基于GSM的報警系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文.doc

一硬件總體設(shè)計硬件整體設(shè)計主要由五部分組成：MCU單元，指示電路，報警信號輸入電路，GSM通信模塊接口部分，電源部分。硬件設(shè)計原理框圖見圖1。圖1硬件設(shè)計原理框圖1.1MCU中央控制部分（1）MCU的選用AT89S51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（FLASHROM）和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S52提供了高性價比的解決方案。（2）控制系統(tǒng)的主要功能1）處理傳感器采集到的報警信息，對各種報警信號進(jìn)行綜合判斷，確定警情，從而做出正確的判斷。2）與GSM模塊建立通訊，完成對GSM模塊的初始化以及報警系統(tǒng)的個性化設(shè)置。3）完成單片機(jī)系統(tǒng)與GSM模塊之間的數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換，包括將報警信息轉(zhuǎn)換成符合SMS協(xié)議的數(shù)據(jù)格式并傳遞給GSM模塊進(jìn)行發(fā)送，以及將GSM模塊收到的短信控制命令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信號。1.2指示電路部分GSM接口報警信號輸入電源部分MCU指示電路采用四個LED發(fā)光管來指示整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，其中一個為電源指示，一個為GSM與MCU成功建立連接指示，一個為傳感器有信號輸入指示，一個為短信發(fā)送成功指示。1.3報警信號輸入接口電路報警信號輸入接口電路主要是用于引入有傳感器發(fā)出的信號。這里傳感器可以是多種的。但是必須注意的是，無論是什么傳感器，必須轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號之后才能送到單片機(jī)里面。1.4GSM通信模塊接口部分雖然整個系統(tǒng)設(shè)計主要按照3.3V接口進(jìn)行設(shè)計，然而像RS485電路的輸入、輸出需要5V電平，同時GSM終端需要向用戶提供TTL電平的串口輸出。因此需要進(jìn)行5V3.3V或者3.3V5V的電平轉(zhuǎn)換。我們選用MAX232電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)了電平的相互轉(zhuǎn)換，電路如圖2所示。圖2電平轉(zhuǎn)換電路RS-232是由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）正式公布的、在異步串行通訊中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線。它包括了按位串行傳輸率和機(jī)械方面的規(guī)定。適合短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通訊場合。它不僅已經(jīng)被內(nèi)置于每臺PC，而且已被內(nèi)置于從微控制器到主機(jī)的多種類型的電腦和與它們連接的設(shè)備。你也可以將RS-232用在任何類型得計算機(jī)之間的簡單連接中，它是一個被廣泛使用的接口之一。目前，國內(nèi)已經(jīng)開始使用的GSM模塊有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西門子的TC35系列、愛立信的DM10/DM20系列、中興的ZXGM18系列等，而且這些模塊的功能、用法差別不大。其中西門子的TC35系列模塊性價比很高，并且已經(jīng)有國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證。所以本設(shè)計選用的是西門子TC35系列的TC35i。這是西門子推出的最新的無線模塊，功能上與TC35兼容，設(shè)計緊湊，大大縮小了用戶產(chǎn)品的體積。TC35i與GSM2/2+兼容、雙頻(GSM900/GSMl800)、RS232數(shù)據(jù)口、符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計。TC35i有40個引腳，通過一個ZIF(ZeroInsertionForce，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。第114腳為電源部分：15為電源電壓輸入端Vbatt+，610為電源地GND，11、12為充電引腳，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。2429為SIM卡引腳，分別為CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。3340為語音接口，用來接電話手柄。15、30、31和32腳為控制部分：15為點火線IGT(Ignition)，當(dāng)TC35i通電后必須給IGT一個大于100ms低電平，模塊才啟動；30為RTCbackup，31為Powerdown，32為SYNC。16-23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。1.5系統(tǒng)供電部分為了保證系統(tǒng)運行的安全性，要給電路提供穩(wěn)定的5V電源。GSM模塊要用專用電源。二系統(tǒng)軟件設(shè)計2.1下位機(jī)軟件組成程序主流程圖如圖2所示。圖3中的個人參數(shù)設(shè)置主要用來設(shè)定用戶用作報警的電話、個性化報警短信文字等，既可以用計算機(jī)通過串口進(jìn)行設(shè)置，也可以通過手機(jī)短信的方式設(shè)置。參數(shù)中有個人密碼項，一旦設(shè)定，整個系統(tǒng)只受密碼持有者控制。軟件的一項重要工作是協(xié)議轉(zhuǎn)換，GSM模塊以及手機(jī)支持的是GSM協(xié)議，要想使得單片機(jī)能夠控制GSM模塊的短信收發(fā)，必須將相應(yīng)的控制指令、報警狀態(tài)等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相關(guān)格式，例如，手機(jī)短信支持的PDU或Unicode碼格式。終端系統(tǒng)設(shè)計的核心部分是單片機(jī)與GSM無線模塊的通信，串口通信與AT命令的設(shè)置和使用是程