畢業(yè)論文答辯-借助無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警和監(jiān)控的智能家居報警和控制系統(tǒng)課件

1、2010.06系統(tǒng)硬件設(shè)計3研究背景與意義1總體設(shè)計方案2系統(tǒng)軟件設(shè)計4電路連接與軟件調(diào)試（演示）5總結(jié)6目錄研究背景與意義12總體設(shè)計方案21.1 研究背景 隨著人們生活水平的提高和生活方式的轉(zhuǎn)變，家用電器的使用隨之增加，安全隱患也不斷增加，我們也越來越需要加強(qiáng)家庭安全由此許多智能化報警系統(tǒng)隨之誕生 。 隨著手機(jī)的普及，短消息以其使用方便和價格低廉的優(yōu)勢，成為通過電話網(wǎng)傳輸信息的有力競爭者?；诖?，本設(shè)計提出了一種借助無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警和監(jiān)控的智能家居報警和控制系統(tǒng)。它可以實現(xiàn)家居環(huán)境的安全監(jiān)控和家用電器的遠(yuǎn)程控制。研究背景與意義1111.2 研究的現(xiàn)實意義 目前，智能家居取得了很好的發(fā)展

2、，出現(xiàn)許多的公司和研究機(jī)構(gòu)。但在中國，智能家居還僅僅處于初始階段，對于權(quán)威的產(chǎn)品和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)非常缺乏。智能家居控制還根本沒有得到普及，很多基礎(chǔ)設(shè)施還有待改善。到2008年底，中國的手機(jī)用戶達(dá)6.9億。想到手機(jī)的高度普及、短信息的價格低廉以及GSM網(wǎng)絡(luò)在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)了覆蓋和漫游。我們設(shè)計了以GSM網(wǎng)絡(luò)的短信息服務(wù)為載體的家居監(jiān)控和報警系統(tǒng)。112.1 功能要求總體設(shè)計方案2家居控制功能：用戶通過手機(jī)發(fā)送短消息來對室內(nèi)的家電進(jìn)行打開、關(guān)閉等簡單控制。防火報警功能：當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到某一值后，GSM模塊會給用戶的手機(jī)打電話報警。22222.2 總體方案設(shè)計2系統(tǒng)組成框圖2.2 總體方案設(shè)計 由單片機(jī)進(jìn)

3、行總控制，終端利用單片機(jī)串口線將GSM通信模塊單片機(jī)模塊相連，系統(tǒng)內(nèi)部使用AT指令進(jìn)行通信，以短消息的形式通過GSM網(wǎng)絡(luò)和用戶相互通信。系統(tǒng)硬件設(shè)計3 系統(tǒng)硬件 單片機(jī) 溫度傳感器TC35i模塊3.1 單片機(jī)介紹振蕩器及時序OSC8051CPU程序存儲器4KBROM數(shù)據(jù)存儲器256B2個16位定時器/計數(shù)器64K總線擴(kuò)展控制器可編程I/O可編程全雙工串行口 中斷 控制 并行口 串行通信 外時鐘源 外部事件計數(shù)80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 所謂中斷，是指CPU正在處理某件事情的時候，外部發(fā)生了某一事件，請求CPU迅速去處理。CPU暫時中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)入處理所發(fā)生的事件，處理完畢后，再回來繼續(xù)執(zhí)行被

4、中止了的工作，這個過程稱為中斷。在本次設(shè)計中用到的中斷類型主要有：定時中斷、串行中斷。定時中斷作用：滿足定時或計數(shù)需要而設(shè)置。原理：每當(dāng)發(fā)生計數(shù)溢出時，表明時間或計數(shù)值已 滿，此時就以計數(shù)溢出信號作為中斷請求。在本次設(shè)計中用到加1計數(shù)器來實現(xiàn)定時功能，每來一個脈沖計數(shù)器加1，當(dāng)加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，向CPU發(fā)出中斷 請求 。 串行中斷作用：為了串行數(shù)據(jù)傳送而設(shè)置。原理：每當(dāng)串行口接受或發(fā)送一組串行數(shù)據(jù)完畢時，產(chǎn)生一個串行口中斷請求。在本次設(shè)計中，每當(dāng)CPU檢測到有接受到短信或者準(zhǔn)備向手機(jī)用戶打電話這兩項操作時，串行口向CPU發(fā)出中斷請求 ，執(zhí)行相應(yīng)語句。 3.2 溫

5、度傳感器DS18B20引腳分布圖3.2 溫度傳感器 測溫原理圖3.2 溫度傳感器 DS18B20的測溫原理：圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響不大，被用來產(chǎn)生固定頻率脈沖信號送至減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率顯著地改變，產(chǎn)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(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的

6、脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器1的預(yù)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(yù)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)晶振所產(chǎn)生的有效脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，一直循環(huán)下去直到減法計數(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)值就是所測環(huán)境溫度。 3.3 TC35i 模塊（1）GSM系統(tǒng)組成 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)對GSM移動用戶之間的通信起到管理作用，其主要功能包括：交換、移動性管理與安全性管理等。 基站子系統(tǒng)：基站子系統(tǒng)一方面與移動臺通過無線接口相連，進(jìn)行無線接收、發(fā)送及無線資源的管理。另一方面，基站子系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中的移動交換中心相連，實現(xiàn)移動用戶之間的通

7、信連接。 移動臺：移動臺通過無線接口接入GSM網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)無線傳輸與處理功能。 （2） SIM卡SIM卡各觸點的定義如下：1：Vcc電源電壓。2：RST復(fù)位端。3：CLK時鐘，移動終端來提供時鐘速率。4：GND接地。5：VPP編程電壓。6：I/O輸入輸出端口。SIM卡物理結(jié)構(gòu)（3） TC35i模塊 功能： 當(dāng)有新短消息到達(dá)時，由GSM模塊通過串口向STC89C52發(fā)送指令，處理器讀取短信內(nèi)容，并對其進(jìn)行解碼，并根據(jù)短信內(nèi)容完成相關(guān)的控制；接收來自單片機(jī)的指令，通過無線收發(fā)模塊給用戶手機(jī)打電話進(jìn)行報警。 本設(shè)計主要采用C語言進(jìn)行程序編寫，在C語言的程序里，主要用到了定時器中斷，串行口中斷。另外，還

8、用到了子函數(shù)調(diào)用等C語言知識以及TC35i模塊中的相關(guān)AT指令。系統(tǒng)軟件設(shè)計444家居控制模塊流程圖 防火報警模塊流程圖電路連接與軟件調(diào)試（演示）55.1 keil軟件介紹 Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢 。5.2 STC-ISP軟件介紹 STC-ISP 是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對STC系列單片機(jī)而設(shè)計的，可下載STC89系列、12C2052 系列和12C5410等系列的STC單片機(jī)，使用簡便，現(xiàn)已被廣泛使用。 但在本次設(shè)計中，由于時間有限以及我們知識和實際設(shè)計經(jīng)驗不足，本系統(tǒng)在硬件和軟件方面有很多不足之處，從而整個系統(tǒng)還有很多需要改進(jìn)和完善的地方，下一步的工作需要對其進(jìn)行深度優(yōu)化和細(xì)