《智能家居監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》9100字（論文）

第1章智能家居監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.1研究意義現(xiàn)代建筑是大型的、高質(zhì)量的、裝載了各種設(shè)備,并且有非常嚴(yán)格的消防安全要求。如今我們所處一個(gè)快速發(fā)展的社會(huì),多種多樣的高層建筑、大中型商業(yè)建筑、大型企業(yè)紛紛出現(xiàn),人們更加注重對(duì)火災(zāi)警情的監(jiān)控。為了提早發(fā)現(xiàn)和通知火災(zāi)警情,消防事故的防范與降低,保障人身及財(cái)產(chǎn)的安全,以及保護(hù)現(xiàn)代化的大型建筑,現(xiàn)代工業(yè)建筑、酒店、圖書館、研究機(jī)構(gòu)和商業(yè)部門對(duì)于火災(zāi)的預(yù)警的需求是十分必要的。正確的設(shè)計(jì),安裝和使用,直接關(guān)系到大樓的防火,而且與各種消防裝置的功能有著直接的聯(lián)系。因此該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是很有意義且必要的。該預(yù)警系統(tǒng)會(huì)通過溫度、光感裝置以及煙霧傳感器將熱量、光輻射等物質(zhì)與熱量等轉(zhuǎn)化成電子訊號(hào),從而預(yù)警起火。我們相關(guān)的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)起步比較晚，它從無到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜到現(xiàn)在的身十分智能化歷經(jīng)了不少艱苦歲月。而如今，我國(guó)國(guó)內(nèi)的大型報(bào)警系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)機(jī)構(gòu)大都致力于開發(fā)適用于大型倉(cāng)庫(kù)、高檔寫字樓、大型的商場(chǎng)購(gòu)物中心以及酒店等,由于采用了區(qū)域中心式的警報(bào)控制模式,因而造成了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。小型消防設(shè)備,例如住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等都需要簡(jiǎn)單、便宜、實(shí)用的消防自動(dòng)警報(bào)?；馂?zāi)不但威脅著人們的人身安全，也威脅著人們的生命和財(cái)產(chǎn)。從當(dāng)代人類居住發(fā)展的發(fā)展趨勢(shì)可以看出，現(xiàn)代人居住方式多為小區(qū)小區(qū)，并逐漸向著高處發(fā)展，通常是一片小區(qū)內(nèi)有數(shù)座甚至數(shù)十座樓，而現(xiàn)階段，市場(chǎng)上的家用電子報(bào)警機(jī)只能用于單個(gè)小區(qū)的發(fā)展，給小區(qū)的統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)造成一定的困難，無法適應(yīng)居家的安全防范。該項(xiàng)目是針對(duì)現(xiàn)代住宅消防安全的需求而開發(fā)的一個(gè)家用電氣消防及防盜系統(tǒng)。除了確保人們生命和財(cái)產(chǎn)安全,有些人的惡意入侵也讓人們對(duì)于自身的人身安全感受到了威脅。新時(shí)期的住宅多以花園型住宅為主，往高處發(fā)展，一般在一個(gè)居民區(qū)內(nèi)建數(shù)幢或數(shù)十幢，但目前市場(chǎng)上的家用電子防盜報(bào)警器，它僅適用于單一居住小區(qū)，不利于對(duì)小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一的經(jīng)營(yíng)和發(fā)展，因此有必要對(duì)家用電子防盜報(bào)警器進(jìn)行改進(jìn)和完善。