家居安全自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 家居安全自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 張琴 所在系部： 電氣信息系 專業(yè)班級： 電子信息工程 指導(dǎo)老師： 日 期： 二O一三年十月 Home furnishing security alarm system design By Qinzhang

2、 October 2013 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)院有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)院保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文

3、被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 1、保密 □，在 年解密后適用本授權(quán)書。 2、不保密 □。 （請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”） 作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名：

4、 年 月 日 摘 要 隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對自己生活環(huán)境的要求也日益增加，安全、舒適的居住環(huán)境成了每個家庭住戶必備的生活需求，提出了住宅安全保障的自動化問題。本課題從中國用戶的實(shí)際情況出發(fā)，將傳統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)、紅外報(bào)警系統(tǒng)、可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化整合。通過單片機(jī)進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)組成一個綜合性的全方位的家居安全報(bào)警系統(tǒng)。 本系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩部分。在信號檢測硬件部分,熱釋電傳感器應(yīng)用在防盜系統(tǒng)中，溫度傳感器可以實(shí)時監(jiān)控室內(nèi)溫度，判斷險情，CO傳感器用于檢測室內(nèi)是否有可燃?xì)怏w泄漏。

5、西門子的無線通信模塊TC35I具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、便于操作等特點(diǎn)。矩陣鍵盤用于設(shè)定模塊的工作狀態(tài)、液晶顯示器實(shí)時顯示當(dāng)前的安全狀況。當(dāng)發(fā)生緊急情況時，可以實(shí)現(xiàn)語音、短信報(bào)警。該安全系統(tǒng)具有實(shí)時性好，操作簡單，具有良好的人機(jī)界面等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞: 安全系統(tǒng) 傳感器 TC35I Abstract With the rapid development of China’s national economy, the living standard of the people is improving con

6、tinuously, people also unceasingly make demands of the living conditions. Safe and comfortable living environment has become an essential feature of every household living need, and the automation of residential security is proposed. From the actual situation of Chinese users, this paper optimizes

7、and integrates traditional alarm such as Infrared alarm system, combustible gas leakage alarm system. Fire alarm system and so on to form an all-round comprehensive residential alarm system by using MCU system control to provide reliable security services. This system is mainly includes hardware a

8、nd software parts. In the signal detection hardware part, Phroelectric infrared applies in guarding against theft system. The temperature sensor is able to monitor the real-time indoor temperature and identify dangerous circumstance and the CO sensor is used for toxic gas detection. We can also set

9、the tasks through the keyboard and show the working information through the LED. The alarm system also has timeliness well, the human-machine interface friendly, the management operation simple. Key words: Security System ;sensor; TC35I

10、 1 引言 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們的家居生活正變得越來越舒適便利。然而，生活中總存在這樣那樣的一些安全隱患：如火災(zāi)、煤氣中毒、盜竊案件等，嚴(yán)重危害到人們的安全。早期人們安全防范的主要方法是安裝防盜門，防盜窗，防盜網(wǎng)等。這樣不僅有礙美觀，還不符合防火的要求。于是智能家居的概念應(yīng)運(yùn)而生。人們利用高科技智能設(shè)備來代替原來的物理安防，初期的家庭安全報(bào)警系統(tǒng)存在靈敏度不高、效率低、誤報(bào)率高、功能單一、耗能大等缺點(diǎn)。所以一套高效快捷、安全可靠、靈活方便的報(bào)警系統(tǒng)對家庭用戶來說非常重要。 1.1 國內(nèi)外研究概況 美國知名電器生產(chǎn)企業(yè)Honeywell公司生產(chǎn)的家庭安全系統(tǒng)具有完善的

