智能家居远程监测与控制系统毕业设计论文 66页

南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）题目：智能家居远程监测与控制系统专业：测控技术与仪器n毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　指导教师签名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　n学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日n指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日n评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日n教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日nGraduationDesign(Thesis)SmarthomeremotemonitoringandcontrolsystemByWangXiaoLongSupervisedbyAssociateProf.ZHAOQianAssistantEngi.LIUDaweiSchoolofAutomationNanjingInstituteofTechnologyJune,2011摘要-61-n随着GSM网络的迅速发展和用户的日益扩大，新技术和新业务的开发和应用已经提到十分重要的位置。短消息业务通过GSM网络的控制信道进行传输,是GSM系统中最为简单和方便的数据通信方式,它不需要附加其它较为庞大的数据终端设备,只需要两个GSM终端模块即可实现点对点的数据传输，特别适用于需频繁远距离传送小流量数据的领域。国家智能化小区建设的推广，防盗系统已成为智能小区的必需设备。本文介绍了一种基于GSM(全球移动通信系统)网络SMS(短信业务)的远程红外报警系统的原理及设计实现。它由红外线传感器，无线GSM模块（Siemens公司的TC35模块）和一个以单片机(AT89S52)为核心的监控单元组成，监控单元利用AT指令通过串口和GSM模块进行交互。它借助GSM模块TC35，使用户能够通过手机中文短信便捷地对相关设备进行监控。它具有让用户根据具体的监控对象进行自定义的功能，使用户的操作变得更加直观、方便。本报警系统利用单片机控制技术和无线网络技术，开发出一种具有联网功能的智能无线防盗系统，并开发相关的传感器。采用无线数据传输方式，不需重新布线，特别适用于已装修用户及布线不方便的场合。该系统具有实时监控、性能稳定、功耗低的优点,适合为家庭和公司提供人身及财产安全的保障。关键词：红外线传感器;GSM;SMS;AT指令;单片机-61-nTheremotealarmsystemofinfraredsensorAbstractWith the rapid development and enlargement of new technology and new development. It refers to important position to use business for the user of GSM network day by day.Short message service business control to go on,through wireless channel.GSM is most simple andconvenient on the way of data communication in the GSM network.it does not need to add to other comparatively huge data terminal devices ,only needs tow terminal module of GSM to realize point-to-point data transmission. Especially it is suitable for the field of little frequent data flow and remote transmation.Alongwiththenationalintellectualizationplotconstructionpromotion,thesecuritysystemhasbecometheintelligentplottheessentialequipment.ThispaperintroducestheprincipleanddesignofawirelessremotemonitorandcontrolterminalbaseonSMSofGSM.Theterminalconsistsofinfraredsensor,awirelessGSMmodule(TC35moduleproducedbySiemenscompany)andamonitorandcontrolunittakingsingle-chipmicrocomputer(AT89S52)asthecore.UsingtheATcommands,themonitorandcontrolunitcancommunicatewiththeGSMmodulethoughserialinterface.TheterminalletpeoplemonitorandcontroltheequipmentseandconvenientlybyChineseshortmessageofmobilephone,usingGSMmoduleTC35.Ithasthefunctionthatpeoplecanself-definetheterminalaccordingtoidiographicobjectmonitoredandcontrolled,andmakestheoperationofpeoplemoreintuitiveandconvenient.Thisalarmsystemusesthemonolithicintegratedcircuitcontroltechnologyandthewirelessnetworktechnology,developsonekindtohavethenetworkingfunctiontheintelligentwirelesssecuritysystem,anddevelopmentrelatedsensor.Selectsthewirelessdatatransmissionmethod,doesnothavethewiring,especiallytobeagainsuitableinhasrepairedtheuserandthewiringnotconvenientsituation.Thissystemisrealtimeandreliablewiththeadvantageoflowpowerconsumption.Itisverysuitabletoprovidepersonalandpropertysafetyforhouseholdsandfirms.KeyWords:InfraredSensor;GSM;SMS;ATCommand;Single-chipmicrocomputer-61-n目录摘要IAbstractIV第一章绪论71.1报警系统的构成71.2报警系统的现状及发展趋势81.3本课题研究思路和拟完成的任务10第二章系统的总体方案论证与设计112.1系统设计方案的论证112.1.1监控传感器的选择112.1.2微控制器的选择132.1.3无线通道方案的选择132.2系统的总体设计方案15第三章系统的硬件电路设计163.1红外探测电路设计163.2单片机最小系统设计193.2.1AT89S52单片机的特点及引脚功能223.2.2单片机最小系统电路223.3GSM模块及其外围电路设计253.3.1TC35模块介绍253.3.2RS232电平转换电路设计273.3.3TC35模块外围电路设计283.4报警电路设计303.5电源电路设计30第四章系统的软件部分设计324.1TC35模块的编程324.1.1与SMS有关的GSMAT指令介绍324.1.2短消息的模式334.1.3AT指令的实现354.1.4接收短信识别控制子程序设计364.2串行口的编程及串口中断服务程序流程38-61-n4.2.1串行口的编程384.2.2串口中断服务程序流程394.3系统的主程序设计40第五章系统制作与调试.........................................425.1硬件制作与调试425.1.1系统PCB板的设计425.1.2系统硬件调试425.2软件与联机调试435.2.1主控程序调试435.2.2短消息发送调试43第六章结论与展望47致谢..............................................................49参考文献50附录A:远程红外报警系统整体电路图51附录B:软件程序清单　……………………………………………………52-61-n第一章绪论随着社会的进步和科学的发展，人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密。信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战，社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变。人们对家居的要求早已不只是物理空间，更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。家居智能化技术起源于美国，它是以家为平台进行设计的。智能家居控制系统是以HFC、以太网、现场总线、公共电话网、无线网的传输网络为物理平台，计算机网络技术为技术平台，现场总线为应用操作平台，构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统，以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。