這種設(shè)計(jì)既需要符合現(xiàn)代住宅防火防盜提示預(yù)警保障安全的的需要,也適用于家庭式電子火災(zāi)和防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1.2現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)蒸汽機(jī)開創(chuàng)了人類歷史上工業(yè)方向的新篇章，而互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)無疑深刻地塑造了信息技術(shù)在人類文明史上的光明帶，電子信息技術(shù)、控制技術(shù)日臻完善，社會(huì)的信息化的進(jìn)程在逐步的提高,使整個(gè)人類的生存、工作、學(xué)習(xí)以及與外界信息的交互變得更加緊密,信息社會(huì)進(jìn)程在逐步徹底的改變著人類原有的社會(huì)生活習(xí)慣方式與生活工作的方法模式的同時(shí),也逐漸給著人們賴以生存的傳統(tǒng)老式的住房結(jié)構(gòu)造成巨大了沖擊。信息社會(huì)正在不斷地轉(zhuǎn)變著人類生活的方式習(xí)慣方式與生活工作方法。當(dāng)你回頭環(huán)顧著四周,就會(huì)突然發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在的人類，再也不會(huì)把自己的家僅僅當(dāng)做一個(gè)避難所了，人們希望擁有著一個(gè)非常舒適的居住空間，配置一個(gè)強(qiáng)大的通訊器，一個(gè)完善的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。智能家電，集成化的資源，一體式的資源管理和網(wǎng)絡(luò)的購(gòu)物方式。當(dāng)今社會(huì)日益增長(zhǎng)的需求大大刺激了家庭智能化的發(fā)展速度?！爸悄芗揖印边@一理念是自1970年代起從美國(guó)流行，此后，歐洲、日本等國(guó)開始引進(jìn)這一理念，并迅速發(fā)展起來。在我國(guó)，智能家庭這個(gè)觀念的普及比較遲，90年代后期，我國(guó)的家庭生活中也只有一個(gè)智能家庭。但是它的發(fā)展速度很快，現(xiàn)在已經(jīng)有很多智慧和居住小區(qū)了。根據(jù)以上報(bào)警行業(yè)的發(fā)展來看,工業(yè)技術(shù)的大力發(fā)展大大刺激了警報(bào)行業(yè)的發(fā)展速度，同時(shí)也顯示了警報(bào)行業(yè)的快速發(fā)展所帶來的好處，精良的通信設(shè)備和優(yōu)秀的通信手段,就可以把各地警情信息匯總到總局,然后由總局會(huì)根據(jù)總的警情信息去調(diào)配有限的警力來幫助有需要幫助的人。目前,在北美地區(qū),從智能化安防系統(tǒng)的發(fā)展歷程可以看出，智能化安防系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的高度，這也將全球的智能安防與防盜技術(shù)帶到了更高的領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代電子通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的急速提高，居民對(duì)住宅的安全性和質(zhì)量的需求也日益增加，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用、功能強(qiáng)大的智能住宅的防火防盜具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，新一代的智能安全警報(bào)系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，它越來越受到重視和使用。此外，建筑部還根據(jù)智能社區(qū)的要求，制定了智能社區(qū)的具體標(biāo)準(zhǔn)，必須包括安全、數(shù)據(jù)管理、物業(yè)管理、網(wǎng)絡(luò)和其他系統(tǒng)。因此，建筑預(yù)防系統(tǒng)的安全常識(shí)正逐漸被納入許多社區(qū)建筑項(xiàng)目中。在超大規(guī)模集成電路、通訊技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)以及安全性觀念不斷提高的今天，現(xiàn)在已經(jīng)能夠使用其他外設(shè)和單片機(jī)配合使用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警,并成為一種趨勢(shì)。它不僅僅占空間很小、安裝簡(jiǎn)單、功能較為全面的優(yōu)點(diǎn),而且價(jià)格也很親民,這使它適合于廣泛的應(yīng)用。第2章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原則針對(duì)目前的應(yīng)用，智能家庭的整體設(shè)計(jì)需要具備高、高可靠性、高擴(kuò)充性能的性能。