11、功能，人性化的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了對家居生活的全方位控制，帶給人們?nèi)碌氖孢m生活體驗(yàn)。Honeywell公司生產(chǎn)的家庭安全系統(tǒng)包括戶內(nèi)外探測部分，樓宇對講部分，家居控制部分以及網(wǎng)絡(luò)家電部分。戶內(nèi)外探測部分由紅外報(bào)警電路，火災(zāi)報(bào)警電路，煤氣報(bào)警電路，門磁報(bào)警電路組成，涵蓋了各類安全報(bào)警范圍。樓宇對講部分可以進(jìn)行戶內(nèi)外、客廳與廚房、浴室的射頻對話功能。家居控制部分控制家庭內(nèi)水電閥門、空調(diào)、窗簾、門鎖，保證家居能源安全。網(wǎng)絡(luò)家電部分可以實(shí)現(xiàn)智能化家電功能，居住者可以遙控家電工作。 國內(nèi)家庭安全報(bào)警系統(tǒng)目前基本上都具有火災(zāi)報(bào)警，煤氣泄漏報(bào)警，防盜報(bào)警和緊急呼叫報(bào)警功能。利用煙霧傳感器、溫度傳感器、紅外傳感器

12、、門磁電路實(shí)現(xiàn)探測功能。同時，部分產(chǎn)品附帶安裝攝像頭，進(jìn)行二十四小時實(shí)時監(jiān)控。但是在產(chǎn)品質(zhì)量及功能上與國外還存在一定差距。據(jù)市場調(diào)查，有少部分市區(qū)家庭安裝了簡易安全報(bào)警裝置，將報(bào)警信息發(fā)送到用戶指定的 ，由于產(chǎn)品的質(zhì)量部穩(wěn)定，沒有采取有效的誤報(bào)警防范措施，且報(bào)警信息又得不到有效的分析過濾，處警也得不到有效的保證，因此防范效果不理想。也有部分小區(qū)通過與樓宇對講系統(tǒng)共有設(shè)備及線路，在室內(nèi)分機(jī)并接安全報(bào)警裝置，將報(bào)警信息發(fā)送到小區(qū)物業(yè)的方式來實(shí)現(xiàn)家庭安防目的。但是由于各類產(chǎn)品功能原理不同，互相間存在不兼容現(xiàn)象，對報(bào)警信息不能進(jìn)行有效的處理，安防效果不明顯。 1.2 本課題設(shè)計(jì)的意義 本文根據(jù)國內(nèi)

13、外研究現(xiàn)狀，研究并設(shè)計(jì)了基于GSM無線技術(shù)的智能家居安全保駕系統(tǒng)，最大限度地滿足用戶人性化需求。本家居安全報(bào)警系統(tǒng)以無線數(shù)據(jù)通訊模塊TC35I作為通訊電路主要器件構(gòu)建GSM通訊模塊、串口通訊模塊MAX232用于計(jì)算機(jī)通訊。 本系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 無線控制的智能家居安全報(bào)警系統(tǒng)免去了傳統(tǒng)有線報(bào)警系統(tǒng)在小區(qū)和主宅內(nèi)復(fù)雜的布線工作，保障了非小區(qū)住戶和分散用戶的實(shí)用，適合于各種家庭住宅。此課題的研究對普及中國家居安防系統(tǒng)居有現(xiàn)實(shí)意義。 2 設(shè)計(jì)原理及方案 根據(jù)國內(nèi)外在家居安防方面上的研究和發(fā)展成果，家居安全系統(tǒng)勢必向著多功

14、能化發(fā)展。結(jié)合中國人的居住條件和實(shí)際情況，完成一款家居安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要以下幾種方法： （1） 用紅外線感應(yīng)器對人體體溫的感應(yīng)； （2） 用溫度感應(yīng)器對火焰和室內(nèi)溫度進(jìn)行感應(yīng)； （3） 用CO氣體感應(yīng)器對煤氣進(jìn)行感應(yīng)； （4） 用GSM模塊進(jìn)行事故發(fā)生時的實(shí)時通知 根據(jù)以上方法，設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)總體框圖： AT89C51 LCD RS232串口通信 TC35i模塊 SIM卡 揚(yáng)聲器 電源 鍵盤 熱釋電紅外傳感器 溫度傳感器 煤氣泄漏傳感器 本系統(tǒng)以AT89C51為核心，外設(shè)部分由鍵

