切相關(guān)。溫濕度傳感器是流行時(shí)間最長(zhǎng)、使用廣泛的一類檢測(cè)溫濕度的傳感器。在半導(dǎo)體技術(shù)支撐下有溫度傳感器和濕度傳感器的數(shù)字，模擬和三種類型的集成溫度和濕度傳感器。當(dāng)熱電偶的溫度和濕度傳感器的溫度和濕度的變化所遇到，會(huì)使不同材質(zhì)的導(dǎo)體連接點(diǎn)的熱電勢(shì)發(fā)生變化，以來確定溫濕度的值。在工廠以及各種工程建設(shè)上都有非常廣泛的應(yīng)用，構(gòu)建簡(jiǎn)單，利用起來也是非常便捷，并且溫濕度的測(cè)量范圍也非常寬。然而正是因?yàn)闊犭娕紲貪穸葌鞲衅鞯撵`敏度相對(duì)偏低，更易因?yàn)橥饨缫蛩氐母蓴_而對(duì)其測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，因此它并不測(cè)量溫濕度變化較小的環(huán)境。模擬溫濕度傳感器，把環(huán)境中溫濕度信號(hào)轉(zhuǎn)化成低電壓MV信號(hào)，需要再通過差分放大，然后再由AD采集裝換成數(shù)字量傳給單片機(jī)處理。數(shù)字式溫濕度傳感器，采集的溫濕度值直接是數(shù)字量，能夠由單片機(jī)直接處理。如DHT11，采用單總線通信方式，由單片機(jī)可以直接讀取出采集的溫濕度值，簡(jiǎn)單易用且成本低。由此采用DHT11并對(duì)其進(jìn)行了下面兩種方案的介紹。第一是使用Pt100鉑RTD溫度和濕度傳感器。PT100鉑RTD，其電阻與溫度成比例地變化。PT100電阻與溫度的關(guān)系是：當(dāng)0℃PT100溫度其電阻在100℃時(shí)100歐姆其歐姆電阻為約138.5。其工業(yè)原理：當(dāng)PT100在0攝氏度時(shí)，他的100歐姆的電阻，其與來自均勻生長(zhǎng)溫度上升電阻。第二種是用于DHT11，溫度和濕度傳感器也包含有數(shù)字信號(hào)的輸出溫度和濕度傳感器校準(zhǔn)的其中一部分。數(shù)字模塊的采集技術(shù)和溫度和濕度傳感器技術(shù)，保證了產(chǎn)品具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，為DHT11數(shù)字溫度和濕度傳感器部分，包含有校準(zhǔn)溫度和濕度復(fù)合傳感器數(shù)字信號(hào)輸出的一部分。這使得數(shù)字模塊采集技術(shù)與溫度和濕度傳感器技術(shù)相結(jié)合為一體，傳感器有電阻的一部分是用來檢測(cè)溫度和濕度的設(shè)備，NTC溫度計(jì)部分高性能8位單片機(jī)連接在一起。所以這種卓越的產(chǎn)品性能可以很快速的響應(yīng)速度和抗干擾能力很好。根據(jù)精確的濕度校準(zhǔn)，每個(gè)DHT11的校準(zhǔn)。這家商店OTP校準(zhǔn)系數(shù)使用內(nèi)存中的程序，和內(nèi)部傳感器信號(hào)的參數(shù)調(diào)整的過程。單一的串行接口方式，集成系統(tǒng)的一部分變得非常簡(jiǎn)單。小尺寸和低功耗的設(shè)計(jì)，信號(hào)具有的的傳輸距離達(dá)到了20米以上，使其成為本文的最佳選擇。適合本文來使用。所以，本設(shè)計(jì)采用了DHT11溫濕度傳感器用來進(jìn)行溫度和濕度信息采集，這樣可以有效地達(dá)到智能檢測(cè)的功能。DHT11溫濕度傳感器如圖2-3所示。圖2-3DHT11溫濕度傳感器2.4.2煙霧傳感器選擇MQ-2煙霧傳感器能檢測(cè)出各種場(chǎng)所的煙霧氣體，如CO，甲烷等。故因此，MQ-2可以準(zhǔn)確來說是一個(gè)多種氣體探測(cè)器。

MQ-2的探測(cè)范圍極其的廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、生命周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

