毕业论文-基于GSM的智能家居报警系统设计42968.doc

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1、1 基于的智能家居报警系统设计基于的智能家居报警系统设计 【摘要】 本文介绍了一种操作方便、运行可靠的多功能家庭型智能报警系统。 它集防煤气泄漏、防盗贼入侵、防火灾等功能于一体，可实现自动检测、语音报警及 远程报警。智能探测器在监测到灾情时只输出报警信号开关量，单片机处理器会自动 控制 GSM 接口电路，根据险情类别，自动发送短信报警到用户手机。该系统成本低、 实用、可靠、功能灵活多样等特点。 【关键词】 报警系统 GSM 语音 传感器 STC12C5A60S2 【Abstract】 This article describes an easy to operate, reliable ope

2、ration of the multi- function home intelligent alarm system. It combines anti-gas leak, anti thieves invasion, fire prevention and other functions into one, you can achieve the automatic detection, voice alarm and remote alarm. Intelligent detectors to monitor the disaster when only output the alarm

3、 signal switch, single-chip processor will automatically control the GSM interface circuit, according to danger category, automatically send SMS alarm to the users mobile phone. The system is low cost, practical, reliable, flexible and diverse characteristics etc. 【Keywords】 warning system GSM voice

4、 sensor STC12C5A602 1 目目 录录 第 1 章 引言 .1 1.1 前言.1 1.2 本设计任务及要求.1 第 2 章 GSM 原理及概述2 第 3 章 系统各组成单元方案设计与论证 .3 3.1 系统总框图.3 3.2 方案论证比较.3 第 4 章 系统硬件电路设计 .5 4.1 单片机最小系统模块设计.5 4.2 ISD4004 语音芯片 .5 4.3 显示电路设计.6 4.4 热释电传感器电路设计.7 4.5 气体传感器电路设计.8 第 5 章 系统软件电路设计 .9 5.1 系统程序的主要部分.9 5.2 显示程序设计10 5.3 按键程序设计10 5.4 语音模块

5、程序设计 11 第 6 章 系统测试及分析 12 6.1 系统测试12 6.2 测试数据及分析12 6.3 不足与展望13 总结 .14 致谢 .15 参考文献 .16 附录 .17 附录一： 原理图.17 附录二： 电路 PCB 图.18 附录三： 实物图.19 附录四： 源程序代码.21 1 第第 1 1 章章 引言引言 1.1 前言 随着现代电子技术和通信技术的迅速发展，人们的家居生活正在变得越来 越舒适便利。然而，生活中总存在一些这样那样的安全隐患，如火灾、煤气中 毒、匪盗等，这些都已经严重危害到了人们的家庭幸福。于是关于智能家居的 概念应运而生，而其中家居安全报警系统就是智能家居的一

6、个重要组成部分。 早前的家庭安全报警系统都是针对某个具体的安全隐患进行设计的，如煤气报 警器、红外线防盗报警器、火灾报警器等，这些报警装置基本能够满足一般的 需求，然而它功能比较单一、无二次报警功能，性价比也不是很高。例如燃气 泄漏致人昏迷后无进一步防范措施、或无人在家时发生匪盗或火情，单纯的警 铃报警失去了意义，这显然不能很好的满足家庭综合报警的使用要求。而全智 能家庭防盗报警采用的是 ADT 全球安防系统。它的特点是功能强大、技术成熟， 但是价格昂贵，故没有被大量的普及使用。从中我们也可以看出随着互联网技 术的不断发展，将家庭安全报警系统进行区域的联网，安全系数大大提高。 GSM报警系统采

7、用工业级无线移动通讯网络及相关的数字处理技术，已逐步 应用于技术安全防范领域，广泛应用于家庭，商用，小区物业，电力，交通， 石油，煤炭，铁道，市政，公安等部门行业的安防装置，数据监测以及远程监 控系统等等。它利用GSM无线移动通讯网络短信息数据传输模式平台，真正实现 了超远距离方便、灵活的无线报警处理及控制，解决了固定电话或有线宽带网 络有线数据传输模式报警的局限性，真正做到全无线报警。本系统就是利用GSM 来完成检测区的远程报警设计，设计中我们使用是温度传感器，气体传感器以 及热释电传感器完成多方为的设防保护和使用ISD4004芯片对数据进行语音播报， 同时可以根据用户需要设置手机号功能。未