大型的智能家居控制系统通常由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。这里由于时间问题，就不做复杂的家居控制系统设计，对其中一项远程红外报警系统做主要设计。目前，我们已基本上摆脱了“手持武器、瞪大眼睛”的人力机械防守手段，科技强兵、靠现代技术武装自己，提高安全防范的可靠性和效率，其中防盗报警系统是安防系统中应用最广泛的手段之一。其独特的功能是其它安防手段所无法比拟的。1.1报警系统的构成报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。防盗报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了安全防范系统。   报警系统通常由探测器（又称防盗报警器）、传输通道和报警控制器三部分构成。-61-n   报警探测器是由传感器和信号处理组成的，用来探测入侵者入侵行为的，由电子和机械部件组成的装置，是防盗报警系统的关键，而传感器又是报警探测器的核心元件。采用不同原理的传感器件，可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置。   1、报警探测器按工作原理主要可分为红外报警探测器、微波报警探测器、被动式红外/微波报警探测器、玻璃破碎报警探测器、振动报警探测器、超声波报警探测器、激光报警探测器、磁控开关报警探测器、开关报警探测器、视频运动检测报警器、声音探测器等许多种类。   2、报警探测器按工作方式可分为主动式报警探测器和被动式报警探测器。   3、报警探测器按探测范围的不同又可分为点控报警探测器、线控报警探测器、面控报警探测器和空间防范报警探测器。   除了以上区分以外，还有其他方式的划分。在实际应用中，根据使用情况不同，合理选择不同防范类型的报警探测器，才能满足不同的安全防范要求。报警探测器作为传感探测装置，用来探测入侵者的入侵行为及各种异常情况。在各种各样的智能建筑和普通建筑物中需要安全防范的场所很多。这些场所根据实际情况也有各种各样的安全防范目的和要求。因此，就需要各种各样的报警探测器，以满足不同的安全防范要求。   根据实际现场环境和用户的安全防范要求，合理的选择和安装各种报警探测器，才能较好的达到安全防范的目的。当选择和安装报警探测器不合适时，有可能出现安全防范的漏洞，达不到安全防范的严密性，给入侵者造成可乘之机，从而给安全防范工作带来不应有的损失。   报警探测器要求具有防拆动、防破坏功能。当报警探测器受到破坏、人为将其传输线短路或断路，以及非法试图打开其防护罩时，均应能产生报警信号输出；另外报警探测器还应具有一定的抗干扰措施，以防止各种误报现象的发生，例如：防宠物和小动物骚扰、抗因环境条件变化而产生的误报干扰等。   报警探测器的灵敏度和可靠性是相互影响的。合理选择报警探测器的探测灵敏度和采用不同的抗外界干扰的措施，可以提高报警探测器性能。采用不同的抗干扰措施，决定了报警探测器在不同环境下的使用性能。了解各种报警探测器的性能和特点，根据不同使用环境，合理配置不同的报警探测器是防盗报警系统的关键环节[1]。-61-n1.2报警系统的现状及发展趋势随着微电子技术与网络技术的飞速发展，人们对于生活、工作环境的安全、方便、舒适提出了越来越高的要求，因此智能化住宅就随之出现，也随着改革开放的深入和市场经济的迅速发展、提高，城市外来流动人口大量增加，带来许多不安定因素，刑事案件特别是入室盗窃、抢劫居高不下，因此智能安全防范系统是智能化小区建设中不可缺少的一项，而以往的做法是安装防盗门、防盗网，但普遍存在有碍美观，不符合防火要求，而且不能有效地防止犯罪分子对住宅的入侵，故利用高科技的电子防盗报警系统也就应运而生。目前我国大多数家庭都是双职工，当发生警情时，不能有效地处理，因此，必须设立小区报警中心，在发生警情时，除了现场报警外，同时还向小区的保安中心进行电脑联网报警，以便警情得到迅速处理。数字化、无线化、集成化是防盗报警系统的技术发展趋势:1、更稳定／可靠：如探测器需可抗RFI/EMI、防雷电等，以适应恶劣气候；2、更多样的功能：如探测器可调频、防遮挡、防喷盖、防破坏等；3、更精美、小巧的外观：以符合品味日益提高的室内装潢需求；4、更智能化的设计：方便地设／撤防，人性化的操作界面；5、更强大的联网功能;6、更方便的扩展性。上述发展趋势，事实上都建立在数字化、无线化、集成化的三大核心技术基础上。GSM网络防盗系统是利用GSM全球移动网络进行24小时即时无限距离监控，并能在发生警情的几秒钟内拨通车主手机或电话进行语音或者短信息报告，车主可立即通过来电进行监听、喊话、锁定车辆，系统将自动切断油路、电路，使车子无法启动，具有真正意义的“防”盗功能，防盗于未然，从根本上杜绝了盗车的可能；遭遇抢劫过后，则可凭电话锁定车辆，通过GSM网络定位寻回失车。GSM的移动数码通信技术及全球移动通信的普及应用，使用任何的移动、固定电话通信对车辆进行管理和监护,也可无钥匙对车辆进行操作启动和驾驶，实现不限时间、地点的全球远程遥控与监控，使人、车相处“形影不离”-61-n。人性化的产品及人性化的功能，以语音或短信息作为产品功能设置、操作、使用、通信的平台，实时、清晰、明了的传送遥控与报警信息，完全抛开人车分离时的担忧。摒弃传统产品的被动报警、距离隔阂、远程无知与失控的弊端，将爱车随时处于自己的掌控之中，是最新汽车高科技配套产品。GSM网络防盗系统有效的克服了GPS防盗系统的成本高、网络覆盖不全、防盗性能低、报警不直接等缺陷，而且无需支付服务费，已迅速成为新的主流防盗系统。1.3本课题研究思路和拟完成的任务本设计将微控制器和GSM无线通信模块应用到远程红外报警系统的设计之中。通过红外探测的方式实现报警信号的采集。通过GSM无线通信模块实现远程报警。系统正常工作时，当红外探测电路检测到有人入侵时，系统将在现场发出报警音响信号。并将报警信息通过GSM无线通信模块传送到远程的用户手机上，从而实现远程的安防和报警。同时用户可以通过手机，利用发送短信的方式对系统进行管理，例如变更信息发送的手机号码，修改管理密码，报警系统的确认和关闭，报警的启动等管理工作。本文的第二章将对运程红外报警系统的各个主要部分的方案进行论证和比较，并确定最终的总体设计方案。第三章将从红外探测电路设计、单片机最小系统设计、GSM无线通信电路设计、报警电路设计等多个方面对远程报警系统的硬件部分进行详细设计。并给出各部分设计的电路原理图。第四章将对远程红外报警系统的软件部分进行详细设计。主要包括TC35GSM模块的编程、单片机串行口的编程以及系统主程序流程的设计。给出软件设计的流程图。第五章将进行系统的制作与调试。主要包括硬件制作与调试、软件与联机调试。最后，第六章，将对本文的设计内容进行总结。并提出设计目前存在的不做和改进的设想。-61-n第二章系统的总体方案论证与设计前面我们讨论了报警系统的构成及其发展趋势，本章我们将对远程红外报警系统的各个部分进行论证，进行系统的总体设计。2.1系统设计方案的论证2.1.1监控传感器的选择监控传感器是用来探测入侵者的入侵行为[2]。需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的点、线、面，甚至是整个空间。监控传感器是一种物理量的转化装置，通常把压力、震动、声响、光强等物理量转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻等）。再经过后面的信号处理器把传感器转化的电量进行放大、滤波、整形处理，使它能成为一种能够在系统传输信道中顺利转送的信号。凡是温度超过绝对0℃的物体都能产生热辐射，而温度低于1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域，因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热。而任何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同，通常分为三个波段。近红外：波长范围0.75～3μm中红外：波长范围3～25μm远红外：波长范围25～1000μm人体辐射的红外光波长3～50μm，其中8～14μm占46%，峰值波长在9.5μm。下面分别介绍被动式红外探测器和主动式红外探测器[3]。方案一：被动式红外探测器在室温条件下，任何物品均有辐射。温度越高的物体，红外辐射越强。人是恒温动物，红外辐射也最为稳定。我们之所以称为被动红外，即探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。探测器安装后数秒种已适应环境，在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数十米。-61-n被动式红外探测器主要由光学系统、热传感器（或称为红外传感器）及报警控制器等部分组成。其核心是不见是红外探测器件，通过关学系统的配合作用可以探测到某个立体防范空间内的热辐射的变化。红外传感器的探测波长范围是8～14μm，人体辐射的红外峰值波长约为10μm，正好在范围以内。被动式红外探测器根据其结构不同、警戒范围及探测距离也有所不同，大致可以分为单波束型和多波束型两种。单波束PIR采用反射聚焦式光学系统，利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。这种方式的探测器境界视场角较窄，一般在5°以下，但作用距离较远，可长达百米。因此又称为直线远距离控制型被动红探测器，适合保护狭长的走廊、通道以及封锁门窗和围墙。多波束型采用透镜聚焦式光学系统，目前大都采用红外塑料透镜——多层光束结构的菲涅尔透镜。这种透镜是用特殊塑料一次成型，若干个小透镜排列在一个弧面上。警戒范围在不同方向呈多个单波束状态，组成立体扇形感热区域，构成立体警戒。菲涅尔透镜自上而下分为几排，上面透镜较多，下边较少。因为人脸部、膝部、手臂红外辐射较强，正好对着上边的透镜。下边透镜较少，一是因为人体下部红外辐射较弱，二是为防止地面小动物红外辐射干扰。多波束型PIR的警戒视场角比单波束型大得多，水平可以大于90°，垂直视场角最大也可以达到90°，但作用距离较近。