MQ-2具有用于天然氣的傳感器，液化石油氣抽煙高靈敏度，特別是對(duì)抽煙具有良好的耐烷烴更敏感，干擾信息可準(zhǔn)確排除非易燃的刺激性煙霧MQ-2式傳感器具有良好的靜態(tài)特性和可靠性高。最初的穩(wěn)定性，響應(yīng)時(shí)間短，長(zhǎng)時(shí)間的工作性能。注意:使用前必須加熱一段時(shí)間，否則輸出電阻和電壓不準(zhǔn)確。檢測(cè)可燃?xì)怏w和煙霧的范圍在100~10000ppm(ppm體積濃度。1ppm=1cc/1立方米)電路設(shè)計(jì)的寬電壓范圍，可以少24v，加熱電壓5±0.2v。MQ-2煙霧傳感器如圖2-4所示。圖2-4MQ-2煙霧傳感器2.5液晶顯示方案選擇本設(shè)計(jì)可以采用的顯示芯片包括：數(shù)碼管、點(diǎn)陣、LCD1602、LCD12864，在這四個(gè)當(dāng)中，數(shù)碼管價(jià)格低廉，但是只能顯示數(shù)字，點(diǎn)陣所顯示的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度不夠。液晶顯示主要功能是智能電能表控制顯示以及用電信息顯示和按鍵一同構(gòu)建良好的人機(jī)交互界面。本系統(tǒng)的顯示準(zhǔn)備用液晶進(jìn)行顯示，選擇的顯示選擇如下兩種:方案一：采用TFTLCD屏幕作為液晶顯示屏，TFTLCD屏也叫真彩顯示屏，可顯示16位真彩位圖，比一般的單色屏更加美觀。一般的TFTLCD顯示屏除了必要的液晶顯示驅(qū)動(dòng)以外，還可以加入液晶觸摸控制驅(qū)動(dòng)，一般用于較為高端的電子設(shè)計(jì)產(chǎn)品中，雖然其價(jià)格較為高昂，但是其帶來的觸摸屏的便捷性以及彩色界面顯示的美觀性是一般單色屏難以比擬的大優(yōu)勢(shì)。一般的TFTLCD液晶驅(qū)動(dòng)器都不會(huì)帶有字庫(kù)等顯示所需的ROM存儲(chǔ)，都是需要進(jìn)行控制芯片內(nèi)部flash存儲(chǔ)或者外部flash進(jìn)行字庫(kù)以及常用字符的存儲(chǔ)的。所以比一般的單色屏所需的控制芯片性能要求更高。方案二：液晶顯示功能的12864，帶有中文字庫(kù)的，12864有兩種接口方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，有兩種簡(jiǎn)體漢字通過點(diǎn)陣的方式顯示；8192個(gè)點(diǎn)陣，操作方便，引腳連接方式相對(duì)簡(jiǎn)單使得此顯示器比較容易，人機(jī)交互圖形界面的不二之選。如圖2-5所示。針對(duì)于LCD1602和LCD12864都是能顯示數(shù)字和文字，由于本次設(shè)計(jì)要求顯示多點(diǎn)采集的溫濕度值以及設(shè)定的溫濕度的上限值，因?yàn)長(zhǎng)CD1602的屏幕較小，并且比LCD12864功耗更加低，所以本設(shè)計(jì)采用LCD1602顯示，如圖2-5所示。圖2-5LCD1602液晶顯示屏功耗低是顯著特點(diǎn)，可以顯示點(diǎn)陣的漢字。簡(jiǎn)單的圖形顯示也是可以顯示的。顯示簡(jiǎn)潔，能夠顯示數(shù)據(jù)和圖形，能夠勝任多種情況，價(jià)格低廉與其他液晶顯示器相比性價(jià)比更大。其優(yōu)勢(shì)在于有成本低且控制簡(jiǎn)單顯示漢字。2.6短信提醒方案選擇移動(dòng)的數(shù)據(jù)可以是通過各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)，主要分為電路類型的蜂窩數(shù)據(jù)交換技術(shù)，蜂窩數(shù)據(jù)包交換型的技術(shù)，數(shù)字蜂窩分組數(shù)據(jù)技術(shù)?，F(xiàn)階段，GSM時(shí)分多址技術(shù)為基礎(chǔ)的移動(dòng)通訊體制，其有著廣泛的應(yīng)用，且系統(tǒng)完善。由于其使用方便與穩(wěn)定的特征，使用的人群十分廣泛，同時(shí)也是為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一種新的技術(shù)手段?？