8、来的发展趋势将以智能、信息为主 流，使GSM智能家居警仪的发展更人性化。 1.2 本设计任务及要求 1.2.1 设计任务 设计制作 GSM 智能家居报警系统，具有煤气泄漏报警，火灾报警，红外报 警，将报警信息通过 GSM 模块发送到指定手机报警及语音报警。当有煤气泄漏 和火灾时通过判断传感器 A/D 的变换就可知道当前是否报警，如有煤气泄漏， 则启动报警功能，在无报警内容时通过 DS1302 时钟芯片显示实时的时间，当进 入设防模式时通过热释电传感器就可以检测到是否有人传入并进报警和语音提 示。 1.2.2 设计要求 1、 通过 MQ-6 气体传感器检测环境气体信息； 2、 通过 DS18B2

9、0 正确读取相关温度信息； 3、 通过热释电检测人体信息； 4、 12864 液晶显示万年历、温度； 5、 通过设防可以在有人闯入时向指定手机发送报警信息。 2 第 2 章 GSM 原理及概述 GSM 是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的简称。GSM 是当前应用最为广泛的移动电话标准，全球超过 200 个国家和地 区超过 10 亿人正在使用 GSM 电话。所有用户可以在签署了“漫游协定“移动电话 运营商之间自由漫游。GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信 道都是数字式的，因此 GSM 被看作是第二代(2G)移动电

10、话系统。这说明数字通 讯从很早就已经构建到系统中1 1。 从用户观点出发，GSM 的主要优势在于用户可以从更高的数字语音质量和 低费用的SMS之间作出选择。网络运营商的优势是他们可以根据不同的客户定 制他们的设备配置，因为 GSM 作为开放标准提供了更容易的互操作性。这样， 标准就允许网络运营商提供漫游服务，用户就可以在全球使用他们的移动电话 了。 GSM 网络一共有 4 种不同的蜂窝单元尺寸：巨蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝和 伞蜂窝。覆盖面积因不同的环境而不同。巨蜂窝可以被看作那种基站天线安装 在天线杆或者建筑物顶上那种。微蜂窝则是那些天线高度低于平均建筑高度的 那些，一般用于市区内。微微蜂窝则是

11、那种很小的蜂窝只覆盖几十米的范围， 主要用于室内。伞蜂窝则是用于覆盖更小的蜂窝网的盲区，填补蜂窝之间的信 号空白区域。 GSM 同样支持室内覆盖，通过功率分配器可以把室外天线的功率分配到室 内天线分布系统上。这是一种典型的配置方案，用于满足室内高密度通话要求， 在购物中心和机场十分常见。然而这并不是必须的，因为室内覆盖也可以通过 无限信号穿越建筑物来实现，只是这样可以提高信号质量减少干扰和回声。 短信收发的编码格式一共有三种：Block 模式, Text 模式和 PDU(protocol description unit)模式。其中 Block Mode 已经逐渐被淘汰，下面介绍的内容， 是在

12、 PDU Mode 下发送和接收短消息的实现方法。PDU 串表面上是一串 ASCII 码， 由“0”-“9” 、 “A”-“F”这些数字和字母组成。它们是 8 位的十六进制数。 PDU 串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其他信息2。 3 第 3 章 系统各组成单元方案设计与论证 3.1 系统总框图 系统以 STC12C5A60S2 单片机为核心，连接各外部电路完成人机交互等各功 能的控制。系统的总体框图如图 3-1 所示： 图 3-1 系统总体框图 电路设计部分以单片机控制电路为核心由时钟电路，复位电路，电源电路， 按键电路，12864 显示电路，语音播报电路，GSM 模块电路和传感器电路