15、盤輸入模塊、LCD顯示模塊、電源模塊、揚(yáng)聲器報(bào)警模塊、GSM通信模塊、傳感器感應(yīng)模塊組成。電源模塊利用家用220V電壓轉(zhuǎn)化為單片機(jī)及其外設(shè)模塊電壓，鍵盤和LCD模塊控制輸入和輸出，設(shè)定時間和通訊號碼。揚(yáng)聲器GSM通信模塊則用于聲光報(bào)警和短信報(bào)警。傳感器感應(yīng)模塊組成由熱釋電紅外傳感器電路、溫度傳感器電路、煤氣泄漏傳感器電路組成，用于探測盜竊、火災(zāi)、可燃?xì)怏w泄漏等情況。 2.1 單片機(jī) AT89C51原理 本設(shè)計(jì)采用的MCU是C51系列的AT89C51。該單片機(jī)以MCS-51為內(nèi)核，其中包括一個CPU，128B的RAM，32個I/O口，工作頻率在33MHz。 其引腳排列如圖所示： AT

16、89C51管腳功能介紹： VCC：供電電壓。 　　 GND：接地。 　　 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。 　　 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLAS

17、H編程和校驗(yàn)時，P1口作為低八位地址接收。 　　 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 　　 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I

18、/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 　　 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時器0外部輸入） P3.5 T1（記時器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時

19、為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 　　 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 　　 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部

20、執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 　　 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 　　 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 　　 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 　　 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。

21、2.2 GSM模塊 GSM模塊TC35I是一個支持中文短信息的工業(yè)級GSM。工作在GSM900和GSM1800雙頻段，可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。其數(shù)據(jù)接口（CMOS電平）通過AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，并且支持Text和PDU格式的SMS，可通過AT命令或關(guān)中斷信號實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。 TC35主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、電源模塊（ASIC）Flash閃存，ZIF連接器、天線接口6部分組成。 作為TC35的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。TC3535模塊的

22、正常運(yùn)行需要相應(yīng)的外圍電路與其配合。TC35共有40個引腳，通過ZIF連接器分別與電源電路、啟動與關(guān)機(jī)電路、數(shù)據(jù)通信電路、語音通信電路、SIM卡電路、指示燈電路等連接。 TC35i模塊有40個引腳，通過一個ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。 TC35i的第1～5引腳是正電源輸入腳通常推薦值4.2V，第6～10引腳是電源地。11、12為充電引腳，可以外接鋰電池，13為對外輸出電壓(共外電路使用)，14為ACCU-TEMP接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護(hù)控制。15腳是

23、啟動腳IGT，系統(tǒng)加電后為使TC35i進(jìn)入工作狀態(tài),必須給IGT加一個大于100ms的低脈沖,電平下降持續(xù)時間不可超過1ms。16～23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。tc35i模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個串行異步收發(fā)器，符合ITU-T RS232接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗(yàn)位，波特率在300bps~115kbps之間可選，默認(rèn)9600。硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集。其中18腳RxD0、19腳TxD0為TTL的串

24、口通訊腳，需要和單片機(jī)或者PC通訊。TC35i使用外接式SIM卡, 24～29為SIM卡引腳，SIM卡同TC35i是這樣連接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通過SIM卡閱讀器與TC35i的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來檢測SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。 TC35i的第32腳SYNC引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示TC35i的工作狀態(tài)，可用AT命令A(yù)T+SYNC進(jìn)行切換，本模塊使用的是后一種。當(dāng)LED熄滅時,表明TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng)LED為600 ms

25、亮/600ms熄時，表明SIM卡沒有插入或TC35i正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng)LED為75 ms亮/3s熄時，表明TC35i已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。30、31、32腳為控制腳，其中30為RTC backup，31為Power down，32 為SYNC。 35～38為語音接口，35、36接揚(yáng)聲器放音。37、38可以直接接駐極體話筒來采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負(fù)端） 2.3 熱釋電紅外傳感器 熱釋電紅外線（FIR）傳感器是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件，它是一種能夠檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器，它能組成防入侵報(bào)警系統(tǒng)或各種自動化節(jié)能裝置。 菲涅爾透