所有透镜都向内部设置的热释电器件聚焦，因此灵敏度较高，只要有人在透镜视场内走动就会报警。红外光穿透力差，在防范区内不应有高大物体，否则阴影部分有人走动将不能报警，不要正对热源和强光源，特别是空调和暖气。否则不断变化的热气流将引起误报警。为了解决物品遮挡问题，又发明了吸顶式被动红外入侵探测器。安装在顶棚上向下360°范围内进行警戒，只要在防护范围内，无论从哪个方向入侵都会触发报警，被动式报警探测器由于探测性能好、易于布防、价格便宜而被广泛应用。方案二：主动式红外探测器-61-n主动红外探测器由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜，起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用，以使红外光的能量能够集中传送。红外光在人眼看不见的光谱范围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或部分遮挡红外光束。接收端输出的电信号的强度会因此产生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。主动式红外探测器遇到小动物、树叶、沙尘、雨、雪、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。由于光束较窄，收发端安装要牢固可靠，不应受地面震动影响，而发生位移引起误报，光学系统要保持清洁，注意维护保养。因此主动式探测器所探测的是点到点，而不是一个面的范围。其特点是探测可靠性非常高。但若对一个空间进行布防，则需有多个主动式探测器，价格昂贵。主动式探测器常用于博物馆中单体贵重文物展品的布防以及工厂仓库的门窗封锁、购物中心的通道封锁、停车场的出口封锁、家居的阳台封锁等等。主动式红外探测器有单光束、双光束、四光束之分。以发射机与接收机设置的位置不同分为对向型安装方式和反射式安装方式，反射型安装方式的接收机不是直接接收发射机发出的红外光束，而是接收由反射镜或适当的反射物（如石灰墙、门板表面光滑的油漆层）反射回的红外光束。当反射面的位置与方向发生变化或红外发射光束和反射光束之一被阻挡而使接收机无法接收到红外反射光束时发出报警信号。当使用较多的探测器进行防范布局时应该注意消除射束的交叉误射。综合考虑被动式红外传感器探测性能好、易于布防、价格便宜，本设计采用被动式红外传感器，也就是热释电传感器。2.1.2微控制器的选择在选择微控制器的时候，主要需要考虑：处理器的速度，要实现的功能，ROM和RAM的大小，I/O端口类型和数量，编程语言以及功耗等。方案一：基于ARM的嵌入式系统。这种方案中我们可以使用现有的操作系统（MCOS-Ⅱ），在系统的基础上进行应用程序的开发。由于ARM处理器的功能强大，资源丰富，因此使用这种方案可以使系统功能近乎完美，而且由于使用了操作系统，应用程序的设计会变的简单可靠。但是这种方案成本较高，同时使用的嵌入式操作系统也会占用一部分额外的硬件资源，这样会大大的提高开支。目前情况下，我们不考虑这种方案。方案二：SOC型单片机GSM模块构成的系统。目前SOC型单片机已经非常普遍，基于51内核的SOC型芯片也有众多的供应厂商。如Cyganl公司的C8051系列。这些单片机都有丰富的资源，一般都不需要外扩其他器件就可以构成一个完成的系统。优点在于减少了布线的麻烦，提高了系统的整体性能。方案三：采用常用的AT89S52单片机作为核心控制器，此单片机的内部存储器（RAM）和程序存储器（ROM）及其引脚资源，基本上能实现设计指标，并且价格便宜，参考资料很多。完成本设计的控制功能，常用的AT89S52单片机完全可以满足要求，并且成本更加低廉。因此综合考虑选用方案三。2.1.3无线通道方案的选择-61-n目前的无线通道的数据传输实现主要分为两种，一种是通过专用网进行数据传输，如RF（射频）数传电台和无线局域网（WLAN）；一种是通过公共无线通信网络，如GSM/GPRS网络的成熟度高，覆盖面较广，因而GSM/GPRS网络被选为该无线通道总体方案的通信基础[4]。而基于GSM/GPRS网络的数据传输通常有四种方式，一种是基于短消息的数据传输，第二种是基于DATA（一种以电路交换为基础的传输方式）的数据传输；第三种是通过语音方式进行数据传输；最后就是通过IP（INTERNETPROTOCOL，因特网协议）方式传输数据。下面对四种基于GSM/GPRS网络的无线数据传输方式的各自特点作简单的介绍。方案一：基于短消息的数据传输基于短消息的数据传输是通过短消息作为数据传输的载体，利用AT指令将短消息读出并将信息还原，这样就完成一次数据通信。基于短消息的数据传输方式的特点是资费较低，组网使用方面，但数据容量较低（＜140字节）。短消息数据传输方式特别适合于小数据量且中低采集频率的无线监控系统使用。方案二：基于DATA方式的数据传输基于DATA方式的数据传输是利用GSM的DATA（与传真相同）传输方式。通过AT指令来进行数据拨号，等待数据连接建立后，只需将ASCⅡ码数据送入通信模块既可。通信模块会按照设定好的通信协议（默认为V.32bis）将数传出，目标机接到数据呼叫后，送出应答信号，然后便可按照相同协议接收ASCⅡ码信息。基于DATA的数据传输方式数据传输安全、实时性好、数据传输量大，但主要是成本较高，适合与要求可靠性很高且海量数据传输的系统中。方案三：通过语音方式进行数据传输通过语音方式进行数据传输，主要是利用语音通道将数据调制到话音频率传输出去，目标机将数据解调出来。该方案还可以通过语音通道传输。DTMF（DoubleTimeMultipleFrequency,双音多频）编码进行数据传输，通信方式与语音方式一样，该方案主要优点是可以用来传输音频模拟数据，实时性很好（电路交换方式），但由于GSM系统的语音编码方式局限，对数据的压缩/还原会造成数据的失真。该方案基本不被采用，但可以作为备选方案用于无线安防系统中。方案四：基于IP的数据传输方式基于IP的数据传输方式是GPRS系统独有的，因为GPRS是在GSM网络基础上新增两个节点-SGSN和GGSN而形成的移动分组数据网络。由于GPRS数据传输的基础是TCP/IP协议的转换。实时性较好，短点就是GPRS终端开发成本高，使用复杂度教高（因为涉及到复杂的组网方案）。根据目前大部分系统的需求并综合以上方案的优缺点，选择基于GSM网络的短信息的数据传输来做为我设计的红外远程报警系统的无线通道。-61-n2.2系统的总体设计方案前面已经对远程红外报警系统主要模块的方案进行了论证和比较，并确定了各个部分的总体设计思路。综合以上考虑，本设计总体设计框图如图2-1所示。热释电探测电路AT89S52单片机最小系统GSM无线传输电路电平转换电路SIM卡报警电路图2-1远程红外报警系统总体设计方案热释电探测电路将检测到入侵者的入侵行为，并将其转换成单片机能够识别的开关量信号。单片机系统对输入信号进行判断和处理，当系统处于报警开启状态时，如果单片机判断出热释电探测电路送来的检测信号，单片机将通过报警电路进行就地报警，给犯罪分子以威慑，吓跑入侵者。与此同时，单片机采用AT命令通过GSM短信模块发送短信息给监控者，实现远程报警。监控者也可用短信息的命令形式去设置以微控制器为核心的智能模块，以及发送短信消息查询命令和监控情况，从而达到远程监控的目的。由于无线传输模块的电平性质与单片机不同，因此需要设计电平转换电路来实现单片机对GSM模块的访问。-61-n第三章系统的硬件电路设计3.1红外探测电路设计热释电传感器有三个引脚分别是电源正负极和信号输出。在传感器电源正常的情况下，当热释电传感器检测到有人活动时，能够检测到人体所发出的微弱红外线，其输出端会有微弱的电流信号输出。这一微弱信号将送到信号处理集成电路BISS0001进行处理。系统热释电红外探测电路图如图3-1所示图3-1热释电红外传感器检测电路图BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。　1、BISS0001的特点*CMOS工艺*数模混合*具有独立的高输入阻抗运算放大器*内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰*内设延迟时间定时器和封锁时间定时器*采用16脚DIP封装2、BISS0001的管脚图和管脚说明-61-n图3-2BISS0001引脚功能图　表3-1BISS0001管脚说明引脚名称I/O功能说明1AI可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发2VOO控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。3RR1--输出延迟时间Tx的调节端4RC1--输出延迟时间Tx的调节端5RC2--触发封锁时间Ti的调节端6RR2--触发封锁时间Ti的调节端7VSS--工作电源负端8VRFI参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时可使定时器复位9VCI触发禁止端。当VcVR时允许触发(VR≈0.2VDD)10IB--运算放大器偏置电流设置端11VDD--工作电源正端122OUTO第二级运算放大器的输出端132IN-I第二级运算放大器的反相输入端141IN+I第一级运算放大器的同相输入端-61-n151IN-I第一级运算放大器的反相输入端161OUTO第一级运算放大器的输出端3、BISS0001的可重复触发方式图3-3BISS0001的可重复触发工作方式下的波形以下图所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs可重复触发Vo为有效状态，并可促使Vo在Tx周期内一直保持有效状态。在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效状态；若Vs保持为“0”状态，则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C8耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo，可供单片机查询或这触发中断。图3-1中，芯片处于可重复触发工作方式。