13、共同组 成 GSM 智能家居报警系统电路。 3.2 方案论证比较 3.2.1 CPU 控制模块方案设计 方案一：采用 32 位的 LPC2138 作为控制 CPU，LPC2138 采用了 PHILIPS 公 司基于 ARM7TDMI-S 核的 ARM 芯片，拥有 RDI 标准接口、同步 Flash 刷新技术以 及影射寄存器窗口等三项国内 ARM 仿真器设计最领先的 3 种技术，内部 PLL 锁 相环倍频可以得到更高的 CPU 处理速度，硬件自带的 AD、DA、捕获、匹配以及 同步与异步的通信方式更方便用户的编程设计，并且可以达到很高的实时性， 但是价格较昂贵。 方案二：采用宏晶科技有限公司的

14、STC12C 系列的 5A60S2 单片机作为控制 CPU，该单片机拥有 2 路 PCA 捕获/匹配，8 路 10 位高速 A/D 转换，转换速度可 以达到 25 万次每秒，且价格便宜，使用于各种仪器与工业控制。 综上所述，由于使用 ARM 控制需要对所有的接口做电平转换，增加了硬件 电路的复杂性，在同样能够完成功能的前提下考虑到性价比与设计的便利性本 系统选择使用 STC12C5A60S2 的单片机作为 CPU 的控制核心。 单 片 机 时钟电路 复位电路语音播报电路 12864 显示电路 电源电路 按键电路 GSM 模块电路 传感器电路 4 3.2.2 显示模块方案设计 由于此系统用到中文

15、等信息，考虑实用问题，故采用 LCD12864 液晶显示屏， 字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号和汉子信息等点阵 式 LCD，其拥有友好的人机界面及强大的显示功能。特别适用于智能控制的可 编程人性化显示。与中文液晶显示相比，英文液晶显示其表现更为绚丽，因此 选择中文的 LCD。而且液晶显示有功耗低，体积小，重量轻，寿命长，不产生 电磁辐射污染等优点。 3.2.3 气体传感器模块方案设计 方案一：金属氧化物半导体传感器 可以在%LEL/LFL水平上检测可燃气体和蒸气的传感器是金属氧化物半 导体传感器（或称MOS） 。MOS也可以用来检测毒性水平。它由一个金属氧化 物半导体的传感

16、器件（比如氧化物SnO2)构成。在新鲜空气条件下，它的电 导较小，而一旦接触还原性气体或者易燃易爆气体，电导会增加。通过改 变传感器的加热温度可以调整它对于不同物质的灵敏度。MOS传感器也可用 于检测宽范围的有毒气体和易燃易爆气体。它最常使用的领域是检测ppm级 的碳氢化合物和有毒气体，但是价格较贵。 方案二 ：MQ系列气体传感器 MQ-6 型液化气气体传感器对液化气,丁烷,丙烷有较高的灵敏度，对乙醇蒸 气,烟雾几乎不响应。适用于家庭或工业上对 LPG,丁烷,丙烷,LNG 的检测装置。 具有快速的响应恢特牲、长期的使用寿命和可靠的稳定性、价格便宜和简 单的驱动电路等特点。 综合以上所述，我们采

17、用方案二。单片机通过自身带的ADC对传感器AD 值进行检测，当发现数值过低时发出可燃体警告。 3.2.4 GSM 模块方案设计 西门子公司的TC35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。在GSM网络 日臻完善的今天，TC35秉承了西门子一贯的优秀品质，它易于集成，使用它可 以在较短的时间内花费较少的成本开发出新颖的产品。在远程监控和无线公话 以及无线POS终端等领域能看到TC35无线模块在发挥作用，是产品质量和性能的 保证。 由于西门子的模块性价比较高也满足我们设计的需要所以选用此模块完成 短信发送功能。将串口与单片机进行连接来进行通讯。 5 第 4 章 系统硬件电路设计 4.