26、鏡是一種由塑料制成的特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡，它用來配合熱釋電紅外線傳感器，以達(dá)到提高接收靈敏度。用菲涅爾透鏡配合放大電路將信號放大60～70dB，就可以檢測10～20m處人的活動。熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出，當(dāng)人體進(jìn)入警戒區(qū)，人體溫度會引起環(huán)境溫度輻射場的變化，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外探頭感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號，則在負(fù)載電阻上產(chǎn)生一個電信號，電信號的大小決定于敏感元件溫度變化的快慢，將這個電信號加以放大，便可以驅(qū)動各種控制電路。熱釋電紅外傳感器如圖所示 熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù): 工作電壓:常用的熱釋電紅

27、外傳感器工作電壓范圍為3～15V; 工作波長:通常為7.5～14 μ m; 源極電壓:通常為0.4～1.1V，R=47kΩ; 輸出信號電壓:通常大于2.0V; 檢測距離:常用熱釋電紅外傳感器檢測距離約為6～10m； 水平角度:約為120； 工作溫度范圍:－10℃～＋40℃。 2.4 MQ-7甲烷、天然氣傳感器 MQ-7氣敏傳感器由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層，測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。填充活性碳的過濾腔體，進(jìn)一步減弱了氮氧化物、烷類等氣體的干擾。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4只用于信號輸出

28、，2只用于提供加熱電流。 MQ-7氣敏傳感器對一氧化碳具有很高的靈敏度和良好的選擇性，同時具有長期使用壽命和可靠地穩(wěn)定性。 如圖為MQ-7靈敏度曲線 其中 溫度：20℃ 相對濕度：65% 氧氣濃度：21% RL=10KΩ Rs:器件在不同氣體，不同溫度下的電阻值。 R0：器件在潔凈空氣下的電阻值。 MQ-7傳感器標(biāo)準(zhǔn)工作條件 符號備注 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤10V DC VH (H) 加熱電壓（高） 5.0V0.2V Ac or DC VH (L) 加熱電壓（低） 1.5V0.1V Ac or DC RL 負(fù)

29、載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω3Ω 室溫 TH (H) 加熱時間（高） 601 seconds TH (L) 加熱時間（低） 901 seconds PH 加熱功耗 約350mw MQ-7傳感器靈敏度特性 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)參數(shù) 備注 Rs 敏感體電阻 2-20ＫΩ 在100ppmCO 中 а 濃度斜率 小于0.6 Rs (300ppm)/Rs(100ppm) 標(biāo)準(zhǔn)工作條件 溫度：20℃2℃ 相對濕度：65%5% Vc:5.0V0.1V VH（高）:5.0V0.1V VH（低）:1.5V0.1V 預(yù)熱時

30、間 不短于48 小時 探測范圍：10ppm-1000ppm 一氧化碳 敏感體功耗（Ps）值可用下式計(jì)算：Ps=Vc2Rs/(Rs+RL)2 傳感器電阻（Rs），可用下式計(jì)算：Rs=(Vc/VRL-1)RL 2.5 DS18B20溫度傳感器 DS18B20溫度傳感器是DALLAS公司生產(chǎn)的采用1-Wire總線技術(shù)的典型產(chǎn)品。它可以將被測溫度直接轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，因此單片機(jī)可以方便地通過串行總線實(shí)現(xiàn)讀取。另外，1-Wire具有成本低、節(jié)省I/O口、抗干擾能力強(qiáng)、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等特點(diǎn)。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下 DS18B20通過編程后，可實(shí)現(xiàn)9~12位的溫度度數(shù)。由于DS18B2

31、0可以由數(shù)據(jù)線本身提供電源，因此單片機(jī)與其連接時，需要一根數(shù)據(jù)線和和一根地線。由于每片DS18B20內(nèi)部都有一個獨(dú)特的片序列號，所以一條單總線上可以掛多片DS18B20，特別適合構(gòu)成多點(diǎn)溫度測控系統(tǒng)。 工作性能如下： 1- Wire數(shù)據(jù)通信； 可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3-5.5V； 12位分辨率時最大工作周期為750ms 可選擇寄生工作方式 檢測溫度在-55~+125℃ 被測溫度在-10~+85℃時，精度為0.5℃ 64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機(jī)掛接 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3.1報(bào)警系統(tǒng)的