采用可重复触发工作方式的好处是：如果传感器在延迟时间内再次检测到有人活动，芯片的输出将被继续延迟而不会终止，报警也就将一直送给单片机，这样提高了热释电检测电路的灵敏度。输出延迟时间Tx由外部的R7和C6的大小调整，值为Tx≈24576xR7C6；触发封锁时间Ti由外部的R8和C7的大小调整，值为Ti≈24xR8C7。电路中R7和R8设计成了可调电阻，可以根据实际需要调整电阻值的大小，改变输出延迟时间和触发闭锁时间的长短。电路的输出送到无线编码发射电路，将报警信号发送出去。-61-n3.2单片机最小系统设计3.2.1AT89S52单片机的特点及引脚功能AT89S52是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可系统编程的Flash只读程序内存，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序内存既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S52单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，它灵活应用于各种控制领域。AT89S52主要性能参数：1）与MCS-51产品指令系统完全兼容2）4K字节在系统编程（ISP）Flash闪速内存3）1000次擦写周期4）4.0-5.5V的工作电压范围5）全静态工作模式：0Hz—33MHz6）三级程序加密锁7）2568字体内部RAM8）32个可编程I/O口线9）3个16位定时/计数器10）8个中断源11）全双工串行UART通道12）低功耗空闲和掉电模式13）中断可从空闲模唤醒系统14）看门狗（WDT）及双数据指针15）掉电标识和快速编程特性16）灵活的在系统编程（ISP—字节或页写模式）其内部结构结构如图3-4所示：-61-n图3-4AT89S52单片机内部结构图AT89S52引脚功能介绍1）电源引脚VCC和GNDVCC：电源电压，GND：接地端。2）时钟电路引脚XTALl和XTAL2XTALl：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端.XTAL2：振荡器反相放大器的输出端.振荡器特性：XTALl、XTAL2为片内振荡器的反相放大器的输入和输出端。如下图3-5所示，可采用石英晶体或陶瓷振荡器组成时钟振荡器。如需从外部输入时钟驱动AT89S52，时钟信号从XTAL1输入，XTAL2应悬空。由于输入到内部电路是经过一个2分频触发器，所以输入的外部时钟信号无需特殊要求，但它必须符合电平的最大和最小值及时序规范。-61-n图3-589S52内部/外部时钟电路3）控制信号引脚RST复位输入.RST引脚一旦变成两个机器周期以上高电平，所有的I/O口都将复位到"1"(高电平)状态。当振荡器正在工作时，持续两个机器周期以上的高电平便可完成复位，每个机器周期为12个振荡时钟周期。4）I／O(输入／输出)P0、P1、P2和P3P0口(39—32脚)：P0口是一个漏极开路的8位双向口。作为漏极开路的八路输出端口，每次能驱动8个Ls型TTL负载。当P0口作为输入口使用时，其先向锁存器(地址80H)写入全1，此时P0口的全部引脚悬空，叫作为高阻抗输入。P1口(1—8脚)：P1口是一个带上拉电阻的8位准双向I/O端口每一位能驱动(吸收或输出电流)4个LS型TTL负载。在P1口作为输入口使用时，应先向P1口锁存器(地址90H)写入全1,上拉电阻接成高电平。P2口(21—28脚)：P2口是一个带内部上接电阻的8位准双向口。P2口的每一位能驱动4个LS型TTL负载。P3口(21—28脚)：P3口是一个带内部上接电阻的8位准双向口。P3口的每一位能驱动(吸收或输出电流)4个LS型TTL负载。P3口与其它的I/O口有很大区别，它除作为—般准双向I／O口外，每个引脚还具有专门的功能，见表3-2。表3-2端口引脚功能-61-n3.2.2单片机最小系统电路单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统包括：单片机、晶振电路、复位电路等。1、时钟电路AT89S52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图3-6（a）所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图3-6（b）所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。（a）内部方式（b）外部方式图3-6AT89S52内部时钟电路片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。本设计采用内部时钟方式。2、复位信号及其产生-61-n复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表3-3所示。表3-3一些寄存器的复位状态RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为12MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过2us才能完成复位操作。产生复位信号的电路逻辑如图3-7所示。整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。-61-n图3-7复位信号的电路逻辑图复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图3-8(a)所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。图3-8（a）上电复位（b）按键电平复位（c）按键脉冲复位按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图3-8(b)所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，其电路如图3-8(c)所示。上述电路图中的电阻、电容参数适用于12MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。本设计采用上电复位加按键电平复位方式。本设计的单片机最小系统电路图如图3-9中所示，单片机AT89S52的时钟引脚外接12M晶振，作为单片机工作的时钟，EA端接高电平，表示使用片内程序存储器。RST引脚接了上电复位电路，当系统上电时，上电复位电路会产生一个高电平脉冲信号，使系统复位。当按下按键S1时，RST端将被接入高电平，同样可以使系统手动复位。-61-n图3-9单片机最小系统电路图3.3GSM模块及其外围电路设计目前,国内已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西门子的TC35系列、爱立信的DM10/DM20系列、中兴的ZXGM18系列等,而且这些模块的功能、用法差别不大。其中西门子的TC35系列模块性价比很高,并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。这是西门子推出的最新的无线模块,功能上与TC35兼容,设计紧凑,大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM2/2+兼容、双频(GSM900/GSMl800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705,且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体,向用户提供标准的AT命令接口,为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输,方便用户的应用开发及设计。3.3.1TC35模块介绍TC35是西门子公司推出的新-代无线通信GSM模块[7]。自带RS232通讯接口,可以方便地与PC机、单片机连机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(ShortMessageService)和传真。TC35模块的工作电压为3.3—5.5V,可以工作在900MHz和1800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2w(900M)和1w(1800M)。-61-n模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k,4.8k,9.6k的非透明模式。此外,该模块还具有电话簿功能、多方通话,漫游检测功能,常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器,实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50Ω天线连接器,可分别连接SIM卡支架和天线。TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR、HR和EFR语音信道编码。TC35内部结构如图3-10所示。图3-10T35内部结构框图TC35i主要特性与技术指标包括以下几点：1、频段为双频GSM900MHz和GSMl800MHz(phase2/2+);2、支持数据、语音、短消息和传真;3、高集成度(54.5mm×36mm×3.6mm);4、质量为9g;5、电源电压为单一电压3.3~4.8V;6、可选波特率300bps~115kbps,动波特率4.8~115kbps;7、流消耗——休眠状态为3.5mA,空闲状态为25mA,发射状态为300mA(平均),2.5A峰值;8、温度范围——正常操作-20℃~+55℃,存放-30℃~+85℃;-61-n9、SIM电压为3V/1.8V。3.3.2RS232电平转换电路设计TC35的数据输入/输出引脚需要通过MAX232进行电平转换后连接到单片机的串行口。单片机通过串行口对TC35进行访问和读。MAX232是TTL转RS232的电平转换电路。