18、1 单片机最小系统模块设计 STC12C5A60S2 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 60K 在系统 可编程 Flash 存储器器、中央处理器、程序存储器（Flash） 、数据存储器 （RAM） 、EEPROM、定时/计数器、I/O 接口、UART 接口和中断系统、SPI 接口、 高速 A/D 转换模块、PWM（或捕捉/比较单元）以及硬件看门狗、电源监控、片 内 RC 振荡器等模块。可以说 STC12C5A60S2 单片机几乎包含了数据采集和控制 中所需的所有单元模块，可称得上一个片上系统（SOC） ，可以很容易地构成典 型的测控系统。 本系统设计主要应用其 PWM（或捕捉

19、/比较单元） 、四路 10 位高速 A/D 转 换模块、SPI 接口、定时/计数器、I/O 接口等功能模块。 图 4-1 单片机最小系统模块电路图 4.2 ISD4004 语音芯片 ISD4004 系列工作电压 3V,单片录放时间 8 至 16 分钟,音质好,适用于移 动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用 CMOS 技术,内含振荡器、防混淆滤 波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯 片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI 或 Microwire)送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样值直接存 贮在片内闪烁存贮器中,

20、因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效 果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声“。采样 频率可为 4。0,5。3,6。4,8。0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下 降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存 100 年(典型值),反复录 音 10 万次。 自动静噪(AMCAP) 当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时,自动 静噪功能使信号衰弱,这样有助于养活无信号(静音)时的噪声。通常本端对地接 6 1mF 的电容,构成内部信号电平峰值检测电路的一部分。检出的峰值电平与内部 设定的阈值作比较,决定自动静噪功能的翻转点。大信号时,自动静

21、噪电路不衰 减,静音时衰减 6dB。1mF 的电容也影响自动静噪电路对信号幅度的响应速度。 本端接 VCCA 则禁止自动静噪。 ISD4004 工作于 SPI 串行接口。SPI 协议是一个同步串行数据传输协议, 协议假定微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿动作,因此对 ISD4004 而言,在时钟上升沿锁存 MOSI 引脚的数据,在下降沿将数据送至 MISO 引脚。电 路图如图 4-2 所示： 图 4-2 ISD4004 语音芯片模块电路图 4.3 显示电路设计 本系统由于需要显示汉字项目和转速变化曲线，故采用 12864 液晶显示器。 带中文字库的 128X64 是一种具有

22、4 位/8 位并行、2 线或 3 线串行多种接口方式， 内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨 率为 12864,内置 8192 个 16*16 点汉字，和 128 个 16*8 点 ASCII 字符集.利 用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图 形界面。可以显示 84 行 1616 点阵的汉字.也可完成图形显示.低电压低功 耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶 显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格 也略低于相同点阵的图形液晶模块。 基本特性:1,低电源电压（VDD:+3

23、.0-+5.5V） ；2,显示分辨率:12864 点； 3,内置汉字字库，提供 8192 个 1616 点阵汉字(简繁体可选)；4,内置 128 个 168 点阵字符；5,2MHZ 时钟频率；6,显示方式：STN、半透、正显；7,驱动方 式：1/32DUTY，1/5BIAS；8，视角方向：6 点；9，背光方式：侧部高亮白色 LED，功耗仅为普通 LED 的 1/51/10；10，通讯方式：串行、并口可选；11， 内置 DC-DC 转换电路，无需外加负压；12，无需片选信号，简化软件设计； 13，工作温度: 0 - +55 ,存储温度: -20 - +60 。12864 电路图如图 4-3 所示

24、： 7 图 4-3 12864 显示电路 4.4 热释电传感器电路设计 热释电红外探测器电路采用的器件包括红外探测器专用芯片红外传感信 号处理器BISS0001、热释电红外探头RE200B(传感器)及一些外围元件(电阻电容)。 它的正常工作电压是+4.5V(工作范围可在3V到5V之间)。 检测元件BISS0001是CMOS数模混合专用集成电路，具有独立的高输入阻抗 运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号预处理。另外它还具有双向鉴幅 器，可有效抑制干扰，其内部设有延迟时间定时器和封锁时间定时器。管脚排 列及各点波形如图4-4-1和4-4-2所示。 当A端等于“0”时，为不可重复触发工作方式，即