梢酝ㄟ^發(fā)送提示短信的方式，讓主人知道自己的家中溫濕度狀況。在電路設(shè)計(jì)的過程中需要一定的探索，但能培養(yǎng)自學(xué)能力，特別適用于本設(shè)計(jì)。由此可以得出結(jié)論，本設(shè)計(jì)采用GSM模塊來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。如圖2-6所示圖2-6GSM模塊SIM900CGSM/GPRS模塊，是城堡里的四個(gè)頻率洞封裝。緊湊，大比例的高穩(wěn)定、適應(yīng)工作的環(huán)境和運(yùn)行。SIM900C工作頻率為GSM/GPRS/1800/1900850/900MHZ，世界上可以使用，低功率可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、短信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔ⅲ梢赃m用于所有類型的緊湊的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。用于GSM/GPRS850/900/1800/1900兆赫SIM900C工作頻率，就可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音，SMS和數(shù)據(jù)information.SIM800C尺寸17.6*15.7*2.3毫米的低功率傳輸，可以適用于各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。2.7蜂鳴器方案選擇蜂鳴器報(bào)警：當(dāng)室內(nèi)吸煙濃度值超過設(shè)定的上限值時(shí)，蜂鳴器便會(huì)響，而且響聲極為巨大，讓人很容易知道報(bào)警信息，提醒煙霧濃度值過大。電路較為簡(jiǎn)單，非常容易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閷?shí)際的需求，蜂鳴器的響聲提示著人們對(duì)煙霧濃度值的掌控。蜂鳴器實(shí)物圖如圖2-7所示。圖2-7蜂鳴器實(shí)物圖本章小結(jié)本章首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體方案。然后，分析了本系統(tǒng)功能的要求和目標(biāo)，以及無線技術(shù)，對(duì)主要器件進(jìn)行選型，通過對(duì)比和分析選擇了最終方案。最后，對(duì)短信提醒和蜂鳴器等方案進(jìn)行了介紹，經(jīng)過分析和研究，選擇了最后方案。

第3章整體硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心所在是STC89C51單片機(jī)，其主要功能是控制子模塊，并協(xié)助完成信號(hào)無線傳輸、數(shù)據(jù)采集處理收發(fā)短信。本章主要介紹各個(gè)主要模塊的原理及其硬件設(shè)計(jì)。3.1最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)STC89C514K字節(jié)是一個(gè)閃速存儲(chǔ)器可以被編程EEPROM，其中，所述處理器是高性能和低電壓功能的8位微處理器，微控制器，其可反復(fù)擦寫100僅讀內(nèi)存。該技術(shù)具有在非常適用ATMEL，這與有關(guān)MCS-51指令集和輸出引腳的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兼容制造的相對(duì)高密度的非易失性存儲(chǔ)器。這是因?yàn)樗梢栽趩蝹€(gè)芯片上的8位CPU和通用的快閃存儲(chǔ)器被組合，STC89C52在ATMEEL中是一種高效的微控制器，其效率高，這是較為精簡(jiǎn)的版本。處理器部分電路圖如圖3-1所示。圖3-1處理器部分電路圖3.2電源電路電源裝置，用于提供電壓。