这里使单片机串行口的TTL电平能够与TC35通信口的RS232电平能够互相转换，这样才能进行通信。　　RS-232是早期为公用电话网络数据通信而制定的标准，其逻辑电平与ITL/CMOS电乎完全不同。逻辑"0"规定为+5-+15V之间，逻辑"1"规定为-5～-15V之间。由于RS-232发送和接收之间有公共地，传输采用非平衡模式，因此共模噪声会耦合到信号系统中，其标准建议的最大通信距离为15米。RS-232规定的电平和一般微处理器的逻辑TTL电平不一致，必须进行电平转换，实现逻辑电平转换可以采用MAX232芯片的转换接口MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。MAX232的引脚图和内部结构图如下图所示：图3-11MAX232的引脚图和内部结构图MAX232的内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。-61-nTTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电。15脚DNG、16脚VCC（+5v）。MAX232包含两路驱动器和接收器的RS-232转换芯片。图3-12为实际电路。芯片内部有一个电压转换器，可以把输入的+5v电压转换为RS-232接口所需的±10V电压，尤其适用于没有±12V的单电源系统。图3-12MAX232实现的RS-232接口本设计中单片机与TC35的通信接口电路如下图所示，TXD和RXD分别连接到单片机的串行口上，经过MAX232进行电平转换送给TC35，C3和C4两个电容和芯片内部构成电荷泵电路，为电路产生+12v和-12v的电压。图3-13单片机与TC35接口电路3.3.3TC35模块外围电路设计TC35的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-TRS232接口标准。它有固定的参数；8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps~115kbps之间可选，硬件握手信号用RTS0/CTS0。TC35模块的电平转换及外围电路如图3-11所示。-61-nTC35有40个引脚通过一个ZIF(ZeroInsertionForce,零阻力插座)连接器引出.这40个引脚可以划分为5类,即电源数据输入/输出、SIM卡音频接口和控制、第1~14脚为电源部分、1~5为电源电压输入端Vbatt+、6~10为电源地GND，11、12为充电引脚，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为ACCUTEMP接负温度系数的热敏电阻。24~29为SIM卡引脚分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC、和CCGND。33~40为语音接口，用来接电话手柄。15、30、31、和32脚为控制部分：15为点火线IGT(Ignition)，当TC35i通电后必须给IGT一个大于100ms低电平。模块才启动；30为RTCbackup，31为Powerdown，32为SYNC。16~23为数据输入/输出分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0、和DCD0。图3-14TC35模块外围电路图图3-14中，TC35的1~5为电源电压输入端，这里接入5V电源；6~10为电源地，接入电源负极；模块上电后，为使之正常工作，必须在15脚(IGT)加时长至少为100ms的低电平信号，且该信号下降沿时间小于1ms。启动后，15脚的信号应保持高电平。电路图中采用了类似于单片机上电复位的电路设计，当系统上电时，由于电容C6两侧电压不越变，电容C6和电阻R6之间的电压为5V的高电平，之后随着电容的充电而变为低电平。TC35模块需要的复位启动信号为长于100ms的低电平信号。因此电路中设计了40106施密特特性的反相器对复位信号进行处理。40106不仅将复位信号取反，使复位信号电平符合TC35的输入需要。而且对复位信号进行了整形，保证其下降沿时间小于1ms。使TC35可靠启动。-61-nTC35的24~29脚为SIM卡引脚，分别用来连接SIM卡相应的引脚，SIM引脚中的CCIN引脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。当插入SIM卡，该引脚置为高电平时，系统方可进入正常工作。这里通过上拉电阻R1接入CCVCC.TC35的SYNC引脚有两种工作模式，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35的工作状态。本模块使用的是后一种功能，即当LED熄灭时,表明TC35处于关闭或睡眠状态；当LED为“600ms亮/600ms熄”时，表明SIM卡没有插入或TC35正在进行网络登录；当LED为“75ms亮/3s熄”时，表明TC35已登录到网络，处于待机状态。三极管Q1这里起驱动发光二极管的作用。3.4报警电路设计红外探测电路检测到有人活动时，现场要发出报警信号。为了给入侵者以震慑，吓跑入侵者，报警电路应该保证足够的功率。报警电路的电路图如图3-15所示：图3-15报警电路图单片机的输出加到报警音乐集成电路KD9561的SEL1脚上，当输入为高电平时，触发报警，KD9561输出报警音响信号；当输入为低电平时，停止报警音响输出。KD9561是专用报警音乐集成电路，只需要简单的外围元件就可以输出报警音频信号，SEL1脚是报警音响选择端，报警音频信号从OUT引脚输出，通过电容C11耦合给后级电路。但KD9561输出的这一音频信号还比较微弱。需要音频功放电路才可以使输出的报警功率足够大。TDA2003是专用音频功率放大电路。输出功率达10W，图7-1中功放部分是TDA2003的典型应用电路，元件参数选取典型数值，音频信号通过2脚输入，通过改变可调电阻R30，可以调整报警音量的大小。-61-n报警电路音量调整及扬声器的安装要注意其防破坏的措施，避免报警装置被入侵者轻易破坏，失去报警作用。3.5电源电路设计远程红外报警系统中单片机和TC35模块等电路都需要稳定的5V电压供电。系统电源部分的电路原理图如图3-16所示。交流220V经变压器降压后送到由四个整流二极管构成的全桥整流电路整流，经过整流后交流电压转换成了脉动直流，在经过电容的滤波后送到三端集成稳压电路7805的输入端，经7805的稳压后为控制电路提供稳定的5V电压。再经电容C20滤波后，进一步提高电源的品质，保证系统控制部分电源的供电品质。图3-16系统的电源部分电路图-61-n第四章系统的软件部分设计4.1TC35模块的编程4.1.1与SMS有关的GSMAT指令介绍GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范GSM07.07中定义的ATCommand接口,提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口;GSM07.05对短消息作了详细的规定。在短消息模块收到网络发来的短消息时,能够通过串口发送指示消息,数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令。与SMS有关的GSMAT指令如表1所列。GSMAT指令集,是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP等厂家共同为GSM系统研制的,其中包含了对SMS(ShortMessageService)的控制。表4-1与SMS相关的GSMAT指令　　1、设置短消息中心AT+CSCA=‚+8613800270500回车(具体的号码由当地的运营商决定)。2、接收短消息+CMTI:SM，X(X表示接收短消息的SIM卡存储号码)AT+CMGR=X回车(从X存储区读短消息);AT+CMGD=X回车(从X存储区删除短消息)。-61-n3、发送短消息AT+CMGF=1回车(采用文本格式发送，如用PDU格式，则AT+CMGF=0)。AT+CMGS=‚+8613xxxxxxxxx回车>输入短消息。Crtl+Z结束并发送。4、重要的指令ATZ;E回车EchoOFFATZ;E1回车EchoONAT+CREG？回车回答x(X=2脱网，X=1注册，X=0状态不明)AT+COPS？回车表示SIM卡是否被网络接受AT+COPS=?回车显示所有可用的网络。5、建立语音呼叫AT+CREG？回车(是否网络注册)ATD13xxxxxxxxx；回车(语音呼叫和数据呼叫建立的区别在于号码后所接的分号上)。6、改变并保存参数AT+IPR=2400回车(改变RS232口的速率至2400bps)AT&W回车(保存已改参数)7、输入PIN码AT+CPIN=‚xxxx。4.1.2短消息的模式SMS共有三种模式：1、BlockMode2、基于AT命令的PDUMode使用Block模式需要手机生产厂家提供驱动支持，目前，PDUMode已取代BlockMode,TextMode比较简单。使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PDU模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。一般的PDU编码由ABCDEFGHIJKLM十三项组成。A：短信息中心地址长度，2位十六进制数(1字节)。B：短信息中心号码类型，2位十六进制数。C：短信息中心号码，B+C的长度将由A中的数据决定。D：文件头字节，2位十六进制数。E：信息类型，2位十六进制数。F：被叫号码长度2位十六进制数。G：被叫号码类型，2位十六进制数取值同B。H：被叫号码长度，由F中的数据决定。I：协议标识，2位十六进制数。J：数据编码方案，2位十六进制数。K：有效期，2位十六进制数。L：用户数据长度，2位十六进制数。-61-nM：用户数据，其长度由L中的数据决定。J中设定采用UCS2编码，这里是中英文的Unicode字符。以下是用串口调试助手成功发送的中文短信息完整过程，短信中心号码：13800513500短信接收方号码：13306285091短信内容：晚上好123。