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摘要：
短消息業(yè)務(wù)作為GSM網(wǎng)絡(luò)上的一種基本業(yè)務(wù)，覆蓋范圍比較廣，連接比較簡(jiǎn)單，費(fèi)用比較低廉等特點(diǎn)得到了系統(tǒng)開發(fā)商和運(yùn)用商的重視。其中GSM短消息平臺(tái)充分借助GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)短消息報(bào)警，具有成本低，投資少，穩(wěn)定性較強(qiáng)等特點(diǎn)，還具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，符合家居智能化發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：
一、本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容
本設(shè)計(jì)研究的基于GSM通信的智能家居報(bào)警系統(tǒng)包括單片機(jī)控制模塊、GSM通信模塊、傳感器采集模塊以及聲光報(bào)警模塊。本課題主要完成的任務(wù)包括：
1.硬件部分：包括GSM通信模塊的選擇，傳感器的選擇，家居探測(cè)電路的設(shè)計(jì)以及報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。
2.軟件部分：包括定時(shí)器的定時(shí)、各種傳感器的檢測(cè)、單片機(jī)控制GSM模塊發(fā)送短信息程序編寫。
3.系統(tǒng)的綜合調(diào)試與分析：在系統(tǒng)軟硬件完成以后，要進(jìn)行綜合的測(cè)試與實(shí)驗(yàn)，分析系統(tǒng)的可靠與實(shí)用性，調(diào)整完善系統(tǒng)的不足之處。
二、系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)的智能報(bào)警系統(tǒng)是利用基于GSM系統(tǒng)的移動(dòng)平臺(tái)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短信息業(yè)務(wù)，將GSM通信與家庭報(bào)警結(jié)合起來，當(dāng)出現(xiàn)警情時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)以短信息的方式發(fā)送到房主的手機(jī)上，提醒房主采取相關(guān)措施。
1.系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)在正常工作時(shí)處于低功耗監(jiān)控狀態(tài)，一旦發(fā)生警情，即當(dāng)各類傳感器檢測(cè)到異常信號(hào)(如火警、盜竊、煤氣等)時(shí)，單片機(jī)通過從相應(yīng)傳感器引腳接收到的信號(hào)同預(yù)先存儲(chǔ)在ROM中的信息進(jìn)行對(duì)比，判斷出異常情況的類型，然后將報(bào)警信號(hào)由串口傳送給GSM模塊，最后將報(bào)警信號(hào)以短信形式發(fā)送給預(yù)先設(shè)定手機(jī)號(hào)碼的用戶，幾秒鐘后，用戶的手機(jī)上就可以接收到報(bào)警短信，以提醒用戶采取措施。
2.總體電路
左邊從上到下依次為紅外探測(cè)電路、溫度探測(cè)電路、氣體探測(cè)電路，它們組成了家庭傳感器探測(cè)電路。當(dāng)傳感器檢測(cè)到有異常時(shí)，就會(huì)分別通過P1.0，P1.1，P1.2口輸出相應(yīng)的電平進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行處理。左下部分為TC35模塊，串口通訊電路。其中TC35模塊可將報(bào)警以短信息形式發(fā)送給用戶，串口通訊電路用于單片機(jī)與PC機(jī)或單片機(jī)與TC35模塊間的串口通信。中間部分為單片機(jī)最小系統(tǒng)，復(fù)位及時(shí)鐘電路。右上部分為單片機(jī)對(duì)信號(hào)處理后通過內(nèi)部程序控制相應(yīng)的LED燈亮來和蜂鳴器響，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。
3.單片機(jī)控制模塊
單片機(jī)控制模塊由兩部分電路組成，分別是電源電路、時(shí)鐘復(fù)位電路和單片機(jī)，其中單片機(jī)選用的是STC89C52RD單片機(jī)。電源及時(shí)鐘復(fù)位電路。復(fù)位電路與單片機(jī)的REST腳相連，在VCC和REST端接一個(gè)大小為22uF的電解電容，利用內(nèi)部復(fù)位下拉電阻REST構(gòu)成復(fù)位電路，按下REST鍵，使單片機(jī)復(fù)位，回到初始狀態(tài)兩個(gè)22pF的電容、11.0592MHz晶振和單片機(jī)的XTAL1，XTAL2管腳相邊，構(gòu)成時(shí)鐘電路。
4.傳感器采集模塊
由一組功能不同的傳感器構(gòu)成傳感器模塊，用于監(jiān)測(cè)家庭中可能發(fā)生的各種異常情況。DS18B20溫度傳感器用于對(duì)家庭溫度的測(cè)量，以防火災(zāi)的發(fā)生。DS18B20與微處理器接線時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊，而且在不需要任何外圍元件，大大簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)。由光敏電阻和紅外發(fā)光管腳做在一起形成的紅外對(duì)管作為防盜傳感器。發(fā)光管和接收管中間有沒障礙物時(shí)，單片機(jī)P1.1管腳所輸入的電平會(huì)不同，當(dāng)有障礙物時(shí)電路處于觸發(fā)狀態(tài)。MQ-2型氣體傳感器用于對(duì)以氫氣為主要成分的城市煤氣、天然氣的測(cè)量，對(duì)所測(cè)試的氣體有極高的靈敏度和信噪比。工作原理：在這個(gè)電路中，發(fā)光二極管LED的作用是檢查電路是否接通了電源，當(dāng)LED發(fā)光后說明電路被加上了電壓，可能正常工作，否則就表示電源電路沒有電壓輸出，電阻R6的作用是保護(hù)發(fā)光二極管，防止因電壓過大使它燒壞。調(diào)節(jié)電位器R8和R9，在氣體傳感器沒有響應(yīng)的狀態(tài)下，使LM358的反向端(2腳)的電壓高于同相端(3腳)的電壓，輸出端(1腳)輸出低電平de氣體傳感器有響應(yīng)的情況下，則是2腳電壓低于3腳電壓，1腳輸出高電平。
三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
1.TC35模塊的軟件設(shè)計(jì)
短信息收發(fā)系統(tǒng)由西門子TC35模塊組成，單片機(jī)與TC35相連接，TC35由AT命令控制。它包含了GSM語音和短信息的控制。根據(jù)AT指令的GSM07.05標(biāo)準(zhǔn)，一般發(fā)送和接收中文或中/英文混合的短信息必須采用PDU模式，TEXT模式只支持傳送英文和數(shù)字信息。由于PDU模式的編解碼過程非常復(fù)雜，所以本文選擇TEXT模式作為系統(tǒng)的通訊模式。
2.傳感器模塊的軟件設(shè)計(jì)
STC單片機(jī)通過定時(shí)器每隔一段時(shí)間對(duì)傳感器接口電路的I/O口進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到有傳感器的開關(guān)量變化時(shí)，則說明報(bào)警信息產(chǎn)生，進(jìn)行發(fā)送報(bào)警信息。
四、結(jié)語
本文設(shè)計(jì)的智能家居報(bào)警系統(tǒng)主要由傳感采集模塊與GSM模塊構(gòu)成。其中，傳感器采集模塊可以根據(jù)用戶的要求和家庭環(huán)境的不同作出相應(yīng)的選擇，由于時(shí)間、經(jīng)費(fèi)問題，這里選用了紅外傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器；GSM模塊選用Siemens公司的TC35模塊；使用STC89C52RD單片機(jī)為控制中心，將報(bào)警信號(hào)通過TC35模塊以短信息的形式發(fā)送到房主手機(jī)上。
作者：高偉 張萬里 單位：長(zhǎng)春財(cái)經(jīng)學(xué)院 長(zhǎng)春大學(xué)電子信息工程學(xué)院
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