基于GSM的報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

一硬件總體設(shè)計(jì)硬件整體設(shè)計(jì)主要由五部分組成：MCU單元，指示電路，報(bào)警信號(hào)輸入電路，GSM通信模塊接口部分，電源部分。硬件設(shè)計(jì)原理框圖見(jiàn)圖1。圖1硬件設(shè)計(jì)原理框圖1.1MCU中央控制部分（1）MCU的選用AT89S51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（FLASHROM）和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52提供了高性?xún)r(jià)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(bào)警信息，對(duì)各種報(bào)警信號(hào)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(duì)GSM模塊的初始化以及報(bào)警系統(tǒng)的個(gè)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(bào)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(hào)。1.2指示電路部分GSM接口報(bào)警信號(hào)輸入電源部分MCU指示電路采用四個(gè)LED發(fā)光管來(lái)指示整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，其中一個(gè)為電源指示，一個(gè)為GSM與MCU成功建立連接指示，一個(gè)為傳感器有信號(hào)輸入指示，一個(gè)為短信發(fā)送成功指示。1.3報(bào)警信號(hào)輸入接口電路報(bào)警信號(hào)輸入接口電路主要是用于引入有傳感器發(fā)出的信號(hào)。這里傳感器可以是多種的。但是必須注意的是，無(wú)論是什么傳感器，必須轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)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(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要按照3.3V接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，然而像RS485電路的輸入、輸出需要5V電平，同時(shí)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(shí)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(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（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(chǎng)合。它不僅已經(jīng)被內(nèi)置于每臺(tái)PC，而且已被內(nèi)置于從微控制器到主機(jī)的多種類(lèi)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(lèi)型得計(jì)算機(jī)之間的簡(jiǎn)單連接中，它是一個(gè)被廣泛使用的接口之一。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始使用的GSM模塊有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西門(mén)子的TC35系列、愛(ài)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(mén)子的TC35系列模塊性?xún)r(jià)比很高，并且已經(jīng)有國(guó)內(nèi)的無(wú)線電設(shè)備入網(wǎng)證。所以本設(shè)計(jì)選用的是西門(mén)子TC35系列的TC35i。這是西門(mén)子推出的最新的無(wú)線模塊，功能上與TC35兼容，設(shè)計(jì)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(jí)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(yǔ)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(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)。TC35i有40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF(ZeroInsertionForce，零阻力插座)連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類(lèi)，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(duì)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(yǔ)音接口，用來(lái)接電話手柄。15、30、31和32腳為控制部分：15為點(diǎn)火線IGT(Ignition)，當(dāng)TC35i通電后必須給IGT一個(gè)大于100ms低電平，模塊才啟動(dòng)；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(yùn)行的安全性，要給電路提供穩(wěn)定的5V電源。GSM模塊要用專(zhuān)用電源。二系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(gè)人參數(shù)設(shè)置主要用來(lái)設(shè)定用戶用作報(bào)警的電話、個(gè)性化報(bào)警短信文字等，既可以用計(jì)算機(jī)通過(guò)串口進(jìn)行設(shè)置，也可以通過(guò)手機(jī)短信的方式設(shè)置。參數(shù)中有個(gè)人密碼項(xiàng)，一旦設(shè)定，整個(gè)系統(tǒng)只受密碼持有者控制。軟件的一項(xiàng)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(bào)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(jì)的核心部分是單片機(jī)與GSM無(wú)線模塊的通信，串口通信與AT命令的設(shè)置和使用是程