把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的被稱為功率。電源提供功率到電子設(shè)備裝置，提供的所有組件在計(jì)算機(jī)的力量大小，電流和電壓穩(wěn)定的電源，將直接影響計(jì)算機(jī)的性能和使用壽命。有條件可以使用電源模塊向系統(tǒng)供電。因?yàn)橄到y(tǒng)需要一個(gè)5v電源單片機(jī)的電源，有必要添加LM7805調(diào)節(jié)器所使用芯片可以調(diào)整。在的12V穩(wěn)降至5V供應(yīng)單片機(jī)和每個(gè)芯片使用。經(jīng)測(cè)試完全滿足各器件的運(yùn)行要求。電源電路的核心元件是7805，此電源電路能輸出穩(wěn)定的+5V電壓，可以給整機(jī)電路上電，所以在電路中起到至關(guān)重要的作用。其中7805集成穩(wěn)壓器的1腳為輸入，3腳為輸出，2腳為接地。作用是將由橋式整流電路，整流濾波后得到的直流輸入電壓轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的+5V的DC輸出電壓，為了提高脈動(dòng)電壓，經(jīng)常訪問CJ3電容器在輸入端，I被選擇的電容100uF的。同時(shí)，輸出CJ2的端接電容，以提高負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。電源電路如圖3-2所示。圖3-2電源電路圖3.3傳感器電路設(shè)計(jì)3.3.1溫濕度傳感器電路DHT11傳感元件具有濕度敏感元件和溫度，濕度敏感元件的電阻不同的阻力值有利于在不同濕度測(cè)量濕度敏感性有優(yōu)勢(shì)，使用溫度測(cè)量元件是一種負(fù)溫度系數(shù)溫度探測(cè)器敏感元件。DHT11本身包含了一個(gè)高性能的單片機(jī)微控制器，加工設(shè)備可用于實(shí)時(shí)分析，以確保設(shè)備可以運(yùn)行得很好?；谶@些特點(diǎn)，該產(chǎn)品不僅質(zhì)量好，價(jià)格低，很適合用在實(shí)際的電路系統(tǒng)。通過串行接口連接SPI，只有一行可能連接到單片機(jī)，使電路簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，相應(yīng)的系統(tǒng)集成也變高，所以這將是非常小的體積，空間占用小，它的功耗比較小，產(chǎn)熱量，環(huán)保，節(jié)能，穩(wěn)定的傳輸信號(hào)，短距離的時(shí)候不會(huì)發(fā)生失真現(xiàn)象。產(chǎn)品4-pin單行銷包。簡(jiǎn)單的連接，可以根據(jù)用戶的需要提供特殊包。DHT11硬件進(jìn)行相互連接：兩個(gè)空氣溫濕度DATA11傳感器分別接在兩個(gè)STC89C52的VCC引腳、GND引腳、P1_5口，溫濕度傳感器引腳圖如圖3-3所示。圖3-3溫濕度傳感器引腳圖DHT11引腳說明如表3-1所示。表3-1DHT11引腳說明引腳號(hào)引腳名稱類型引腳說明1VCC電源正電源輸入，3V-5.5VDC2Data輸出單總線，數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳3NC空空腳，擴(kuò)展未用4GND地電源地3.3.2煙霧傳感器電路本設(shè)計(jì)采用了MQ-2傳感器作為煙霧檢測(cè)電路。MQ-2傳感器輸出的是模擬量，而本設(shè)計(jì)中不需要對(duì)這個(gè)模擬量做一些數(shù)據(jù)的處理，由于單片機(jī)無法直接讀取模擬量的值，也沒有對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換電路，同時(shí)為了降低電路的復(fù)雜度，所以選用一體的MQ-2模塊。該模塊已經(jīng)內(nèi)置了一個(gè)放大電路和轉(zhuǎn)換電路，即當(dāng)有煙霧產(chǎn)生時(shí)，會(huì)把這個(gè)模擬信號(hào)送入到放大電路進(jìn)行放大，同時(shí)經(jīng)過模擬轉(zhuǎn)成數(shù)字量，這樣就可直接接入單片機(jī)使用，煙霧的濃度越大，導(dǎo)電率越大，輸出電阻越低，則輸出的模擬信號(hào)就越大。