所以，在智能住宅的設(shè)計(jì)中，有下列幾點(diǎn)需要：（1）可靠性和穩(wěn)定性：系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性是首先要考慮的方面。在初步設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)等方面，都應(yīng)該把安全、可靠的體系作為重點(diǎn)。（2）維護(hù)可擴(kuò)展性：系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)合理靈活，也就是意味著，可以靈活地添加系統(tǒng)周邊的配置，方便擴(kuò)充系統(tǒng)的大小，方便地與類似的相關(guān)的產(chǎn)品進(jìn)行互聯(lián)。（3）實(shí)用、可持續(xù)發(fā)展：所選用的技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)具有實(shí)用、先進(jìn)、成熟、穩(wěn)定等特點(diǎn)。技術(shù)和產(chǎn)物的公開原則和靈活，經(jīng)濟(jì)有效的連接和更新體系。（4）經(jīng)濟(jì)適用性：我們的產(chǎn)品在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要追求高的價(jià)格比。基于這些方面的要求考慮，本論文以GSMSMS為核心，設(shè)計(jì)了一套防盜警報(bào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可解決這些問題，亦可為住戶提供更及時(shí)的警報(bào)信息，方便用戶的消防保護(hù)?，F(xiàn)在，通過最可靠、最先進(jìn)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，可以把警報(bào)的消息直接呈現(xiàn)在你的手機(jī)屏上。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路用戶本設(shè)計(jì)通過溫度檢測(cè)模塊、煙霧檢測(cè)組件、外人闖入組件等四個(gè)部分實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前環(huán)境，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送至單片機(jī)，并通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示當(dāng)時(shí)環(huán)境狀況。當(dāng)觸發(fā)報(bào)警模塊后，單片機(jī)通過無線通信將報(bào)警信息實(shí)時(shí)傳送至用戶手機(jī)。具體結(jié)構(gòu)框圖如REF_Ref102683400\h圖21所示：用戶主機(jī)外人闖入檢測(cè)溫度檢測(cè)主機(jī)外人闖入檢測(cè)溫度檢測(cè)火災(zāi)、煤氣檢測(cè)火災(zāi)、煤氣檢測(cè)圖2SEQ圖\*ARABIC\s11系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本項(xiàng)目中既有硬件設(shè)計(jì)也有軟件的參與。主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、GSM短消息模塊、單片機(jī)控制模塊和報(bào)警模塊。電路主要包括：MCU控制電路，傳感器，GSM短信息和控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的收集、處理、短消息的報(bào)文等功能。根據(jù)設(shè)計(jì)需求，本系統(tǒng)包含了52單片機(jī)最小系統(tǒng),LCD1602顯示器、煙探測(cè)、聲音、無線通信、溫度探測(cè)等，外人闖入檢測(cè)電路等；它們之間的構(gòu)成圖如REF_Ref102683414\h圖22設(shè)計(jì)框圖所示：復(fù)位復(fù)位電路磁控開關(guān)信號(hào)磁控開關(guān)信號(hào)處理電路89C52單片機(jī)89C52單片機(jī)用戶終端（移動(dòng)電話）串口用戶終端（移動(dòng)電話）串口GSMGSM煙霧傳感煙霧傳感器時(shí)鐘時(shí)鐘電路圖2SEQ圖\*ARABIC\s12設(shè)計(jì)框圖該系統(tǒng)的核心部件是AT89C52系列。