25、在TX时间内，任何工C7 的变化都被忽略，直至延迟时间TX结束。当TX时间结束时，UO下跳回低电平， 同时启动封锁时间定时器进入封锁周期Ti。在Ti周期内，任何IC7的变化都不能 使UO为有效状态。本电路中由于BISS0001的1脚接的是低电平，即此时芯片设置 为不可重复触发状态，所以在延时周期内，电路不会被重复触发，直到延时周 期结束。这一功能的设置，可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。RR1, RC1为输出延迟时间Tx的调节端，RR2, RC2为触发封锁时间Tx的调节端。 图4-4-1 BISS0001的管脚排列图 图4-4-2 BISS0001的管脚波形图 图4-4-3所示为红外探测

26、器部分的电路图。当热释电红外探头接收到人体发 出的红外线后，经过内部转换，输出一个微弱的低频电信号到BISS0001芯片的 第一级运算放大器工Cl的同相输入端(14脚)，对信号进行处理，处理后UO脚(2 脚)输出高电平信号，经非门后送单片机的P0.0脚进行报警处理。2 8 图4-4-3 红外探测器部分的原理图 4.5 气体传感器电路设计 MQ-6 型液化气气体传感器对液化气,丁烷,丙烷有较高的灵敏度，对乙醇蒸 气,烟雾几乎不响应。具有快速的响应恢特牲，长期的使用寿命和可靠的稳定性 和简单的驱动电路等特点，适用于家庭或工业上对 LPG,丁烷,丙烷,LNG 的检测。 装置 MQ-6 气敏元件的结构

27、和外形如图所示(结构 A 或 B)，由微型 AL2O3 陶瓷管、 SnO2 敏感层，测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不绣钢制成的腔 体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。MQ-6 型气敏器件对不同种类， 不同浓度的气体有不同的电阻值。因此，在使用此类型气敏器件时，灵敏度的 调整是很重要的，一般用 1000ppm 液化气校正传感器3。其原理图如图 4-5 所 示： 图 4-5 MQ-6 型液化气气体传感器内部结构图 传感器模块电路原理图见图 4-8。 图 4-5 MQ-6 气体传感器模块电路图 9 第 5 章 系统软件电路设计 5.1 系统程序的主要部分 本系统的软件设计采用数据

28、与图形相结合的表示方式, 功能清晰、 使用方 便。主程序是单片机程序的主体，整个单片机端系统软件的功能的实现都是在 其中完成的，在此过程中主程序调用了子程序及中断服务程序。程序首先完成 初始化过程，然后判断是否有报警，然后根据判断发送报警。流程图如图 5-1 所示。 是否调整短信 中心号码 开始 单片机寄存器初始化 NO YES LCD初始化 传感器初始化 进行调整 是否调整 目标号码 读取温度值 温度是否 超过初始值 播报温度 发送短信 读取气体传感器 是否有气体泄漏 读取红外传感器 是否有人入侵 返回 进行调整 播报温度 发送短信 播报温度 发送短信 NO YES YES YES YES

29、NO NO NO 显示 10 图 5-1 程序总体流程 5.2 显示程序设计 本设计除了实现防盗、煤气泄漏报警的功能外 u 实时日历时钟显示的功能， 如图 5-2 所示为 LCD12864 显示流程图， A0是否为高电平 开始 LCD参数初始化 LCD实时显示时钟 及参数 返回 NO YES 图 5-2 LCD 显示流程 5.3 按键程序设计 接通电源后系统进入待机状态，此时通过按键输入手机和短信中心等数值。 如下图 5-3 所示。 是否按键按下 开始 检测按键序号 NO YES 继续等待是否为按键1 YES 是否为按键2 YES NO 在上电过程中 进入时间模式 否则进入设置 模式 是否为按