AT(回车）通讯握手OKAT+CMGF=0设置为PDU模式，因为要发送中文汉字OKAT+CMGS=6发送短消息的字节数>表示可以接收数据0891683108503105F011000B813103265890F10008A90C665A4E0A597D003100320033包含短信中心、接收方手机号码和短信内容的数据1A发送结束标志，一定要十六进制大写模式，不是ASIC码。（可以在串口调试助手中勾选十六进制选项）只有最后发送1A十六进制码后短信才会被成功发出！+CMGS:45OK表示第45条短信发送成功下面分析这条信息：08——表示短消息中心地址长度；91——表示短消息中心号码类型；68——中国代码；3108503105F0——表示短消息房层中心号码13800513500；1100——表示发送短消息的编码方式；0B——表示目的地址长度；81——表示目的地址类型；683103265890F1——表示接收短消息的手机号码为13306285091（前面68是固定的，后面的手机号码每2位掉换一下位置，最后一位前面加入F）3208——表示发送中文字符方式；0C——表示短消息长度；665A4E0A597D003100320033——表示发送中文字符的UNICODE码汉字的中文内码：665A{晚}4E0A{上}597D{好}0031{1}0032{2}0033{3}。3、基于AT命令的TextMode短信读取方法：AT+CMGR=X回车-61-n如果有短信息,TC35回应：AT+CMGR=1+CMGR：“RECUNREAD”，“13307496548”，“04/08/17,22:24:32+02”testOKOK短信息分析：“testOK"就是短信息内容。短信息的存储容量与Ic卡有关,序号从1-N。RECUNREAD"：代表短信息未读过。RECREAD"：已读过。13307496548"：接收的手机号码。04/08/17,22：24：32+02"：短信息发送的时间。无短信息,TC35回应：AT+CMGR=3+CMGR：0,0短信的删除方法：AT+CMGD=1回车短信的发送方法：短信息的发送分成两步：1：发送接收的手机号码,等待应答：“>"AT+CMGS="13307496548"回车(目的地址)TC35回应：AT+CMGS="13307496548">2：输入短信息的内容(只能是英文)：Test回车4.1.3AT指令的实现系统程序流程软件设计的重点在于单片机的编程。通过向TC35写入不同的AT指令，能完成多种功能，如网络登录、读取SIM卡上电话号码、发送SMS消息、接收SMS消息等。其中，初始化的工作包括设置串口速率、无线网络登陆以及设置短信模式为PDU。PDU编码包括按PDU的编码规则产生PDU串。单片机与TC35I的软件接口其实就是单片机通过AT指令控制手机的控制技术。单片机与TC35模块通过串口建立连接需要注意以下6点。-61-n1、所有AT指令的指令符号、常数、PDU数据等都是以ASCII编码形式传送，比如‚A‛的ASCII编码为41H，‚T‛的ASCII编码为54H，数字‚0‛的ASCII编码为30H等。2、要传送透明数据，必须把TC35I模块的工作模式设置为PDU模式，即通过指令AT+CMGF=0完成。3、单片机向TC35模块发送每一条指令后，必须以回车符作为该条指令的结束，回车的ASCII编码为0DH，例如单片机向手机发送‚AT+CMGF=0‛这条指令，其ASCII编码序列为‚41H、54H、2BH、43H、4DH、47H、46H、3DH、30H、0DH‛，最后一个字节0DH就是回车符，表示该条指令结束，如果没有这个回车符，手机将不识别这条指令。4、当TC35模块接收到一条完整的AT指令后，TC35模块并不立即执行这条指令，而是①先把刚才接收到的AT指令的ASCII编码序列全部反发送出来（含0DH）；②其次发送一个回车符和换行符的ASCII编码，即0DH和0AH；③执行该条指令。5、单片机读取TC35模块的PDU数据时，原始数据应该是16进制数，但读回的数据仍然是ASCII码表示的16进制数。这样，1个字节的16进制数就变成2个字节的ASCII码。但是，PDU数据包中的数据字节长度部分仍然是实际字节长度，而不是变成ASCII码的字节长度，这在编程时应特别注意，否则，接收的数据就不完整。单片机接收到PDU数据包数据后，必须将其恢复成16进制数据。6、TC35模块向单片机应答PDU数据包的字节数时不包括前9个字节数据(短信服务中心地址)，但向单片机传送PDU数据包时，包括这9个字节的数据。4.1.4接收短信识别控制子程序设计根据程序设计需求，只需提取被叫号码和用户数据。被叫号码用来确认是否主机号，当不是主机号时不进行下一步操作。清空缓存，继续监控。确认后，根据用户短消息内容不同，做相应设置。如下图-61-n图4-1短信接收识别控制子程序流程图发短信报警时采用的是TEXT模式，程序中预先定义好短信内容的TEXT串，以实现短信的发送；而在接收短信时，要求有效短信内容仅为数字和字母，因此采用的是TEXT模式，这样避免了复杂的汉字编码和PDU编码的转换问题。收发短信的处理是通过AT命令来实现的。软件设计的另一重点是保证数据的安全性和可靠性。在安全性方面，采用DES或3DES算法，对数据的合法性进行鉴权和认证。认证采用双向鉴权，服务器端对远程监控单元发送数据的有效性进行鉴别，自动过滤掉错误信息；远程监控通信单元对服务器下达的控制命令的合法性进行认证，去伪存真。在数据可靠性方面，增加校验位和纠错位，对数据进行编码后传输，可以进一步增加复杂环境下数据传输的可靠性。-61-n4.2串行口的编程及串口中断服务程序流程4.2.1串行口的编程单片机与TC35模块的通信方式属于异步通信。在异步通信中，数据通常是以字符为单位组成字符帧传送的。字符帧由发送端一帧一帧地发送，每一帧数据均是低位在前，高位在后，通过传输线被接收端一帧一帧地接收。发送端和接收端可以由各自独立的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟彼此独立，互不同步。在异步通信中，接收端是依靠字符帧格式来判断发送端是何时开始发送，何时结束发送的。字符帧格式是异步通信的一个重要指标。字符帧（CharacterFrame）字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等4部分组成，波特率（baudrate）异步通信的另一个重要指标为波特率。波特率为每秒钟传送二进制数码的位数，也叫比特数，单位为b/s，即位/秒。波特率用于表征数据传输的速度，波特率越高，数据传输速度越快。但波特率和字符的实际传输速率不同，字符的实际传输速率是每秒内所传字符帧的帧数，和字符帧格式有关。串行通讯口的主要寄存器设置及串口工作方式如下。1、数据缓冲器SBUF发送SBUF和接收SBUF共用一个地址99H。1）发送SBUF存放待发送的8位数据，写入SBUF将同时启动发送。发送指令：MOVSBUF，A2）接收SBUF存放已接收成功的8位数据，供CPU读取。读取串行口接收数据指令：MOVA，SBUF2、串行口控制/状态寄存器SCON(98H)SM0，SM1：选择串行口4种工作方式。SM2：多机控制位，用于多机通讯。REN：允许接收控制位，REN=1，允许接收；REN=0，禁止接收。TB8发送的第9位数据位，可用作校验位和地址/数据标识位RB8：接收的第9位数据位或停止位TI：发送中断标志，发送一帧结束，TI=1，必须软件清零RI：接收中断标志，接收一帧结束，RI=1，必须软件清零3、节电控制寄存器PCON-61-nSMOD(PCON.7)：波特率加倍控制位。SMOD=1，波特率加倍，SMOD=0，则不加倍。串行接口通过SM0，SM1选择四种工作方式。1)方式0：同步移位寄存器方式。用于扩展并行I/O接口。(1)一帧8位，无起始位和停止位。(2)RXD：数据输入/输出端。TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。(3)波特率B=fosc/12如：fosc=12MHz，B=1MHz，每位数据占1ms。(4)发送过程：写入SBUF，启动发送，一帧发送结束，TI=1。接收过程：REN=1且RI=0，启动接收，一帧接收完毕，RI=1。2)方式1：8位数据异步通讯方式。(1)一帧10位：8位数据位，1个起始位(0)，1个停止位(1)。(2)RXD：接收数据端。TXD：发送数据端。(3)波特率：用T1作为波特率发生器，B=(2SMOD/32)×T1溢出率。(4)发送：写入SBUF，同时启动发送，一帧发送结束，TI=1。接收：REN=1，允许接收。接收完一帧，若RI=0且停止位为1(或SM2=0)，将接收数据装入SBUF，停止位装入RB8，并使RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。3)方式2和方式3：9位数据异步通讯方式。(1).一帧为11位：9位数据位，1个起始位(0)，1个停止位(1)。第9位数据位在TB8/RB8中，常用作校验位和多机通讯标识位。(2)RXD：接收数据端，TXD：发送数据端。(3)波特率：方式2：B=(2SMOD/64)×fosc。方式3：B=(2SMOD/32)×T1溢出率。4、发送：先装入TB8，写入SBUF并启动发送，发送结束，TI=1。接收：REN=1，允许接收。接收完一帧，若RI=0且第9位为1(或SM2=0)，将接收数据装入接收SBUF，第9位装入RB8，使RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。本设计根据TC35的数据传输特性，将串口设置成工作方式1，8位数据位，1个停止位。波特率设为9600。4.2.2串口中断服务程序流程串口中断服务程序用于对系统接收到的短信信息进行处理，从而对系统的工作状态进行设置。当TC35接收到短信信息后，通过MAX232进行电平转换成TTL电平后送到单片机的串行口，从而触发串行口接收中断，在串行口中断服务程序中，系统将调用-61-n短信接收识别控制子程序对接收到的短信息进行分析和处理，判断用户是要修改管理密码还是要启停报警。处理完用户的管理指令后，中断程序将返回，继续执行报警查询的工作。