整個(gè)系統(tǒng)由系統(tǒng)的軟硬件組成。安裝于檢測(cè)器上的磁控制開關(guān)使該線路導(dǎo)通，并通過放大器及對(duì)比器將其送入閾值，并開啟閾值閥，輸出TTL電位到52微處理器。通過軟件查詢、識(shí)別判定等各個(gè)部分，在微處理器中實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵的預(yù)警進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制。該驅(qū)動(dòng)電路放大該控制訊號(hào)，并使GSM組件通知事先設(shè)定好的使用者,進(jìn)而完成相關(guān)告警控制功能。當(dāng)告警延長(zhǎng)10s一段時(shí)間后自行取消,也可人工方式手動(dòng)取消告警訊號(hào),當(dāng)警情取消后恢復(fù)電路使控制系統(tǒng)恢復(fù)正常。

第3章主要芯片介紹3.1主控芯片模板采用51微處理器構(gòu)成的AT89CXX系列、AT89SXX系列、STC89C52（20針）、STC等系列的微處理器均能完成。由于SCT89C52是目前校園中較為普及的一種單處理器，由于SCT89C52價(jià)格低廉，易于購(gòu)置，因此采用SCT89C52。STC89C52單片芯片內(nèi)置256字節(jié)程序運(yùn)行空間，8KFlash內(nèi)存，最大64K的內(nèi)存擴(kuò)充。時(shí)鐘頻率可以設(shè)定為0-33M，這取決于操作速率和功率消耗的需要。芯片內(nèi)置四個(gè)輸入、輸出接口、3個(gè)定時(shí)器、8個(gè)中斷、軟件設(shè)定為低功耗、自動(dòng)監(jiān)控、關(guān)閉等功能。4至5.5

V的工作電壓。。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，這種微控制器的功率消耗也在持續(xù)下降。同時(shí)，它還能通過電腦并行的方式進(jìn)行下載線，通過一個(gè)簡(jiǎn)易的數(shù)碼晶片即可實(shí)現(xiàn)。此款單片機(jī)可針對(duì)各種應(yīng)用場(chǎng)合的需求，采用了兩排DIP-40型直接插入式DIP-40，并簡(jiǎn)要介紹了在計(jì)時(shí)切換系統(tǒng)中所采用的引線。圖3SEQ圖\*ARABIC\s11單片機(jī)引腳圖MCU系列4K位，可編程Flash內(nèi)存，具有1000次的擦寫循環(huán)，全部是靜態(tài)操作：0HZ~33HZ,三級(jí)密碼存儲(chǔ)，32個(gè)可編程的輸入/輸出接口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)、8個(gè)中斷源，采用全雙工

UART串口低功耗和斷電方式、斷電后可喚醒的守門狗定時(shí)、雙重?cái)?shù)據(jù)指針、電源故障識(shí)別。3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)MCU最小化是由最少量元件構(gòu)成的微處理器能夠工作的一種。針對(duì)STC89C52微型計(jì)算機(jī)，采用MCU、晶振、重置等技術(shù)構(gòu)成。在圖32中可以看到：圖3SEQ圖\*ARABIC\s12單片機(jī)最小系統(tǒng)當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，也會(huì)有因?yàn)槌绦蚺茱w而死機(jī)的情況出現(xiàn)，這時(shí)就需要有像電腦重啟一樣讓單片機(jī)系統(tǒng)重新運(yùn)行，所以單片機(jī)才有了自己的啟動(dòng)組件也就是重置電路。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，程序某些原因而跑飛時(shí)，按復(fù)位鍵，內(nèi)部程序?qū)囊婚_始重新運(yùn)行。3.3溫度傳感器DS18B20簡(jiǎn)介DS18B20型數(shù)碼溫度表能夠提供9-12個(gè)攝氏度的溫度，并具有一種可編程的警報(bào)，該警報(bào)的作用是通過高、低兩級(jí)來實(shí)現(xiàn)的，不會(huì)因?yàn)殡娏?yīng)的斷開而發(fā)生變化。DS18B20采用單一的數(shù)據(jù)傳輸和接收，所以只需要一條線路就可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻S18B20的中心。