MQ-2電路圖如3-4所示。圖3-4煙霧傳感器引腳圖3.4無線收發(fā)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)3.4.1工作模式介紹nRF24L01有兩種操作模式和兩個(gè)節(jié)電模式。兩種模式都是ShockBurstTMShockBurstTM接待模式和傳播模式，兩種節(jié)電模式是模式和空閑模式。nRF24L01操作模式是由TRX_CE、TX_ENPWR_UP三針。與射頻數(shù)據(jù)信號(hào)處理相關(guān)聯(lián)的可以是在高速nRF24L01中實(shí)現(xiàn)，信號(hào)傳輸速度由微控制器配置的SPI接口決定，信號(hào)先由微控制器低速處理，再由nRF24L01高速發(fā)送，所以在這期間有部分空閑時(shí)間，這對(duì)于節(jié)能有很大的幫助。因?yàn)閚RF905在ShockBurstTM的模式下運(yùn)行，所以能夠使低速微控制器到達(dá)高發(fā)射數(shù)據(jù)的速度。ShockBurstTM接收模式的過程中，如果所接收的分組包含一個(gè)正確的地址和數(shù)據(jù)，然后將AM和DR兩個(gè)銷之后接收到通知所述微controller.ShockBurstTM發(fā)送模式，CRC校驗(yàn)代碼“和”將由的nRF24L01本身產(chǎn)生，發(fā)送之后，信息將通過引腳來達(dá)到使微處理器數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束。經(jīng)過上面所描述的信息，nRF24L01的ShockBurstTM收發(fā)模式對(duì)節(jié)約存儲(chǔ)器和微控制器資源是有重要的意義的，并且節(jié)省了程序編寫的時(shí)間。nRF24L01過程時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸，SPI接口必須工作，按照一定的規(guī)則來接收到的數(shù)據(jù)信息傳輸數(shù)據(jù)和地址傳遞給nRF905。設(shè)置高、單片機(jī)TRX_CETX_EN，激發(fā)nRF24L01ShockBurstTM傳播模式;nRF24L01ShockBurstTM傳播:射頻注冊(cè)自動(dòng)打開;添加標(biāo)題CRC，所以實(shí)現(xiàn)捆綁數(shù)據(jù);傳輸數(shù)據(jù)包;完整的數(shù)據(jù)傳輸后，銷設(shè)置高;AUTO_RETRAN設(shè)置高，nRF24L01繼續(xù)傳輸，直到TRX_CE設(shè)置低;nRF24L01的儲(chǔ)蓄模式，有兩個(gè)，一個(gè)是關(guān)閉模式，另一個(gè)是一個(gè)空閑模式。關(guān)機(jī)模式，nRF24L01擁有最小的電流可以工作，通常2.5ua。關(guān)機(jī)模式，nRF24L01將配置中的內(nèi)容進(jìn)行保存，但是不會(huì)有任何的信息數(shù)據(jù)的傳遞?？臻e模式工作對(duì)電流的需求很小，大大的節(jié)約了電能，在節(jié)能模式的互換過程中啟動(dòng)時(shí)間是非常短暫的。然而在非工作的空閑狀態(tài)下，部分晶體振蕩器處于工作狀態(tài)。在nRF24L01的空閑模式下對(duì)于工作所損耗的電流跟外部晶體振蕩器的頻率有著至關(guān)重要的關(guān)聯(lián)。3.4.2接口電路在這個(gè)設(shè)計(jì)中，發(fā)送和接收nRF和STC89C51的一部分是通過SPI口雙方之間的溝通，有四個(gè)SPI針接口:味噌(SPI主SPI輸入、輸出)，莫西人(SPI的主要SPI輸出，輸入)，CSN(SPI)，SCK(SPI串行時(shí)鐘)和STC89C51SPI接口連接銷nRF輸入信號(hào)，輸出信號(hào)針和其他一些STC89C51連接I/O端口。