串行口中断服务程序流程图如下图所示：进入中断关中断调用短信接收识别控制子程序根据短信内容，设置系统状态开中断中断返回图4-2中断服务程序流程图当单片机串行口接收到TC35传输的数据时，进入中断服务程序，进入中断后，为了防止执行中断服务程序过程中再次进入中断，首先关闭中断。之后程序将调用短信接收识别控制子程序，根据接收到的短信的内容设置系统当前的状态。之后软件开中断后，中断返回。4.3系统的主程序设计用户管理指令的短信接收主要靠中断服务程序中调用短信接收识别控制子程序来完成，主程序主要完成红外探测电路报警信号的检测和判断，现场报警信号的输出控制，以及报警信息的发送等工作，系统主程序流程图如图4-3所示.系统上电，程序开始执行，首先进行定义变量、设置串口工作方式等初始化操作，之后程序进入循环状态。在每个循环周期中，软件首先判断红外探测电路是否检测到有人活动，如果判断红外探测电路没有检测到有人入侵则继续循环判断探测的输入状态。如果判断红外探测电路检测到有人入侵，则软件继续判断系统当前是否处于报警开启状态。这一状态由用户通过发送管理命令的短信，通过中断服务程序来进行修改和设置。如果系统目前处于报警关闭状态，则系统不报警，软件返回继续判断探测输入状态和报警启停状态。如果系统处于报警开启状态则，软件通过控制端口启动报警电路，发出声音报警，吓跑入侵者。于此同时，软件调用报警信息发送子程序。向-61-n用户手机发送报警信息。发送报警信息的流程首先发送TC35模块联机指令，之后将TC35模块设置成信息发送状态。然后发送ALARM字符信息到用户手机，发送结束后，还要发送结束字符串。随后程序将返回，重复上述过程，开始下一个循环周期的执行。开始初始化启动报警电路探测电路有信号输入TC35联机设置TC35发送信息发送ALARM信息发送结束处于报警启动状态YNYN图4-3系统的主程序流程-61-n第五章系统制作与调试5.1硬件制作与调试5.1.1系统PCB板的设计PCB板的设计是电路设计的最后一个环节，也是对原理电路的再设计。因此PCB板的设计是理论设计到实际应用一个十分重要的内容。印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件．它提供电路元件和器件之间的电气连接。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大．因此，在进行PCB设计时．必须遵守印制电路板设计原则和抗干扰措施的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。本次设计采用Altium公司PROTEL系列设计完成SCH到PCB的设计，并且手工完成电路焊接以及整机的装配。5.1.2系统硬件调试本系统的硬件调试分为以下阶段进行调试：(1)逻辑错误调试样机硬件的逻辑错误是由于设计错误和加工过程中的工艺性错误所造成的。这类错误包括：错线、开路、短路等几种，其中短路是最常见的故障。(2)器件调试元器件失效的原因有两个方面：一是器件本身已损坏或性能不符合要求；二是由于组装错误造成的元器件失效，如电解电容、二极管的极性错误，集成块安装方向错误等。(3)可靠性调试引起系统不可靠的因素很多，如金属化孔、接插件接触不良会造成系统时好时坏；内部和外部的干扰、电源纹波系数过大、器件负载过大等造成逻辑电平不稳定；另外，走线和布局的不合理等也会引起系统可靠性差。(4)电源故障若样机中存在电源故障，则加电后将造成器件损坏。电源的故障包括：电压值不符合设计要求，电源引出线和插座不对应，电源功率不足、负载能力差。在本次调试在调试样机加电之前，先用万用表和示波器,根据硬件电气原理图和装配图仔细检查样机线路的正确性，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。还特别注意电源的走线，防止电源之间的短路和极性错误，并重点检查扩展系统总线是否存在相互间的短路；或其它信号线的短路，由于本设计的印刷电路板布线密度较高，出现了两处因工艺原因造成短路，短路点用刻刀断开。-61-n对于样机所用的电源事先做了单独调试，调试好后，检查其电压值、负载能力、极性等均符合要求，然后加到系统的各个部件上。在不插片子的情况下，加电检查各插件上引脚的电位，仔细测量各地点电位是否正常，还特别注意单片机插座上的各点电位是否正常，防止了联机时会损坏仿真器。5.2软件与联机调试5.2.1主控程序调试软件调试与所选用的软件结构和程序设计技术有关。本系统采用模块程序设计技术，逐个模块调好以后，再进行系统程序总调试。由于采用了实时多任务操作系统，采用是逐个任务进行调试，下面进一步予以说明。在调试第一个任务时，同时也调试相关的子程序、中断服务程序和操作系统的程序。等逐个任务调试好以后，再使各个任务同时运行，在本次调试中操作系统中没有错误，在单步和断点调试后，进行了连续调试，因为单步运行只能验证程序的正确与否，而不能确定定时精度、CPU的实时响应等问题。等全部完成后，反复运行多次，除了观察稳定性之外，还观察了用户系统的操作是否符合设计要求的操等，部分程序作了适当修正后系统能够正常运行　5.2.2短消息发送调试监控软件在平时不断检测各报警点的信号，当有异常情况时，系统通过TC35模块自动发出报警信息，在TC35初始化之前要用定时器延时约5s，等待TC35自检完毕，然后检查SIM卡，如果检查到无SIM卡，系统就会调用提示出错程序；有SIM卡则继续检查移动运营商，之后再对TC35进行初始化，主要是用AT命令初始化发送方式、设置短信中心号码和登录网络的测试。特别需要注意的是：不能给SIM卡设置开机密码，否则不能正常登录到GSM网络，还有在收到短消息命令后必须先判断是否是手机预设号码，如果是就处理，否则删除。TC35采用AT命令，单片机可以通过正确的AT指令对TC35进行初始化和短消息的接收与发送。对短消息的控制有三种模式：Block模式、PDU模式和Text模式。使用Block模式需要手机生产厂家提供驱动支持，目前已被PDU模式所取代；Text模式比较简单，可以实现数字和字符的直接收发，但Text模式不支持中文；PDU模式是将GB2312的中文编码转换为Unicode编码，容易实现中文编解码。本设计主要传送中文信息，本系统为了编程方便，使用PDU模式完成短消息的发送。调试步骤：1、华为EM310GSM模块开发套件连接-61-n（1）将SIM卡放入SIM卡槽内（2）将开发板通过串口连到PC机上（3）将开发板连接电源1、启动GPRS测试工具软件，并在界面上找到正确串口初始界面如下图所示：图5.1初始串口测试软件界面(1)输入指令at-61-n图5.2输入at界面注：输出ok,表示串口通信正常(2)输入指令at+cgsn查询产品序列号图5.3查询产品序列号界面注：该产品序列号为356300014500841-61-n(3)输入指令atd15950495330；向号码15950495330拨号图5.4向15950495330拨号且接通注：1、接收数据中第一个ok表示串口响应该命令，不接通，第二个ok表示接通图5.5向15950495330拨号且未接通注：NOCARRIER表示未接通或对方挂断-61-n第六章结论与展望与现有报警系统相比，本报警系统的主要功能和优势有以下几方面：1、由于采用人体传感的热释红外传感器，当人体进入监控区域内，立即产生报警信号，有效避免了因为其他以外情况所触发的报警器误报的发生。2、可靠性高。SMS短信息方式相比，GSM网络采用面向连接的TCP协议通信，避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可以与多个监测点同时进行数据传输，互不干扰。GSM短信遥控模块本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰性能，完全避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。3、实时性强。GSM具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多点同时传输，因此GSM监测数据中心可以多个监测点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GSM实际数据传输速率在30Kbps左右，完全能满足系统数据传输速率的需求。4、由于报警系统采用了移动通信模块和采用单片计算机智能控制，当报警信号产生时，移动通信模块自动向报警电话发送报警短信息，这样报警信号就可以传送到移动通信服务覆盖的任何地方（全球通），克服可报警信号传送距离近的不足。主人接到报警信号后可以采取必要措施，如打报警电话，联系小区保安，或者亲自查看。5、与现有报警系统相比，该报警系统解除报警监控的方法是使用主人手机联系报警系统才能解除监控。主人的移动电话既是报警信号的接收装置，又是报警系统的解除遥控器。克服了报警系统需要单独设置遥控器的不足。6、它对用户的短信指令响应也比较迅速，在网络信号较好时，从指令短信成功发送到收到监控终端的回复短信，一般只需40秒左右。它的自定义功能使用户的监控操作变得更加直观、方便。由于时间有限，基于GSM技术的超远程无线监控系统，还存在一些需要改进和进一步完善的地方，包括:1、当采用短消息进行传送数据时，通讯数据量小，速度慢，非实时，当信道阻塞时，无法及时传送信息，如有专用网络费用可能比较高。2、对于移动设备来说，可结合卫星定位的GPS(全球定位系统)等设备，精确的确定移动系统的位置和去向。在防盗报警中的应用将更有效。3、如何应用于目前最新的2.SG无线数据通讯技术GPRS、CDMA中，乃至3G-61-n中。本论文只讨论了GSM系统下语音和短消息数据传输应用，但是对更先进的系统的应用加以研究可增加技术储备，为将来的应用系统功能扩展打下良好的技术基础，比如最近运营商推出的“彩信”业务，就是基于GPRS网络，是短消息的技术升级，不仅数据容量可达l00K，而且还可以传输图片、声音、动画等，相信多媒体业务的应用系统将是未来的发展方向，进行多方面的考察和技术储备也是非常必要的。综上所述，本系统充分利用了现有的GSM网络资源，通过在实际GSM网络中的试运行证明：该系统能够达到设计初期的各项要求，满足智能安防要求。该设计思想也可辐射到信息家电、智能小区、远程监视系统、环境自动监测、无人值守系统等领域。