其溫度測(cè)量范圍為-55--125攝氏度，-10-85攝氏度，準(zhǔn)確度可達(dá)-5攝氏度。而且DS18B20還可以通過一條線路來提供電力，不需要任何外力。其電路圖如REF_Ref102683448\h圖33所示，引腳說明如REF_Ref102683462\h表31所示。圖3SEQ圖\*ARABIC\s13DS18B20電路圖表3SEQ表格\*ARABIC\s11引腳說明符號(hào)管腳作用GND1接地DQ2數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳VDD3可選的VDD引腳3.4MQ-2傳感器簡(jiǎn)介MQ-2型氣敏元件對(duì)二氧化錫（SNO2）非常靈敏，而在潔凈的大氣中則具有很小的導(dǎo)電性能。在有易燃性氣體的情況下，隨著空氣中的可燃性氣體含量的增加，傳感器的導(dǎo)電性能也相應(yīng)地提高。通過一個(gè)簡(jiǎn)易的電路，可以把電導(dǎo)率的改變轉(zhuǎn)換成相應(yīng)于氣體的輸出。MQ-2型感應(yīng)器對(duì)液化氣、丙烷、氫等氣體敏感，是一種理想的氣體探測(cè)儀器。它具有多種易燃性氣體探測(cè)功能，具有較高的性價(jià)比，適合多種用途。該密封靈敏部件包括6根引腳，4根引線，2根引線供電。該傳感器具有測(cè)量各種易燃?xì)怏w的能力，是一款適用于各種用途的廉價(jià)感測(cè)器。該氣體傳感器采用6根針，4根為信號(hào)提取，2根為發(fā)熱電流?；倦娐啡鏡EF_Ref102683478\h圖34MQ-2電路圖所示,引腳說明如REF_Ref102683498\h表32所示;圖3SEQ圖\*ARABIC\s14MQ-2電路圖表3SEQ表格\*ARABIC\s12引腳說明引腳符號(hào)說明1VCC電源正極2GND電源地3D0數(shù)字輸出端口，當(dāng)發(fā)現(xiàn)煙霧時(shí)，輸出高電平的信號(hào)4A0模擬器的輸出端，輸出模擬的電壓，較小的電壓，較高的煙氣密度3.5磁控開關(guān)簡(jiǎn)介常見的磁控開關(guān)，又稱干彈簧。該系統(tǒng)包括兩個(gè)部件：一塊是磁體，一塊是磁性的觸點(diǎn)。觸手靠近磁體時(shí)，觸手內(nèi)側(cè)的金屬片會(huì)驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)關(guān)閉。反之，一旦脫離，觸點(diǎn)就會(huì)立刻斷裂。干單簧管又名干舌簧，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小的被動(dòng)式電子開關(guān)，它的外罩一般都是由玻璃鋼制成，由金屬和一種叫做銠的惰性氣體組成。一般情況下，用兩種特別材質(zhì)的玻璃管將彼此分開。在靠近玻璃管的時(shí)候，由于磁力線的磁化和互相吸進(jìn)管子里的兩個(gè)彈性板將會(huì)在同一時(shí)間把線路打開。當(dāng)外部磁性消失時(shí)，由于彈簧的作用，兩根鋼舌分離，電線被截?cái)?。因而，在磁性信?hào)的控制下，黑管可以充當(dāng)傳感器，進(jìn)行計(jì)數(shù)、約束等功能。在不同的通訊方式中，也有大量的應(yīng)用。事實(shí)上，兩個(gè)金屬片之間的連結(jié)一般都是用永久磁鐵來進(jìn)行，因此我們把它叫做"磁控管"。尤其是在運(yùn)用上，更是非常的容易。例如：把二半的磁力控制電閘，分別裝在門、窗的開口處，關(guān)閉時(shí)，把它關(guān)閉，否則關(guān)閉。這樣就能監(jiān)視窗戶和窗戶了。在有必要監(jiān)控的門窗位置，將干簧管裝上，最合適的安裝間距是5毫米，在進(jìn)行安裝時(shí)應(yīng)注意避免劇烈撞擊，以免造成舌簧損壞，一般的磁力控制開關(guān)不宜用于金屬門窗，因?yàn)殇摬暮徒饘俚拇皯魰?huì)削弱其磁力，從而降低其使用年限。當(dāng)需要時(shí)，應(yīng)使用特殊的磁控開關(guān)。3.6GSM短信模塊簡(jiǎn)介GSM技術(shù)已相當(dāng)完善，涵蓋的領(lǐng)域也很廣泛。短信是GSM中最基礎(chǔ)的一項(xiàng)業(yè)務(wù)，它已經(jīng)被越來越多的運(yùn)營(yíng)商和軟件開發(fā)者所關(guān)注。在GSM技術(shù)中，通過將數(shù)據(jù)終端與數(shù)據(jù)線路的末端裝置相結(jié)合，完成了SMS短消息的發(fā)送與接收。Siemens的TC35i模塊是由天線接口、電源組件、GSM基帶處理組件、GSM射頻組件ZIF連接器、閃存等組成的。