在系統(tǒng)和顯示電路、電壓轉(zhuǎn)換器。顯示電路采用LCD1602顯示模塊NRF的工作電壓3.3v，5v的電壓標(biāo)準(zhǔn)微處理器，所以使用ASM1芯片5v至3.3vNRF24L01為了供應(yīng)運(yùn)行功率。電路原理圖如圖3-5所示。圖3-5無線模塊引腳電路3.5液晶顯示電路設(shè)計(jì)LCD顯示模塊是用于顯示密碼狀態(tài)和用戶登錄信息。使用LCD12864液晶顯示模塊，可以顯示漢字、字符，如英語(yǔ)，界面非常友好。20外部接口，多根數(shù)據(jù)線使用并行連接方式，連接單片機(jī)。RW連接P22，E連P23，DB0連接P24，VCC接電源正極，GND接電源負(fù)極。其原理圖如圖3-6所示。圖3-6LCD顯示模塊3.6蜂鳴器電路設(shè)計(jì)蜂鳴器主要分為：蜂鳴器主要由殼體、發(fā)聲片、震蕩電路等組成。有光源二極管在外殼上體現(xiàn)。集成電路和震蕩電路構(gòu)成。連接電源以后，振蕩器工作，發(fā)出工作頻率信號(hào)，匹配器致使蜂鳴器工作發(fā)聲。鉛合金和壓電陶瓷是蜂鳴器的主要制作材料。如圖3-7所示。圖3-7蜂鳴器報(bào)警模塊電磁的蜂鳴器由電磁圈的影響下膜片震動(dòng)，發(fā)出有規(guī)律聲音在電磁的相互作用下。蜂鳴器被單片機(jī)驅(qū)動(dòng)方法有兩種：引腳直接驅(qū)動(dòng)，另一種是利用I/O接口的高低電平來控制驅(qū)動(dòng)的。引腳直接驅(qū)動(dòng)是利用引腳產(chǎn)生的方波進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的。在設(shè)計(jì)中使用蜂鳴器報(bào)警提醒，電流較小，單片機(jī)無法大電流輸出，使用9012三極管來輔助蜂鳴器發(fā)聲。本章小結(jié)本章首先對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了分析，其次又介紹了主控制器核心電路如最小系統(tǒng)、傳感器電路和無線接口電路等的設(shè)計(jì)。最后詳細(xì)介紹了蜂鳴器電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了無線接口電路和最小系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)。

第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在一個(gè)完整的設(shè)計(jì)中軟件的運(yùn)行成功與否，是至關(guān)重要的，不論什么樣子的電子設(shè)計(jì)都需要考慮一定的軟件對(duì)它進(jìn)行編譯，使它可以運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所要達(dá)到的目的。4.1Keil開發(fā)環(huán)境KEILC51Keil公司是一家美國(guó)公司發(fā)布的51系列C軟件開發(fā)系統(tǒng)，匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言在很多方面的功能，結(jié)構(gòu)和可讀性很大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)簡(jiǎn)單易學(xué)相比。開發(fā)環(huán)境界面如圖4-1所示。圖4-1開發(fā)環(huán)境界面圖使用單片機(jī)開發(fā)的系統(tǒng)里面，除了需要硬件之外，也是需要軟件輔助的，可以直接的利用單片機(jī)執(zhí)行各個(gè)部分的機(jī)器語(yǔ)言，不過機(jī)器是不容易讀寫的。