-61-n致谢随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几个月的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我的指导老师刘大伟老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益最后，感谢在百忙之中给我审稿的诸位老师。王小龙二一一年六月于南京-61-n参考文献[1]侯东良,冯筱林.一种入侵监测系统的设计与实现[J].科技信息,2009,35:847-848.[2]陈杰.传感器检测技术[M].北京：高等教育出版社,2004.[3]黄继昌,徐巧鱼,张海贵.传感器工作原理及应用实例[M].北京:人民邮电出版社,1998.[4]张小强.一种基于GPRS技术的无线监控系统[J].无线电电子学与技术,2004,6:8-12.[5]MoulyM，PauterMB.GSM数字移动通信系统[M].北京:电子工业出版社,1996.[6]章九华.基于短信的安防系统的设计与实现[J].精密制造与自动化,2006(1):23-24.[7]邬春明.基于TC35I的小区远程报警系统[J].电子技术应用,2007,33(11):129-132.[8]朱万贵,郑国君,顾新建.基于SMS的远程监控系统的设计与实现制造业自动化[J].制造业自动化,2003,12:32-33.[9]王学华.利用GSM短信技术传输报警信号[J].警察技术,2002,1:33-35.[10]杨建秋.基于短信的温度报警系统的研究[J].微计算机信息,2002,7:14-15.[11]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.[12]孙涵芳,徐爱卿.MCS51系列单片机原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,1991[13]梅丽凤,王艳秋,张军等.单片机原理及接口技术[M].北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2004.[14]吴国戌,沈庆阳.单片机时间与应用[M].北京:清华大学出版社,2003.[15]何利民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.[16]仇玉章,孙力娟,高翔.微型计算机系统与接口技术[M].南京:江苏科学技术出版社,1997.[17]马忠梅,籍顺心.单片机的C语言应用程序设计(第3版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.[18]马潮.嵌入式GSM短信息接口的软硬件设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2003,7:8-10.[19]王骐.GSM模块实现短信收发的软件设计[J].单片机与嵌入式系统应用.2005,1:9-10.-61-n附录A：远程红外报警系统整体电路图-61-n附录B：程序清单-61-n#include#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitRSD_IN=P3^2;//红外探测电路输入sbitALARM_OUT=P1^7;//音响报警控制//AT指令的定义charcodeAT_Tc35[]="AT+";//连机charcodeBps_Tc35[]="IPR=38400";//波特率charcodeText_Tc35[]="CMGF=1";//文本模式charcodeRead_Tc35[]="CMGR=";//读信息charcodeErase_Tc35[]="CMGD=";//删除信息charcodeSend_Tc35[]="CMGS=";//发送信息charcodeCreg_Tc35[]="CREG?";//注册charcodeAT_Code[]="OK";charcodeAsk_No[]="+CMGR:0,,0";charcodeERROR[]="ERROR";charcodeAsk_Tc35[]="/";charcodeSK[]=">";biton=1;//报警是否启动标志//************************************延时子函数*****************************************************voiddelay(unsignedinti)//延时函数{while(i--);}//**********************************TC35编程******************************************************//发送-个ASCIIvoidSendASC(unsignedcharASC){-61-nbites;es=ES;ES=0;//关闭中断TI=0;SBUF=ASC;while(!TI);TI=0;ES=es;}//发送命令到TC35voidSendToTc35(unsignedchar*p,unsignedcharLong){while(Long--){SendASC(*p++);}}//发送AT连机命令voidSend_AT(void){unsignedchar*p;while(1){ClrRsBuf(RsBuf,sizeof(RsBuf));SendToTc35(AT_Tc35,2);//"AT"SendASC(OVER);//************等待应答"ok"ES=1;//必须中断Delay(50);P=strstr(RsBuf,AT_Code);if(p!=NULL)break;})//发送bps连机命令voidSend_BPS(void){SendToTc35(AT_Tc35,3);//"AT+"-61-nSendToTc35(Bps_Tc35,sizeof(Bps_Tc35)-1);//"IPR=19200"SendASC(OVER);}//设置文本voidSetText(void){SendToTc35(AT_Tc35,3);//"AT+"SendToTc35(Text_tc35,sizeof(Text_tc35)-1);//"IPR=19200"SendASC(OVER);Delay(100)：//删除短信息unsignedcharEraseMsg(unsignedcharindex){unsignedchar*p,i=20;SendToTc35(AT_Tc35,3);//"AT+"SendToTc35(Erase_Tc35,sizeof(Erase_Tc35)-1);//"IPR=19200"SendASC(index);SendASC(OVER);ES=1;while(i--){Delay(200);P=strstr(RsBuf,AT_Code);if(P!=NULL){return1;}}return0;}//读取短信息unsignedcharReadMsg(unsignedcharindex){unsignedchar*p,i;unsignedcharBuf[40];SendToTc35(AT_Tc35,3);//"AT+"SendToTc35(Read_Tc35,sizeof(Read_Tc35)-1);SendASC(index);SendASC(OVER);ES=1;//必须中断Delay(600);-61-n/*-------ES=0：SendToTc35(RsBuf,99);ES=1;*/|p=strstr(RsBuf,ERROR);if(P!=NULL){Send_AT();return0;p=strstr(RsBuf,Ask_No);//无信息if(p!=NULL)return0;p=strstr(RsBuf,Ask_Tc35);//20个字节后是MSGif(p==NULL)return0;p=p+21;for(i=0;i=sizeof(RsBuf)){RsPoint=0;}//数据处理ReadMsg(unsignedcharindex);//调用读信息子程序}-61-n}//*********************************主程序*****************************************************main(){unsignedchar*p,i=10;//初始化SCON=0x50;//01010000b=>1模式scon,#11011000b;EA=1;ES=1;While(1)if(RSD_IN==1%%ON==1){ALARM_OUT=1;SendToTc35(AT_Tc35,3);//"AT+"SendToTc35(Send_Tc35,sizeof(Send_Tc35)-1);//"IPR=19200"SendASC(ALARM);SendToTc35(Mp1.Hand,sizeof(Mp1.Hand));//"AT+"SendASC(ALARM);SendASC(OVER);}}-61-n学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）：年月日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：□公开□保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)作者签名：_______导师签名：______________年_____月_____日_______年_____月_____日-61-n独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:二〇一〇年九月二十日 毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名:二〇一〇年九月二十日-61-n致谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。-61-n最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。-61-