它是TC35的核心，它的工作是GSM系統(tǒng)中的語音信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，它包括了整個(gè)系統(tǒng)的仿真和數(shù)字化。無需附加的硬件，支持FR、HR、EFR等音頻通道的解碼。從圖35中可以看到它的樣子外觀如REF_Ref104108107\h圖35所示圖3SEQ圖\*ARABIC\s15TC35iGSM模塊和GSM模塊可劃分為BasedbandProcessor、Radio、PowerSupplyASIC以及FLASH。其結(jié)構(gòu)如REF_Ref104108131\h圖36所示。40管腳Z40管腳ZIP連接FLASHROM天線接口GSMGSM基帶處理器GSM射頻部分電源ASIC電源ASIC圖3SEQ圖\*ARABIC\s16TC35i模塊功能結(jié)構(gòu)圖GSM芯片以GSM為中心，以C166MCU為核心，DSP為核心，MCU和DSP,可編程的PLL,MCU和DSP計(jì)時(shí)器，PWM和DSP計(jì)時(shí)器，PWM和PAM串行射頻控制，兼容性ISO-7816SIM卡，DSP、C51、C52、GMSK、穩(wěn)壓器、動(dòng)態(tài)電源管理器等。該系統(tǒng)基于SMARTI的無線電收發(fā)單元，包括差分接收電路、非轉(zhuǎn)移調(diào)制環(huán)路、射頻PLL和IF合成器以及外部收發(fā)接收器。該系統(tǒng)由電力供應(yīng)單元提供電力。GSM發(fā)動(dòng)機(jī)TC35i需要3.3-4.4V的DC,2A的最大電流（在等待狀態(tài)下，電流很低，通常是3mA，但是在發(fā)送語音和數(shù)據(jù)短信時(shí)需要大量的電力，所以需要額外的供電，并且其額定電流至少為2A）。FLASH內(nèi)存可以儲(chǔ)存各種操作指令，數(shù)據(jù)和控制，不會(huì)有斷開的數(shù)據(jù)。當(dāng)電源電壓在3.3V以下時(shí)，該組件將會(huì)被關(guān)閉。該模組在啟動(dòng)過程中，其最高可達(dá)到2A。與此同時(shí)，在這個(gè)電流高峰期間，供電（輸入到組件的）的降低數(shù)值不能大于0.4V。因此這個(gè)模組需要更高的功率，它的內(nèi)部阻+FFC連接的電阻必須在200米以下。TC35i的接口部分僅通過RXD和TXD兩個(gè)插頭來實(shí)現(xiàn)TC35i的通信。TC35i的預(yù)設(shè)串口通訊模式為8比特，1比特停止比特，沒有檢查比特，其速率可在1.2KBit/s至115Kbit/s。請(qǐng)留意TC35i引腳的設(shè)計(jì)是為了與TXD相連，而TC35i則是一個(gè)信號(hào)的輸入端，TXD則是一個(gè)與MCU相連的TXD；RXD為RXD的輸入端，與MCU相連。電源模塊TC35i電源模塊TC35i單片機(jī)電平轉(zhuǎn)換電路單片機(jī)電平轉(zhuǎn)換電路SSIM卡插座觸發(fā)電路觸發(fā)電路圖3SEQ圖\*ARABIC\s17TC35i接口電路結(jié)構(gòu)圖從以上的工作理論及系統(tǒng)的組成可以看出，GSM的主要工作流程如下REF_Ref104108152\h圖38所示：開始開始系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化監(jiān)測(cè)到警情監(jiān)測(cè)到警情啟動(dòng)短信報(bào)警電路開始報(bào)警啟動(dòng)短信報(bào)警電路開始報(bào)警發(fā)送短信給用戶發(fā)送短信給用戶報(bào)警結(jié)束報(bào)警結(jié)束圖3SEQ圖\*ARABIC\s18GSM模塊工作流程圖第4章硬件電路設(shè)計(jì)4.1外人闖入模塊電路入侵探測(cè)采用磁控開關(guān)，利用永磁鐵和干簧管兩部分組成然后利用相對(duì)應(yīng)的關(guān)系實(shí)現(xiàn)入侵報(bào)警的檢測(cè)。但主人進(jìn)入家門的時(shí)按下S1時(shí)，不論磁控開關(guān)如何動(dòng)作都不會(huì)出發(fā)報(bào)警電路。當(dāng)主人離開家門時(shí)主人合上開關(guān)S1后，當(dāng)有陌生人主動(dòng)打開此門時(shí)，將觸發(fā)報(bào)警電路，采用光報(bào)警方式。電路圖如REF_Ref102683524\h圖41所示;圖4SEQ圖\*ARABIC\s11外人闖入模塊電路圖4.2煙霧檢測(cè)電路在REF_Ref102683539\h圖42中顯示了煙探測(cè)回路。