32、總體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本課題采用AT89C51單片機(jī)作為主控芯片，AT89C51具有很強(qiáng)的實(shí)用性能，同時價格便宜，已被廣泛運(yùn)用于各種電子儀器中。在AT89C51單片機(jī)的XTAL1、XTAL2端口外接定時元件，使單片機(jī)內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生自激震蕩。外部震蕩元件使用12MHz石英晶體和30pF電容構(gòu)成并聯(lián)諧振回路。為避免程序出錯或操作錯誤引起系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖狀態(tài)，在單片機(jī)RST端口外設(shè)復(fù)位電路，利用一個手動開關(guān)和電容構(gòu)成。 3.2 GSM模塊與單片機(jī)連接的設(shè)計(jì) 通訊模塊TC35與單片機(jī)連接的電路如圖所示，TC35RXD\TXD口與MAX232芯片連接，通過MAX232與AT89C51

33、連接。單片機(jī)AT89C51通過RXD和TXD腳實(shí)現(xiàn)對通訊模塊收發(fā)信息的控制。 TC35I通過串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。TC35IGSM數(shù)據(jù)接口按照RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.65V CMOS電平，ZIF上所有RS-232信號都是低電平有效。TC35I GSM數(shù)據(jù)接口配置為8個數(shù)據(jù)位、無奇偶校檢、一個停止位，可以工作在300bps～115 bps。 3.3防盜報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 防火報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 為了 決定使用DS18B20溫度模塊作為 3.5防煤氣泄漏報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)本設(shè)計(jì)的原理，當(dāng)室內(nèi)的煤氣濃度大到一定程度時，傳感器觸發(fā)，產(chǎn)生感應(yīng)信號傳輸給MCU。所以

34、在選用合適的傳感器同時，還要設(shè)計(jì)傳感器的信號放大以及A/D轉(zhuǎn)換電路。綜合考慮各種因素，決定采用MQ-7一氧化碳傳感器模塊。該模塊具有以下特點(diǎn)： 1、具有信號輸出指示。 2、雙路信號輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出） 3、TTL輸出有效信號為低電平。（當(dāng)輸出低電平時信號燈亮，可直接接單片機(jī)） 4、模擬量輸出0~5V電壓，濃度越高電壓越高。 5、對甲烷氣體，天然氣有較好的靈敏度。 6、具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性 7、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性 MQ-7一氧化碳傳感器模塊電路如下圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)

35、軟件基于單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)keilC51,本系統(tǒng)軟件流程圖如下圖所示 程序主流程圖開 機(jī) MCU波特率、定時器、中斷端口初始化 MCU監(jiān)控模塊初始化 揚(yáng)聲器報(bào)警 GSM模塊發(fā)送短信 結(jié) 束 Y Y Y N N N TC35I模塊初始化 傳感器模塊初始化 熱釋電紅外傳感器觸發(fā) 紅外報(bào)警器有信號 MQ-7煙霧傳感器觸發(fā) 煤氣泄漏傳感器有信號 溫度傳感器觸發(fā) 火災(zāi)報(bào)警器有信號 AT指令 AT指令集原本是計(jì)算機(jī)和調(diào)制解調(diào)器之間進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)語言，GSM Modem實(shí)際上是一個使用GSM移動通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器，因而GSM M的控制命令也是AT指令。 AT是Attention的縮寫，絕大多數(shù)調(diào)制解調(diào)器命令都是以AT作為前綴的，如ATD等。因此這些命令被稱為AT指令，由這些命令所構(gòu)成的指令叫做AT指令集?，F(xiàn)在市面上也出現(xiàn)了較多的工業(yè)級GSM Modem，一般都兼容AT指令集。 DS18B20溫度采集軟件設(shè)計(jì)