30、键3 是否为按键4 检测按键序号 检测按键序号 检测按键序号 在上电过程中进 入录音模式否则 进入设置模式 在上电过程中进 入放音模式否则 进入设置模式 YES NO 在上电过程中进 入暂停模式否则 进入设置模式 NO 返回 图 5-3 按键流程图 11 5.4 语音模块程序设计 通过单片机模拟 SPI 总线来实现对单片机的读写控制，可在指定的地址播 放内容可以在指定的地址录相关内容具体程序如图如下 4-5. 语音芯片初始化 是否录音 开始 语音参数初始化 延时 到指定地址录音 是否放音到指定位置播放 延时 返回 NO YES NO YES 图 5-4 ISD4004 程序流程图 12 第 6

31、 章 系统测试及分析 6.1 系统测试 整个系统设计完成后，要进行运行调试，排除软件和硬件的故障，同时验 证系统的可靠性及稳定性，使系统符合设计要求。本系统的调试主要分两个步 骤：单片机系统调试及整个控制系统运行调试。 结合系统软件测试，利用硬件平台进行功能性检测，即验证系统软硬件综 合测试正常。主要包括了温度传感器电路、MQ-6 气体传感器电路、热释电传感 器、键盘输入、液晶显示等，并实现各部分功能的综合测试。 该综合测试主要在系统调试正常的情况下，验证煤气气体综合测试情况。 首先对调整 MQ-6 的灵敏度，在液晶上显示，通过一些特殊手段，改变环境的 液化气气体含量，看液晶上气体灵敏度是否会

32、改变。通过测量当液化气浓度达 到 1000ppm 时，系统发出“煤气泄漏”语音报警和 GSM 发出“煤气泄漏”中 文短信报警到用户手机；当室内温度高于假设的 70时，系统发出“火灾报警” 语音报警和 GSM 发出“火灾报警”中文短信到用户手机；当室内有人入侵时， 系统发出“有人入侵”语音报警和 GSM 发出“有人入侵”中文短信报警。实现 了险情识别报警，同时减小了误报的几率，使得设计更加人性化。 6.2 测试数据及分析 6.2.1 热释电感应距离测量 在主人外出模式下，当室内有人入侵的时候，热释电可以感应到人的存在， 同时发出远程报警。在调节好红外热释电模块的灵敏度后，通过测量，我们可 以测得

33、热释电的感应有效范围，并实现语音报警和远程短信报警，数据记录于 表 6-2-1： 表 6-2-1 热释电感应有效范围 范围/m 序号 2.5 3.4 3.8 4.3 4.9 5.4 5.7 6.3 6.5 7. 0 1 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 无报警 无报警 2 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 无报警 3 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 无报警 无报警 4 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 无报警 无报警 5 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 无报警 无报警 6 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警

34、报警 报警 无报警 7 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警 无报警 无报警 分析：理论上红外热释电的有效感应范围应该为 0-7m，通过测试，从 0m 开始到 7m,其中到 6.3m 的范围都能感应到，但是到 6.5m 的时候开始出现感应 不灵，主要可能是出现些电子干扰，及线路误差。 6.2.2 温度测试 本系统通过用 DS18B20 测试温度高低，实现火灾报警功能。开始设定一个 初值如 70，当温度传感器测得值超过这个初值时则系统进行语音报警和远程 短信报警。调试的过程中，为了更方便调试及测量，设计中使用了电吹风加热， 13 同时通过与四位半高精确温度测量仪器相比较，多次测量，判断

35、出误差。并记 录表 6-2-3： 表 6-2-3：温度传感器测得的温值与高灵敏度温度测量仪测出室温值记录表 次数 温度/ 12345678 传感器 温度值 / 7071717071707071 高灵敏 度温度 测量仪 / 70.371.571.870.671.870.570.471.2 分析：当电吹风加热到 70左右的时候，系统发出语音报警和远程短信报 警，但有时可能因为系统响应较慢，所以当温度检测到 71时才开始发出报警。 由实验数据所得本系统所使用的 DS18B20 测得的数值在精度上和准确度上都比 高精度的温度测量仪低，但是相差不是很大，因而使用 DS18B20 作为火灾温度 检测是具有