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于MCU技術(shù)的計(jì)算機(jī)控制方法，該方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣體（煙氣）濃度信號(hào)的采集、計(jì)算、控制以及實(shí)時(shí)的預(yù)警。該裝置通過多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，在氣體質(zhì)量超過某個(gè)特定值時(shí)，將會(huì)發(fā)出警報(bào)。該監(jiān)測(cè)裝置采用MQ-2型半導(dǎo)體氣體敏感元件，將煙霧濃度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，同時(shí)將該信號(hào)傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成可讀數(shù)碼信號(hào)，以便CPU對(duì)數(shù)據(jù)的讀取和處理。將結(jié)果傳送給數(shù)字管然后通過數(shù)字管內(nèi)的數(shù)字將信號(hào)進(jìn)行顯示，氣體（煙氣）在大氣中的含量超過規(guī)定時(shí)開始發(fā)出警報(bào)。圖4SEQ圖\*ARABIC\s12煙霧檢測(cè)電路4.3溫度檢測(cè)電路REF_Ref102683549\h圖43顯示了溫度探測(cè)的硬件部分，DS18B20型溫敏元件對(duì)當(dāng)前的溫度進(jìn)行了探測(cè)，并利用微處理器對(duì)感測(cè)器內(nèi)的溫度進(jìn)行了分析。通過單片機(jī)讀取傳感器中的溫度，讓后將溫度顯示在LCD1602上，通過設(shè)置溫度的范圍通過溫度和聲光報(bào)警，從而可以實(shí)現(xiàn)超溫的功能。圖4SEQ圖\*ARABIC\s13溫度檢測(cè)電路4.4通信電路如果沒有接地，就將TC35I和TX、RX和單片機(jī)的TX、RX進(jìn)行了對(duì)接，就無法進(jìn)行有效的通訊；由于MCU的電平是

TTL,TC35i是

CMOS，兩者都有很大的不同，所以無法進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。圖4-4為仿真TC35i模塊和89C52的串口通訊，TC35i通過串行和異步的方式進(jìn)行傳輸，在ITU-TRS-232的接口電路允許的條件下，可以在CMOS2.65V下工作。數(shù)據(jù)界面使用8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗(yàn)位，其波特率為300至115kbps,4.8至115

kbps

（不同于14.4

kbps和28.8

kbps）。在TTL上，18腳RxD0和19腳TXD0是

TTL的串行通信腳，因此必須與PC或MCU進(jìn)行通信。另外，該系統(tǒng)還提供了RTS0/CTS0/0的數(shù)據(jù)交換和XON/XOFF的數(shù)據(jù)流控。TC35組件的TTL正電平邏輯由+5V改為+2.9

V，如果有需要，可以提供接口防護(hù)。因?yàn)檫@里采用交叉處理的串口線,所以MCU的TXD連得是TC35i的18引腳RXD0,單片機(jī)的TXD與TC35i的19引腳TXD0相連,其中89S52的P3.0、P3.1對(duì)應(yīng)是相連接RXD7407、TXD7407的。將信號(hào)源的SYNC引腳接到示波器通道后就可以輸出對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào),此信號(hào)的頻域是與調(diào)制信號(hào)的頻域一樣的。即同步信號(hào)(synchronizationsignal)。圖4-4串口模擬通信TC35i是GSM07.05AT的一組AT指令集合，它的每一個(gè)通訊函數(shù)都是用AT作為開頭，字母結(jié)尾的一串（ASCII代碼）,AT指令的回應(yīng)數(shù)據(jù)在其中。TC35i的全部操作均由單片串口傳輸AT指令，TC35i的每個(gè)操作都與AT指令相一致，并且在每個(gè)指令后面都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)回車字符，告知TC35i此命令已發(fā)出。