對(duì)于具有單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)，很多都是使用匯編語(yǔ)言作為軟件系統(tǒng)，之后才逐漸的使用C語(yǔ)言，因?yàn)镃語(yǔ)言利用的也是一種結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)模式，可以讀取和良好的便攜性，采用C語(yǔ)言寫的MCU具有報(bào)名時(shí)間不長(zhǎng)，后期調(diào)試也比較simple.This設(shè)計(jì)采用STC89C51單片機(jī)支撐組件語(yǔ)言，C語(yǔ)言或其他語(yǔ)言的程序來寫的混合物。為了提高書寫速度，提高了程序和便攜的可讀性，我們使用C語(yǔ)言作為基礎(chǔ)軟件的發(fā)展。利用匯編語(yǔ)言之后在使用C語(yǔ)言來開發(fā)，體會(huì)更深刻。Keil提供編譯器、匯編以及連接器部分進(jìn)行同時(shí)的仿真模擬調(diào)試，利用一個(gè)完整的開發(fā)方案通過一個(gè)集成的開發(fā)環(huán)境聯(lián)系在一起。4.2主程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言編程，并且在主程序中還要讓顯示屏顯示密碼狀態(tài)、屋內(nèi)有無人等狀態(tài)，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)打開。單片機(jī)復(fù)位操作開始后，各個(gè)部分所需的硬件自動(dòng)檢查，如果正常，系統(tǒng)可以繼續(xù)下去，如果必要的錯(cuò)誤報(bào)警是不正常的，所以手動(dòng)校正，系統(tǒng)正常運(yùn)行做好準(zhǔn)備。主程序流程圖如下圖4-2所示。NNYNY初始化串口液晶顯示值nRF讀取設(shè)置上限按鍵？開始結(jié)束報(bào)警發(fā)送短信超過上限?圖4-2主程序流程圖4.3傳感器程序設(shè)計(jì)在準(zhǔn)備的過程中程序只需要調(diào)用main函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)將被收集后通過單片機(jī)，單片機(jī)可以LCD12864顯示在控制。DHT11字符設(shè)備，它應(yīng)該滿足字符設(shè)備操作過程，即打開設(shè)備，讀者設(shè)備，關(guān)掉設(shè)備。溫度和濕度的程序流程圖如圖4-3所示。NN開始打開DHT11結(jié)束DHT11初始化開始數(shù)據(jù)采集發(fā)送數(shù)據(jù)采集是否結(jié)束?Y接收數(shù)據(jù)圖4-3溫濕度傳感器程序流程圖4.4短信程序設(shè)計(jì)智能家庭報(bào)警系統(tǒng)向用戶發(fā)送有關(guān)的短信進(jìn)行報(bào)警。除了這些以外，系統(tǒng)具有很高的可靠性，設(shè)置報(bào)警開關(guān)軟件和用戶通過使用文本使系統(tǒng)總是主動(dòng)或被讓前狀態(tài)，系統(tǒng)將檢測(cè)到的信號(hào)時(shí)人體或檢測(cè)溫度和濕度達(dá)到一定值，報(bào)警，然后狀態(tài)不是敲響了警鐘，這可以很容易地掌握有人在家里沒有錯(cuò)報(bào)。這樣的設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)短信通訊是通過SIM900A模塊來完成，該模塊借助于UART串口來對(duì)模塊控制給以相關(guān)實(shí)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)的AT指令集構(gòu)成了通信格式。短信模塊的程序流程圖如圖4-4所示。圖4-4短信模塊程序流程圖4.5液晶顯示程序設(shè)計(jì)處理器要對(duì)顯示器進(jìn)行控制，接通電源是第一步，將整個(gè)系統(tǒng)初始化。系統(tǒng)初始化后將顯示器也進(jìn)行初始化，在系統(tǒng)完成后，處理器將要顯示的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，處理器發(fā)出命令調(diào)用相關(guān)的公式，將系統(tǒng)要體現(xiàn)的信息和結(jié)果顯示出來。