36、一定的可行性的，同时其较低的价格，也可以降低设计成本。 6.3 不足与展望 本设计经过硬件与软件的调试运行，基本完成了对智能住宅盗情、火情、 煤气泄漏等进行自动监测，并实现了自动报警功能。运行结果表明该装置在技 术上有一定的可靠性，但也存在着一些问题。例如有人放置信号干扰器，则 GSM 报警可能不能发出短信报警；防火探测器检测过于单一，可能会有漏报的 情况，另外尚有许多理论问题和工程应用问题需要进一步的探索和研究，就研 究和发展状况来看今后仍需在以下几个方面努力： 1、由于火灾探测器过于简单，可以在系统中加入 MQ-2 烟雾检测传感器， 对烟雾进行浓度检测； 2、热释电红外传感器的检测能力会随

37、着距离的增加而减弱，因而可以在门 窗增加电磁阀控制器，当有人破门而入时，就可以及时检测到有人入侵，然后 通过单片机控制系统发出语音报警和短信报警。 3 随着气体传感器检测技术不断的发展，在气体浓度检测方面可以做到精 度更高，检测速度更快，这样才更好的发现险情，做出正确和及时的处理。 14 总结 本文从整体到部分详细介绍了智能家居报警控制器的设计。通过查阅大量 资料，本文提出了几种可行性方案，对硬件电路的实现方案进行了分析对比， 并最终选择了基于 GSM 模块的实现方案。在比较重要的部分进行了详细的论述， 并且给出了程序及说明，其可靠性和稳定性都达到了很好的效果。本设计已经 完成了对智能住宅盗情

38、、火情、煤气泄漏等进行自动监测并实现了自动报警功 能。经测试，热释电红外传感器的感应范围为 6.3m 左右；在外界温度为 70时， DS18B20 温度传感器能够准确感应，并发出报警，基本实现预期目的，同时系 统还能够辨别不同险情，进行不同的报警，方便主人正确处理险情，使设计跟 家智能化、人性化。 在现代电子科技的高速发展过程中，微型化、集成化、高密度化以及设备 的高精度化已经成为一种长期的趋势，这就要求我们力求使用更精确的设备。 本设计中使用的芯片只是当前电子科技发展的一般产物，随着科技的不断发展， 更高密度，更高精度的芯片将会取代现有的产品，所以我们还要不断的学习， 不断的丰富和更新我们的

39、产品，提出更高的要求。 15 致谢 接近两个月的毕业设计结束，在这段时间的设计和学习过程中，我得到了 很多人的帮助，学到了很多东西。 在此我要感谢罗锦彬老师和任志山老师，是你们的细心指导和关怀，使我 能够顺利的完成毕业设计及论文。在我的学业和论文的研究工作中无不倾注着 老师们辛勤的汗水和心血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精 神使我深受启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识， 也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深地敬意。 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

40、理解知识，所以 在这里非常感谢帮助我的同学。 16 参考文献 1 冯娟，曾立华基于 GSM 的住宅智能报警系统的设计J微计算机信息， 200824：100-101 2 韩斌杰GSM 原理及其网络优化M机械工业出版社，2001 3 卢宪友智能远程家电控制及安防系统的研究D曲阜师范大学，2010 4 高放，杜云，冯建武等基于 GSM 网络短消息的汽车防盗报警系统设计J河北工 业科技,2009,26：182-184 5 张洪润传感器技术大全（上册）M北京航空航天大学出版社，2008 6 赵冲基于 GSM 的防盗报警系统设计D西安科技大学，2007 7 林雪梅.热释电红外传感器及其应用J.甘肃科技纵横