4.5系統(tǒng)原理總圖圖45統(tǒng)原理圖第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1開發(fā)環(huán)境基于單片機(jī)的智能家居防火防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用的開發(fā)軟件為keiluVision5開發(fā)系統(tǒng)，KeiluVision5是一個(gè)功能很好的綜合和調(diào)試工具，它還可以為整個(gè)系統(tǒng)提供大量的庫(kù)函數(shù)。5.2主程序設(shè)計(jì)從以上工作理論及硬件構(gòu)成的角度，可以看出系統(tǒng)的主要工作流程如下REF_Ref102683573\h圖51所示：圖5SEQ圖\*ARABIC\s11主程序工作流程圖5.3外人闖入模塊信號(hào)采集該方案要求對(duì)五個(gè)報(bào)經(jīng)口（門、窗、陽臺(tái)等報(bào)經(jīng)報(bào)文信號(hào)進(jìn)行采樣）進(jìn)行采樣，并在電路中引入了磁控制開關(guān)。REF_Ref102683583\h圖52為信號(hào)采集流程圖。圖5SEQ圖\*ARABIC\s12外人闖入模塊信號(hào)采集電路流5.4溫度與煙霧模塊的信號(hào)采集讓DS18B20、MQ-2與單片機(jī)相連，采集溫度和煙霧濃度信號(hào)后，將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值（此處上限為40℃和50），則led燈亮，蜂鳴器報(bào)警，數(shù)碼管顯示當(dāng)前所檢測(cè)的值。程序開始程序開始讀取并顯示溫度讀取并顯示溫度讀取煙霧濃度讀取煙霧濃度溫度大于40℃？溫度大于40℃？D1D1燈亮 N濃度大于濃度大于50？D2燈亮 D2燈亮 N溫度大于4溫度大于40℃？且濃度大于60？ N YDD1和D2燈亮，蜂鳴器響圖5SEQ圖\*ARABIC\s13溫度煙霧工作流程圖5.5系統(tǒng)通信報(bào)警子程序設(shè)計(jì)該報(bào)警器采用P2.0終端進(jìn)行報(bào)警器的高電平工作。NPN三極管在P2.0的高功率下接通，并由GSM模塊來發(fā)出防竊聽的消息。短信報(bào)警電路流程圖如下REF_Ref102683594\h圖53所示：開始開始初始化初始化 P2.0是否為高電P2.0是否為高電平是電路啟動(dòng)電路啟動(dòng)短信報(bào)警模塊 報(bào)警結(jié)束報(bào)警結(jié)束圖5SEQ圖\*ARABIC\s14報(bào)警電路流程圖第6章系統(tǒng)的仿真在完成總體設(shè)計(jì)、主要組件的設(shè)計(jì)和相關(guān)功能部分的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行了仿真和軟件的校驗(yàn)。利用Proteus對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行了軟件模擬，但因各種情況及模擬環(huán)境等原因，僅對(duì)其進(jìn)行了部分模擬。通過Proteus軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了模擬，并對(duì)其進(jìn)行了模擬，實(shí)驗(yàn)證明了所開發(fā)的控制系統(tǒng)具有煙霧檢測(cè)、溫度控制、防盜報(bào)警等多種性能指標(biāo)。采用AT89C52微處理器，通過Proteus的開發(fā)，可以完成煙霧檢測(cè)、溫度控制和防盜報(bào)警。該軟件采用Proteus平臺(tái)進(jìn)行了軟件的開發(fā)與模擬，并對(duì)其進(jìn)行了模擬與軟件的校驗(yàn)，能夠及時(shí)地找到問題，并對(duì)故障進(jìn)行處理，從而防止了由于實(shí)際的硬件故障而導(dǎo)致了故障的發(fā)生。采用Proteus進(jìn)行模擬，既能有效地降低系統(tǒng)的硬件開銷，又能有效地實(shí)現(xiàn)電路的開發(fā)和設(shè)計(jì)。6.1外人闖入模塊的仿真當(dāng)有陌生人打開門窗進(jìn)入時(shí)，磁控開關(guān)斷開，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到有警情，將會(huì)觸發(fā)短信報(bào)警，仿真中報(bào)警聲只響一次，報(bào)警燈常亮，如REF_Ref104108214\h圖61所示：圖6SEQ圖\*ARABIC\s11外人闖入模塊仿真6.2溫度煙霧系統(tǒng)模塊的仿真當(dāng)溫度和氣體煙霧傳感器所監(jiān)聽到的煙霧濃度過大且溫度過高的時(shí)候便會(huì)觸發(fā)相關(guān)警報(bào)系統(tǒng),此時(shí)溫度和煙霧警示燈亮起且為了