如圖4-5所示。初始化LCD初始化LCD定義字符在顯示屏上的地址變量（X、Y）設(shè)置顯示格式設(shè)置X和Y的值向（X、Y）寫入字符信息顯示溫濕度值顯示是否結(jié)束?NY開始結(jié)束圖4-5液晶顯示程圖4.6無線通信程序設(shè)計(jì)初始化系統(tǒng)收發(fā)器模塊的主程序主要集，然后意識(shí)到每個(gè)函數(shù)調(diào)用每個(gè)子程序和第一個(gè)nRF進(jìn)行初始化，初始化的液晶，串口發(fā)送數(shù)據(jù)，判斷的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，根據(jù)結(jié)果判斷是否報(bào)警。無線收發(fā)程序流程圖如圖4-6所示。開始N開始N初始化nRF初始化液晶設(shè)置nRF初始狀態(tài)讀取數(shù)據(jù)是否在設(shè)定的范圍內(nèi)?串口發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)警結(jié)束Y圖4-6報(bào)警程序流程圖本章小結(jié)在本章節(jié)中，主要對(duì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹，其中主要包括系統(tǒng)的過程說明、工作情況、開發(fā)環(huán)境相關(guān)介紹，子程序以及系統(tǒng)主程序的設(shè)計(jì)；報(bào)警系統(tǒng)的控制器模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收等，最后使得系統(tǒng)在操作的時(shí)候充分的利用了無線發(fā)送信號(hào)及報(bào)警的功能。

第5章系統(tǒng)功能測(cè)試時(shí)調(diào)整系統(tǒng)主要包含硬件和軟件的調(diào)試調(diào)試、集成調(diào)試三部分組成。初步設(shè)計(jì)和分析后，使硬件電路的一部分，是一種特殊的調(diào)試。這有助于分析問題和解決問題，而不是同時(shí)造成積壓的問題。5.1硬件測(cè)試首先在各種元件的布局分配位置，把相互有關(guān)的元件放得比較近，舉個(gè)例子：晶振、單片機(jī)的時(shí)鐘電路輸入端非常容易產(chǎn)生噪聲，在擺放元件的時(shí)候要把它們盡可能的貼近。底線我們應(yīng)該讓其成閉合環(huán)狀，這樣不僅能夠提高抗干擾的能力，而且使得線路非常明確，而通過變壓所獲得的電源屬于5V穩(wěn)定電源。為了減小誤差我們需要選用12MHZ的晶振，只有這樣才能夠獲得非常精準(zhǔn)的波特率。更重要的一點(diǎn)是我們?nèi)绻枰c單片機(jī)進(jìn)行通信的話，選用這種晶振是比較完美的。經(jīng)過實(shí)踐知道了DHT11溫濕度傳感器，所測(cè)量的數(shù)據(jù)值是非常精確的，而在對(duì)于本部分內(nèi)容中，主要我們需要將程序的編寫以及各種仿真調(diào)試，也就是說單片機(jī)軟件程序的編輯和調(diào)試以及電路模塊的制作方面。為了能讓nRF905得到充分的發(fā)揮，所應(yīng)用到的程序模板屬于模塊自帶程序，我對(duì)其進(jìn)行了修改與檢查，并將函數(shù)調(diào)用進(jìn)來，使得整個(gè)程序達(dá)到了預(yù)期的效果。另外還要注意的就是單片機(jī)共有4個(gè)雙向的8位并行I/O端口，然而，當(dāng)作為一個(gè)輸出端口P0端口必須有外部上拉電阻高輸出。模塊包含數(shù)據(jù)采集模塊和無線收發(fā)短信模塊，語(yǔ)音報(bào)警module.In為了保證系統(tǒng)可以運(yùn)行的穩(wěn)定性的整個(gè)系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件調(diào)試是非常important.Specific步驟如下：步驟1:測(cè)試焊接實(shí)驗(yàn)電路部