41、,2005.1:4-6 8 瞿贵荣.热释电红外传感器的结构原理及特性J.家庭电子,2005.8:18-21 9 谢崇明GSM 汽车防盗报警系统设计J装备制造技术，2008.1:105-107 10 李晓思.基于无线 GSM 网络的智能型住宅自动控制系统J.传感器世界,2010.7:75-76 11 孟振中.基于 ISD4004 芯片的语音录放系统设计J.成功(教育),2008.1:91-93 12 童名文.一种新型报警器的研制J.高校电子学报,2003.5:45-59 13 张援朝.防火探测器及气体传感器J.家用电器.消费,2000.5:80-83 14 陈静,尚鲜连, 张苏. 基于 GSM

42、的无线数据传输系统的设计J,2010.9:36-40 15 郭天祥.新概念 51 单片机 C 语言教程M,电子工业出版社,2010.3 16 Introduction to the SMS in PDU mode Vi.00,Januaty.2000 17 GTS GSM 07.07 Version 5. 0. 0. Digital cellular telecommunications system(Phase 2+); AT command set for GSM Mobile Equipment(ME)(GSM07.07)S，SMG 4.1996.7.1 18 TC35i Hardwar

43、e Interface Description, Version:03.01, DocId:TC35i_ HD_ v03.01, September 09,2005 17 附录 附录一： 原理图 18 附录二： 电路 PCB 图 19 附录三： 实物图 20 21 附录四： 源程序代码 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define CMGF 0X02 #define CMGD 0X03 #define CREG 0X04 #define CMGR 0X05 #define CMGS 0X06 #define CSCA

44、 0X07 #define ATDAT 0X08 #define TC35RET 0X00 uchar flag=0; /头函数 #include #include #include “LCD12864.h“ #include “4004.h“ #include “key.h“ #include “DS1302.h“ #include “Data.h“ #include “DS18b20.h“ #include “ADC.h“ /发送报警信息 uchar SMS_SendBJ(void); /向串口发送一个字符 void send_uart(uchar ch); /串口初始化 void Ini

45、tUart(); /AT 网络状态查询指令 void AT_CREG(); /AT 复位指令 22 void AT_RST(); /AT 接收格式指令 void AT_CMGF(); /发送温度信息 uchar SMS_Send(uint Temp,uchar flag); /写信息中心号 void AT_CSCA(); /读取信息 uchar SMS_READ(uchar Mode); /AT 短消息读取指令 void AT_CMGR(); /模块初始化 void GSMINIT(); /AT 短消息删除指令 void AT_CMGD(uchar D); /短信删除当前 void SMS_D

46、elete_Now(); /AT 发送短信 void AT_FSDX(uchar X); /需要改动的地方 / uchar code TC_ZXH=“AT+CSCA=+86“; /本地中心设置命令 uchar TC_SMS_Address= “13000000000“; /本地中心号 uchar Telephone_Number=“13000000000“; /目的电话号 /其他地方不要乱动 / uchar code TC_WLZT=“AT+CREG?“; /网络状态查询 uchar code TC_MSXZ=“AT+CMGF=0“; /发送模式选择。 uchar code TC_DQML=“

47、AT+CMGR=1“; /短信读取命令。 uchar code TC_SCML=“AT+CMGD=“; /短信删除命令。 uchar code TC_ATF=“AT /格式化命令 uchar code TC_FXDX=“AT+CMGS=“; /发送短信 /现在温度？ 23 uchar code NowT=“73B057286E295EA6FF1F“; uchar TC35_CON; uchar TC35_RE195,TC35_MAX,i_receive,i_TC35_RECE; uchar Mode=0,K=0; /号码匹配或者只需内容匹配 uchar GSMMode=1; uchar X=0

48、,Y=0; uint LCDi=0; /温度 uint TT=0; uchar TempT=0; uchar WDUP=30; uint KRUP=600; /可燃气体 uint KRQT=0; /报警状态 uchar BJZT=0; sbit JDQ = P20; sbit LED = P37; sbit RSD = P36; / / uchar ModeLCD=0; /主函数 void main(void) 24 uchar key=0,i=0; LED=0; /初始化 DS1302 Ds1302_Init(); /温度转换 tmpchange(); /返回温度 TT=tmp(); TempT=TT/10; /Ds1302_Write_Time(); /读取按键 key=GetKey(); InitADC(); In